2008年3月14日 星期五

2.4GHz 無線模組 DIY(一)

以作電子產業產品來說,一直是不斷的往前走。

從過去最簡單的電晶體電路...再到所謂的數位邏輯電路...

再到所謂的微控器時代...再到所謂的一般的連接通訊介面...

在不斷的演進與基礎科學的發展之下...

也從原來的一般的無線廣播,再到所謂的數位無線通訊...

電子產品也從一般簡單的應用電路,也發展到無線領域。

尤其是一些移動通訊或是人與人之間的溝通與互動,已經不像以前那般的面對面了。

在城市中,人與人的距離是縮短了,但彼此的溝通的距離卻是越來越遠。

所以啊,一些無線通訊或是應用電子產品也就因應而生了。

當然也有一些特殊的先天應用環境的限制,譬如說:

有些好的電子應用產品卻無法克服現實環境,尤其像一般的通訊產品...

往往要享受一些電子產品卻要大費周章的從新佈線與配線...

對一般人就往往望而卻步了。....所以,無線通訊就可以很快的打破這個窠臼。

而在幾年前要接觸無線通訊產品,對我們這些LKK的工程師來說:

簡直是天方夜譚...更別說想做一些應用產品了。

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但這幾年來,電子技術與相關無線應用領域也漸漸平民化了。

玩無線應用產品,也不像過去那麼高不可攀了。....

如果,玩無線通訊的東西,只是以前玩遙控車那種:On 與 OFF 的話,

那多沒意思啊...如果可以自己傳輸一些資料內容的話,那該有多好啊!

而且現在全球在明確的商用頻道(ISM)開放下,現在許多產品都可以慢慢的

加上一些無線應用領域了。

那我們就簡單的來做一個簡單的實驗吧。

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首先,當然就是要有一些標準的無線模組:要玩無線通訊,理所當然的,就是要一對的啊。

所以,我們的應用開發平台也要有兩台PC啊...

至於,要不要找頻譜分析儀....瘋了啊...這麼貴的東西,又不是隨隨便便的人就有啊...

但您也不用難過,就像USB 一樣...沒有分析儀也可以玩啊。尤其,現在的這些無線模組,

人家原廠都已經配的恰到好處了...弄搞不起來,鐵定自己要去閉門思過的。

我們都知道ISM 的頻道從315 MHz 到 920 MHz 都有...但是啊...

越低頻,他的天線技術就越難調(因為越低頻,他的天線就越長...變化也多 !!)

而2.4GHz 他的天線就只剩下短短的幾公分而已...對我們一些小應用東西就很方便啊。

我們就可看到這小小的一對無線模組小小的毫不起眼...

(圖)

擺在附近,還可以共用一個示波器呢...

我們把這個無線模組放大來看:還真的很小,還有他的天線就直接利用PCB 的技巧

直接作在 PCB 上了。...這對於一些標準化來說:還真方便哩。

(圖)

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然後,經過簡單的Registers 設定之後...

(#*&*.....如此﹑如此﹑這般﹑這般.... 之後!---以前布袋戲都這樣子一筆帶過的!

我們就可以完成兩個無線模組簡單的通訊介面了!

我們可以很容易的在示波器看到這個通訊協定介面:

(圖)

我們看到了...兩個無線模組在發射與接收之間,幾乎是沒有任何時間差的。

(廢話,不管是無線或有線,無線電波與一般電子訊號嘛都是光速的...!)

而我們也看到了兩個彼此之間的來來往往的互傳資料。

這樣子,有沒有像一般的USB 的通訊介面一樣啊?!

我們把波形放大來看:

(圖)

我們簡單的傳個 50 Bytes 來看, 他幾乎花了 1.58 mSec 傳完...

50 x 8Bits = 400 bits/1.58mSec ~ 250 Kbps...

嘩...不錯耶...比一般的RS232 還快耶 !但是還沒達到 USB 1.1 的頻寬...

但也算是蠻快的了,最重要的是:他的傳輸是沒有方向性的,是屬於廣播方式。

重點是我們還可以在PC 端,利用超級終端機來看傳輸內容...

他已經不是單純的傳輸 0 與 1 的開關了...而是我可以真正的拿來傳資料了!

但是說到這裡:不知大家有沒有想到一個很好玩的應用結合了:

USB + 2.4GHz 的無線模組....

玩USB DIY 已經不新鮮了囉...我們還要增加無線功能...

們可以讓機械人聽從PC 端的遠端控制,隨時的作動作變化...

不要老是要回到PC 端去更新調整控制內容...也可以利用PC 充沛的儲存能力與龐大的資料庫。

即時傳輸控制內容與調整受控裝置的參數,讓我們遠端受控裝置可以盡情發揮了....

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其實,這個實驗很早的時候就一直想作了...人家給我這個無線模組時,

是我還在推廣那顆FxxA 微控器的時候。只是時空轉換與環境變遷...

一切都已經不復往日情景了...而這一對無線模組,就靜靜的一直躺在抽屜底層。

轉眼間幾乎是一年前的事情了...您說:一個工程師,一年裡可以作多少產品或累積多少技術?!

(如果您也是工程師的話...您大概就知道是"多"或"少"了?!)

一年的時間不長,但也不算短啊...若以產品切市場來說:以人家所謂的Time to Market 來說!

您覺得您還有多少這種一年﹑兩年的時光歲月呢?!

您覺得什麼是最公平的?!答案就是時間!!

不管您是富或窮?!學識涵養?!武功高強?!達官顯赫?!....

世上最公平的就是時間...許多事情您認為您可以給別人時間,

但就像老天爺一樣,他給您時間之後,他也會要回去的。...

因為您花掉您自己時間之後,您再也沒有了!...這是無法討價還價的。

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謝謝您的指教。

PS:至於與USB 結合的部分...以後在慢慢的加上去!敬請期待!

 

 






 

10 則留言:

  1. 請問板主, 無線模組那裡採購. 我們要設計一個數測系統.

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  2. 賈老師的真老公2008年4月12日 晚上7:25

    喔...文章中不是有提到嗎?!
    這個模組是"當年"在推那個多核心的FxxA 時,人家送的模組啊...
    也不是代理商直接給的...是朋友轉介給我的...
    就偷偷的告訴您是禾X堂...的東西... 這樣子您就知道了吧。
    不過,他dB值不大,而且是走2.4GHz 的...在室內只要隔一兩個門就會掛了。
    您要用時,要留意這個問題。

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  3. 抱歉啦人家老公, 俺不是台灣郎. 雖然懂一點點HC11, 也不是搞電子, 所以你說...禾X堂..聽不懂哦...不過還是感謝回應.
    另外還要請教, 如果用玩具的 27MHz, 加大輸出, 用在60米的見方的廠房內, half-duplex, 10kps資料速度, 有機會搞定嗎? 如此一來就可以隨便買幾個玩具車改改...不用到處找RF模組.

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  4. 賈老師的真老公2008年4月20日 下午3:47

    喔...那就對不起了...
    這個模組是台灣一些電子代理商本身所推出的模組 !
    當然啊...他們所依循的:也是大概依照電子原器件原廠的標準電路下去開發的。
    不過,還是要留意的是您所要的無線模組所需要的功率要求,
    他們的天線設計是不同的。---據我所瞭解:我圖上所示的模組,他們天線大概就是 0 dB 左右。
    大概就室內無障礙,幾公尺之間應該還好!
    --- 至於您所說的玩具那些  27MHz 來說:他們大概只有On/Off 的命令而已 ...
    要拿來傳資料可能不行...雖然您所說的half-duplex...
    一般我們也是如此使用(USB 也算是這一類!)
    但在完成啟動資料傳輸之前,還是要建立一些Protocol handshake ...(要雙向的!)
    這些也是需要一些資料交換,當然也要考慮資料編碼(避免被干擾...!)
    所以,以版主的經驗,我是覺得您還是不要考慮那種27MHz玩具的無線通訊方式...!(他們是單向的!)
    就算我們一些簡單的那種 315/433 MHz.... 他們能做到的也是只有 2.4kbps 乃至於4.8 kbps 而已..
    要達到您的 10 kbps ...可能也比較難一點  !! :-?

     

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  5. 電腦的週邊鍵盤滑鼠喇叭耳機印表機都有做無線, 那螢幕有沒有無線的(指無需接粗粗難纏的VGA線,只要插電源)...如果投影機有無線..那就能找到這樣的電磁棒喽 ?(因筆電接電視和投影的接頭一樣是VGA)

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    1. 這個是算問題嗎?! :)) ...
      各位有沒有熱心的網友能不能幫我回答?! :)) ...

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  6. 因希望簡單點 直接買馬上用 所以可能也買不起這樣的無線整合"模組" ,只要找得到短暫符合需求的零件就好 (因都不懂 連搜尋也不知從何找商店喽)

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    1. 很高興您能加入我們今日教育問題的大論戰!
      我想應該會有菁英份子可以直接不用工程理論基礎的跟您解釋
      為什麼您現在還找不到這個東西?!但以後如果有的話...
      那看您是要得到眼睛退化比較好呢?!還是給嚴重的電磁波摧殘比較好?!
      可能東西還沒生產出來...實驗室裡的工程師們可能都得腦瘤掛點了!

      :)) ... :)) ... :)) ...HDMI 用無線傳輸?!這個點子好啊! =D> ... :))

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  7. 您好~看到您成功打造出2.4g無線模組真的是非常羨慕您,小弟最近有買一組文星的無線收發模組,但是模組週遭依文星給的電路圖安裝卻無法使用...因為您的無線收發方式與文星的模組非常相近,可以跟您請教一下電路圖嗎?

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    1. 我的2.4G 無線模組就是用ChipCon 的CC2500,現在這個東西
      已經轉到 TI 去賣了,用的也是標準的原廠參考電路而已...
      我想主要原因應該還是在於系統驗證與整合上的功夫而已吧。
      如果搞得太複雜不好玩?那對於原廠來說:也不一定是好產品或好生意吧!
      您再試試吧!如果真的有問題,再發個訊息給我吧!

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