Hoe om u eie NRF24L01+pa+lna -module te bou: 5 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Die module op basis van Nrf24L01 was baie gewild, want dit is maklik om in draadlose kommunikasieprojekte te implementeer. Die module kan gevind word onder 1 $ met 'n PCB -gedrukte weergawe, of monopool -antenna. Die probleem met hierdie goedkoop modules is dat dit baie probleme het en maklik defektief raak. Hoofsaaklik omdat die IC nie oorspronklik deur Nordicsemi vervaardig is nie, maar ook as gevolg van die swak drukgehalte van die PCB's.

Gedurende hierdie artikel sal ek u wys hoe u u eie nrf24L01 -gebaseerde module kan bou, en hoe u PA (kragversterker), LNA (lae geraasversterker) kan byvoeg om die reikwydte en uitsetvermoë uit te brei.

Stap 1: Tipiese toepassingsbaan

Hier is die tipiese stroombaan vir 'n nrf24L01 -gebaseerde module; hierdie een word algemeen gebruik in kommersiële modules gebaseer op hierdie chip. Die stroombaan bevat 'n paar ontkoppelingskondenseerders wat tussen VDD en grond verbind is. 16 MHZ kristal ossillator word gebruik en moet voldoen aan die spesifikasies in die datablad. ANT1 en ANT2 verskaf RF -uitset aan die antenna; volgens die datablad word 'n lading van 15ohm+j88ohm aanbeveel vir 'n maksimum uitsetkrag van 0dbm, 'n 50ohm -lasimpedansie kan verkry word deur 'n bypassende netwerk aan te pas; ANT1 en ANT2 het 'n GS -pad na VDD_PA (meer hieroor later). Uiteindelik verbind 'n SMA -aansluiting die stroombaan met 'n dipoolantenne.

Stap 2: Voeg 'n voorkantmodule by om krag en reikwydte te verhoog

Die stroombaan wat hierbo bespreek is, het 4 vlakke van uitsetkrag: 0dBm, -6dBm, -12dBm, -18dBm. Kragvlakbeheer wissel direk, natuurlik is daar ander eienskappe wat verband hou met die antenna (impedansie, kragtempo, tipe …) en die voortplantingsomgewing, maar laat ons fokus op die module self.

'N Voorkantmodule kan gebruik word om die uitsetkrag uit te brei. Ek het hierdie RFX2401C van Skyworks Solutions net perfek gevind; dit is 'n 2,4 GHz ZigBee/ISM-voorkantmodule, met 50 ohm in- en uitgangspoorte, 25 db klein seinversterking en 22 dBm versadigde uitsetkrag (al hierdie eienskappe hou verband met die oordragmodus). Skyworks bied ook 'n evalueringsbord aan wat help om maklik met hul IC te prototipe.

Hierdie module het 'n relatief eenvoudige kontrolelogika (sien logika tabel). Om ontvangs (RX -modus) te aktiveer, moet TXEN LOW getrek word en RXEN HIGH getrek word en om transmissie (TX -modus) te aktiveer TXEN HIGH getrek, die toestand van RXEN is nie belangrik nie. Volgens die nrf24L01 -datablad moet die CE -pen HOOG getrek word wanneer die transceiver in die RX -modus moet gaan. Met behulp van 'n ossilloskoop het ek die toestand van die VDD_PA -pen gemeet, dit blyk dat dit HOOG is wanneer die transceiver in die TX -modus is en LOW in die RX -modus. Op hierdie manier moet TXEN aan VDD_PA en RXEN aan CE gekoppel word

Stap 3: Materiaalbewys

Hierdie tabel bevat die lys van komponente wat u nodig het om hierdie kring te bou; ek het dit bestel op:

Stap 4: Skema's

Dit is die tipiese stroombaan van ons transceiver met sy RF -uitset wat aan die voorkantmodule gekoppel is; hierdie een ontvang opdragte van VDD_PA en CE -penne, 'n paar ontkoppelingskondenseerders word bygevoeg. Die uitset word gekoppel aan 'n diskrete LC -filter met 'n SMA -aansluiting aan die einde.

Stap 5: Gevolgtrekking en verbeterings

na die onttrek van gerber -lêers, bestel ek 10 stuks en soldeer met 'n sjabloon en 'n terugvloeistasie.

Dit blyk dat so 'n RF -kring nodig is om alle moontlike elektromagnetiese interferensie in ag te neem, veral wanneer PCB -routing uitgevoer word. Dit word sterk aanbeveel om 'n nie-geventileerde skild aan te sluit en dit aan die aarde te koppel, wat die kapasitiewe en magnetiese koppeling tussen die module en die omgewing help verminder.