Kā izveidot savu NRF24L01+pa+lna moduli: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Uz Nrf24L01 balstītais modulis ir bijis ļoti populārs, jo to ir viegli ieviest bezvadu sakaru projektos. Moduli var atrast zem 1 $ ar PCB drukātu versiju vai monopola antenu. Šo lēto moduļu problēma ir tā, ka tiem ir daudz problēmu un tie kļūst viegli bojāti. Galvenokārt tāpēc, ka IC sākotnēji nav izgatavojis Nordicsemi, bet arī tāpēc, ka PCB ir slikta drukāšanas kvalitāte.

Šajā rakstā es jums parādīšu, kā izveidot savu nrf24L01 moduli un kā pievienot PA (jaudas pastiprinātājs), LNA (zema trokšņa līmeņa pastiprinātājs), lai paplašinātu diapazonu un izejas jaudu.

1. darbība. Tipiska pielietojuma shēma

Šeit ir tipiska shēma modulim nrf24L01; šo parasti izmanto komerciālos moduļos, kuru pamatā ir šī mikroshēma. Ķēde satur dažus atvienošanas kondensatorus, kas savienoti starp VDD un zemi. Tiek izmantots 16 MHZ kristāla oscilators, un tam jāatbilst specifikācijām, kas atrodamas datu lapā. ANT1 un ANT2 nodrošina RF izvadi antenai, saskaņā ar datu lapu ieteicama 15ohm+j88ohm slodze ar maksimālo izejas jaudu 0dbm, 50ohm slodzes pretestību var iegūt, uzstādot atbilstošu tīklu, ANT1 un ANT2 ir DC ceļš uz VDD_PA (vairāk par to vēlāk). Visbeidzot, SMA savienotājs savieno ķēdi ar dipola antenu.

2. darbība. Priekšējā moduļa pievienošana jaudas un diapazona palielināšanai

Iepriekš apskatītajai shēmai ir 4 izejas jaudas līmeņi: 0dBm, -6dBm, -12dBm, -18dBm. Jaudas līmeņa kontrole ir tieši diapazonā, protams, ir arī citi raksturlielumi, kas saistīti ar antenu (pretestība, jaudas ātrums, tips …) un izplatīšanās vidi, taču pievērsīsimies pašam modulim.

Lai palielinātu izejas jaudu, var izmantot priekšgala moduli. Es atklāju, ka šis RFX2401C no Skyworks Solutions ir vienkārši ideāls; tas ir 2,4 GHz ZigBee/ISM priekšpuses modulis ar 50 omu ieejas un izejas portiem, 25 dB nelielu signāla pastiprinājumu un 22 dBm piesātinātu izejas jaudu (visas šīs īpašības ir saistītas ar pārraides režīmu). Skyworks piedāvā arī novērtēšanas dēli, kas palīdz viegli izveidot prototipus ar savu IC.

Šim modulim ir salīdzinoši vienkārša vadības loģika (skat. Loģikas tabulu). Lai aktivizētu uztveršanu (RX režīms), TXEN jāvelk LOW un RXEN jāvelk HIGH, un lai aktivizētu pārraidi (TX mode) TXEN velk HIGH, RXEN stāvoklis nav svarīgs. Saskaņā ar nrf24L01 datu lapu CE tapa ir jāizvelk AUGSTĀ, kad raiduztvērējam jāieslēdz RX režīms. Izmantojot osciloskopu, esmu izmērījis VDD_PA tapas stāvokli, izrādās, ka tas ir AUGSTS, kad raiduztvērējs ir TX režīmā un LOW - RX režīmā. Tādā veidā TXEN ir jāpievieno VDD_PA, bet RXEN - CE

3. darbība. Materiālu saraksts

Šajā tabulā ir komponentu saraksts, kas jums nepieciešams, lai izveidotu šo shēmu, es tos pasūtīju vietnē:

4. solis: shēmas

Šī ir mūsu raiduztvērēja tipiskā shēma ar RF izeju, kas savienota ar priekšējā gala moduli; šis saņem komandas no VDD_PA un CE tapām, ja ir pievienoti daži atvienošanas kondensatori. Izeja ir savienota ar diskrētu LC filtru ar SMA savienotāju galā.

5. solis: secinājumi un uzlabojumi

pēc Gerber failu izvilkšanas es pasūtīju 10 pcb un lodēju, izmantojot trafaretu un atkārtotas plūsmas staciju.

Izrādās, ka šādas RF shēmas izveidei ir jāņem vērā visi iespējamie elektromagnētiskie traucējumi, it īpaši, veicot PCB maršrutēšanu. Stingri ieteicams izmantot aizsargu bez ventilācijas un savienot to ar zemi, kas palīdz samazināt kapacitatīvo un magnētisko savienojumu starp moduli un tā vidi.