Schemat najprostszego nadajnika i odbiornika radiowego, zasilanie 3.3V, zasięg 5-10m

Witam, poszukuję schematu najprostszego nadajnika i odbiornika radiowego, założenia są następujące:

Zasilanie: 3.3V
Zasięg: max. 5 - 10m.
Pasmo: dowolne legalne

Za pomocą pierwszego mikrokontrolera chcę jak najszybciej powiadomić drugi o pewnym wydarzeniu. Testowałem gotowe transceivery radiowe, ale nie nadają się do tego zadania (za duże opóźnienia, zbyt skomplikowane jak na takie proste zadanie). Chodzi mi po prostu o wytworzenie fali elektromagnetycznej o zadanej częstotliwości i odebranie jej po drugiej stronie, bez żadnych protokołów komunikacyjnych.

Kertoip95 napisał:

za duże opóźnienia

To znaczy jakie?

Właściwie to inaczej - zmienne opóźnienia od 50 do 200us.

Kertoip95 napisał:

Chodzi mi po prostu o wytworzenie fali elektromagnetycznej o zadanej częstotliwości i odebranie jej po drugiej stronie, bez żadnych protokołów komunikacyjnych.

W erze milionów impulsów w eterze będziesz pewien, że ten właśnie odebrany impuls pochodzi od Twojego urządzenia, bez protokołów i choćby prostego CRC?

xury napisał:

W erze milionów impulsów w eterze będziesz pewien, że ten właśnie odebrany impuls pochodzi od Twojego urządzenia, bez protokołów i choćby prostego CRC?

Pewności 100% nigdy nie ma, ale mogę zwiększyć prawdopodobieństwo wykrycia akurat tej konkretnej fali: użyć mało powszechnej częstotliwości, zastosować filtr. Ponadto mogę programowo wychwycić pewne nieprawidłowości, najważniejsza jest szybkość działania.

A każdy filtr wprowadzi opóźnienie. Może zastosować wysoką częstotliwość (wiele MHz) i modulację FSK? Albo (chyba lepiej) PM.

Wolałbym nie zagłębiać się w modulację z tego względu, że wymaga to pierwsze czasu, którego niestety mam mało (przez wpadkę z gotowymi modułami), a po drugie wiedzy, której w dostatecznym stopniu o układach radiowych nie mam. Tutaj jest schemat, który znalazłem w jednym z tematów:



Można dzięki niemu łatwo kształtować częstotliwość sygnału i co najważniejsze jest prosty. Pytanie odnośnie odbiornika, na jakiej zasadzie powinien on działać, żeby dobrze współpracować z takim nadajnikiem? W przypadku częstotliwości dla uproszczenia 500Mhz w ciągu jednej mikrosekundy wykonywane jest aż 500 okresów fali. Czy filtr wprowadzałby dużo większe opóźnienie?

I Ty chcesz takim ,,czymś" nadawac jakikolwiek sygnal cyfrowy? Oraz rezonator kwarcowy na czestotliwość 433 MHz......Ot, kolejne ,,herezje techniczne". Już lepiej użyć 27MHz i kluczować ten nadajnik w zasilaniu. Odbiornik o identycznym schemacie, tylko z obwodem rezonansowym zamiast kwarcu, czyli superreakcyjny.

Idea jest prosta: za pomocą pierwszego mikrokontrolera daję stan wysoki na wejście nadajnika radiowego. Powinien on wytwarzać przez czas trwania stanu wysokiego na wejściu falę elektromagnetyczną o zadanej częstotliwości. Do pinu drugiego mikrokontrolera wyposażonego w przerzutnik schmitta podłączony jest odbiornik. Jeżeli napięcie spowodowane otrzymaniem fali elektromagnetycznej przekroczy daną wartość otrzymam stan wysoki na wejściu. Nie potrzebuję za pomocą tego systemu kodować informacji, a jedynie otrzymywać prosty sygnał. Gdybym miał więcej czasu to ten temat by nie powstał bo powoli zgłębiałbym się w książki i sam to zrobił, ale proszę jedynie o naprowadzenie, jakieś hasło. O ile dobrze rozumiem odbiornik może polegać na zasadzie obwodu rezonansowego dostrojonego na częstotliwość nadajnika. W nadajniku jeżeli nie kwarc to co w zamian? Też obwód rezonansowy?

Kluczowanie w zasilaniu da pewnie spory i nieokreślony czas wzbudania się drgań, oraz spory czas ich zaniku. Żeby uzyskać krótki i dobrze określony czas, można zrobić generator, który będzie miał dwa wyjścia w przeciwnych fazach (np. z obwodu rezonansowego) i przełączać diodami, które z nich ma połączenie z anteną. Zmiana fazy sygnału spowoduje, że w układzie rezonansowym w odbiorniku pojawi się krótki zanik drgań (czas zależny od dobroci obwodów rezonansowych).

Kertoip95 napisał:

W nadajniku jeżeli nie kwarc to co w zamian? Też obwód rezonansowy?

Też można. Wiesz co ? Zobacz schemat najprostszego radiotelefonu typu ,,Tukan", to zobaczysz jak tam jest zrobiony nadajnik i odbiornik. W ostateczności można użyć rezonator Hertza i Kocherer Popowa jako nadajnik i odbiornik. 100 lat temu zadziałało, zadziała i dzis.

Jest tu pewna sprzeczność najprostsze odbiorniki to odbiorniki superreakcyjne (czasami wręcz ekstremalnie proste przykład http://www.vk2zay.net/article/235 )
niestety uzyskanie krótkiego czasu opóźnienia w takim układzie jest niemożliwe.
Pewnie dlatego miałeś problem z gotowymi modułami.
W odbiorniku superreakcyjnym jeden tranzystor daj bardzo duże wzmocnienie za sprawą dodatniego sprzężenia, ale drgania narastają powoli, inne rozwiązania wymagają by wielostopniowych wzmacniaczy do uzyskania zbliżonej czułości.

Krzysztof Kamienski napisał:

Oraz rezonator kwarcowy na czestotliwość 433 MHz......Ot, kolejne ,,herezje techniczne".

Gwoli ścisłości te "herezje techniczne" noszą nazwę rezonatora z akustyczną falą powierzchniową https://pl.wikipedia.org/wiki/Rezonator_z_AFP i są dostępne w każdym dużym sklepie z częściami elektronicznymi https://www.tme.eu/pl/katalog/filtry-i-rezonatory-saw_100271/

Czyli podsumowując jednym z najprostszych rozwiązań jest obwód rezonansowy.

Krzysztof Kamienski napisał:

Zobacz schemat najprostszego radiotelefonu typu ,,Tukan", to zobaczysz jak tam jest zrobiony nadajnik i odbiornik.

Trochę to skomplikowane, ale zasada działania wydaje się klarować.

Zastanawiam się jeszcze nad czymś przejściowym między gotowym modułem radiowym typu RFM73, a własnej roboty nadajnikiem radiowym opartym na obwodzie rezonansowym. Przykładowo taki układ scalony:

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/50002416A.pdf

Zalety: zasilanie 3.3V, prostota (Data - In, RF - Out), małe wymiary całego układu, możliwość regulacji częstotliwości nadawania.
Wady: trudniejsze do przewidzenia opóźnienia niż w układzie rezonansowym.

Nie prościej użyć jakieś "gotowe" kostki typu SYN115/SYN480r lub popularne FS1000A / XY-MK-5V ?

A jakie to ma parametry, czy pasuje do potrzeb autora tematu?

Póki co schemat nadajnika wygląda następująco:



Datasheet do MICRF113: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/micrf113.pdf

Mogę swobodnie wybrać 3 różne częstotliwości z zakresu 300 - 450MHz zmieniając tylko kwarc. Wymiary tego modułu będą małe, problem stanowi tylko antena, jaka byłaby najlepsza?

Jeśli antena ma być cewką, to do 300MHz pojedynczy zwój o średnicy poniżej 15cm.

Zrobiłem układ wg tego schematu:



Tutaj jest PCB:



Do tego jako antenę dolutowałem przewód 17.2cm. Sprawdzałem oscyloskopem na antenie co się dzieje przy zmianie stanu logicznego na wejściu. Niestety nie ma żadnych zmian, jakiego sygnału powinienem oczekiwać na antenie?

Kertoip95 napisał:

Sprawdzałem oscyloskopem na antenie co się dzieje przy zmianie stanu logicznego na wejściu. Niestety nie ma żadnych zmian, jakiego sygnału powinienem oczekiwać na antenie?

Jakim oscyloskopem ?

Krzysztof Kamienski napisał:

Jakim oscyloskopem ?

Cyfrowym, ale nawet takim powinienem wychwycić różnicę, między brakiem częstotliwości, a jest obecnością.

A ten oscyloskop przenosi odpowiednią częstotliwość?

Poza tym, nie wiem, jaką modulację ma robić ten układ - jeśli FSK, to może być mało widoczna na oscyloskopie.

_jta_ napisał:

A ten oscyloskop przenosi odpowiednią częstotliwość?

On jest do 50Mhz, a układ pracuje na 434Mhz. Nie miałem jeszcze do czynienia z pomiarem częstotliwości większej niż dopuszczalna i nie wiem co mogę zaobserwować na wyjściu.

_jta_ napisał:

Poza tym, nie wiem, jaką modulację ma robić ten układ - jeśli FSK, to może być mało widoczna na oscyloskopie.

Pin FSK MICRF112 zwarty do Vcc, czyli włączona jest modulacja ASK. Jest jakiś inny sposób na sprawdzenie czy układ nadaje sygnał radiowy niż oscyloskopem?

Zrób sobie najprostszą sonde WCZ. Dwie diody, kondensator i LED. Schematów dość na Forum. Poza tym, miliamperomierz włączony w szereg z zasilaniem układu, powinien zmienić wskazania przy dotknieciu anteny palcem.

Kertoip95 napisał:

On jest do 50Mhz, a układ pracuje na 434Mhz. Nie miałem jeszcze do czynienia z pomiarem częstotliwości większej niż dopuszczalna i nie wiem co mogę zaobserwować na wyjściu.

Nic.

Dla osób, które mają podobny problem

Schemat odbiornika wygląda następująco:


Antena zarówno w odbiorniku, jak i nadajniku wykonana jest z przewodu 17.2cm (dla częstotliwości 434MHz). Okazało się, że samo wystawienie stanu wysokiego nie wystarczało, do uzyskania tegoż samego stanu logicznego na wyjściu odbiornika, sygnał powinien być modulowany. Zasięg to ok. 5m, ale spokojnie dałoby się wyciągnąć więcej, wystarczy bardziej zgłębić tajniki radiotechniki, był to mój pierwszy projekt tego typu (a na pewno są też błędy), stąd takie słabe parametry. Niestety sygnał odbierany nie jest idealny, tak to wygląda:



Nie jestem pewien co jest przyczyną, może zakłóćenia, może jakiś błąd w układzie.