Kako izgraditi vlastiti modul NRF24L01+pa+lna: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Modul temeljen na Nrf24L01 bio je vrlo popularan jer ga je lako implementirati u projekte bežične komunikacije. Modul se može pronaći ispod 1 USD s tiskanom verzijom na PCB -u ili monopolnom antenom. Problem s ovim jeftinim modulima je što imaju mnogo problema i lako postaju neispravni. Uglavnom zato što IC izvorno ne proizvodi Nordicsemi, već i zbog loše kvalitete ispisa PCB -a.

Kroz ovaj članak pokazat ću vam kako izgraditi vlastiti modul temeljen na nrf24L01 i kako dodati PA (pojačalo snage), LNA (pojačalo s niskim šumom) za proširenje raspona i izlazne snage.

Korak 1: Tipični aplikacijski krug

Evo tipičnog kruga za modul temeljen na nrf24L01; ovaj se obično koristi u komercijalnim modulima temeljenim na ovom čipu. Krug sadrži neke odvojene kondenzatore povezane između VDD -a i mase. Koristi se kristalni oscilator od 16 MHZ i mora ispunjavati specifikacije navedene u podatkovnom listu. ANT1 i ANT2 pružaju RF izlaz anteni, prema tablici s podacima preporuča se opterećenje od 15ohm+j88ohm za maksimalnu izlaznu snagu od 0dbm, a impedancija opterećenja od 50ohm može se dobiti postavljanjem odgovarajuće mreže, ANT1 i ANT2 imaju DC put do VDD_PA (više o ovome kasnije). Konačno, SMA konektor povezuje krug s dipolnom antenom.

Korak 2: Dodavanje prednjeg modula za povećanje snage i dometa

Gore opisani krug ima 4 razine izlazne snage: 0dBm, -6dBm, -12dBm, -18dBm. Kontrole razine snage izravno se kreću, naravno postoje i druge karakteristike povezane s antenom (impedancija, snaga, vrsta …) i okolišom širenja, ali fokusirajmo se na sam modul.

Za povećanje izlazne snage mogao bi se koristiti prednji modul. Smatrao sam da je ovaj RFX2401C iz Skyworks Solutions -a savršen; to je 2,4 GHz ZigBee/ISM prednji modul, s 50ohm ulaznim i izlaznim priključcima, 25db malog pojačanja signala i 22dBm zasićene izlazne snage (Sve su ove karakteristike povezane s načinom odašiljanja). Skyworks nudi i ocjenjivačku ploču koja pomaže u lakom prototipiranju sa svojim IC -om.

Ovaj modul ima relativno jednostavnu logiku upravljanja (vidi tablicu logike). Za aktiviranje prijema (način RX), TXEN treba povući NIZO, a RXEN povući VISOKO, a za aktiviranje prijenosa (način TX) TXEN povući VISOKO stanje RXEN nije važno. Prema nrf24L01 tablici s podacima CE pin se mora povući VISOKO kad god primopredajnik mora ući u RX način rada. Korištenjem osciloskopa izmjerio sam stanje VDD_PA pina, pokazalo se da je VISOKO kad god je primopredajnik u TX načinu rada, a NISKO u RX načinu rada. Na ovaj način TXEN treba spojiti na VDD_PA, a RXEN na CE

Korak 3: Opis materijala

Ova tablica sadrži popis komponenti koje su vam potrebne za izradu ovog sklopa, naručio sam ih na:

Korak 4: Sheme

Ovo je tipičan krug našeg primopredajnika s RF izlazom spojenim na prednji modul; ovaj prima naredbe s VDD_PA i CE pinova, gdje su dodani neki kondenzatori za razdvajanje. Izlaz je spojen na diskretni LC filter sa SMA priključkom na kraju.

Korak 5: Zaključak i poboljšanja

nakon vađenja gerber datoteka naručio sam 10 PCB -a i lemio pomoću matrice i reflow stanice.

Ispostavilo se da stvaranje takvog RF sklopa zahtijeva uzimanje u obzir svih mogućih elektromagnetskih smetnji, osobito pri izvođenju PCB usmjeravanja. Toplo se preporučuje zaštita bez ventilacije i njeno povezivanje sa masom, što pomaže u smanjenju kapacitivne i magnetske sprege između modula i njegovog okruženja.