Komunikacja bezprzewodowa - tych produktów nie można przeoczyć

| Prezentacje firmowe

Komunikacja bezprzewodowa jest dzisiaj niezwykle popularna i dla wielu aplikacji takich jak IoT warunkuje sens istnienia produktu oraz rynkową wartość dodaną. W niniejszym artykule prezentujemy opisy kilku produktów, na które warto zwrócić uwagę, bo wyróżniają się unikalnymi cechami technicznymi i dużym potencjałem aplikacyjnym.

Komunikacja bezprzewodowa - tych produktów nie można przeoczyć

Moduły GSM

Moduł GSM/GPRS M66 firmy Quectel to miniaturowy czterozakresowy modem 2G w obudowie LCC (15,8×17,7× 2,3 mm). Dla konstruktora jednostka ta udostępnia tzw. Open CPU, czyli pozwala na wykorzystanie pamięci i mocy obliczeniowej modułu, aby wyeliminować zewnętrzny mikrokontroler. W ten sposób wiele aplikacji akwizycji danych, nieskomplikowanych układów zdalnego sterowania i monitoringu można wykonać za pomocą samego modułu, co pozwala na zoptymalizowanie konstrukcji całego urządzenia i kosztu.

Atutem jednostki jest też wbudowany interfejs Bluetooth 3.0. Moduł M66 zawiera wydajny mikrokontroler 32-bitowy ARM 7EJ-S RISC 260 MHz, który współpracuje z pamięcią 4 MB Flash oraz 4 MB RAM, co zapewnia dużo wolnych zasobów i wydajności. Modem jest zasilany napięciem 3,3-4,6 V, pracuje w zakresie -40...+85°C, co umożliwia jego zastosowania w przemyśle.

Modem MC60 firmy Quectel jest obok opisanego powyżej układu M66 jednym z najmniejszych czterozakresowych modułów komunikacyjnych GSM/GPRS w obudowie 18,7×16,0×2,1 mm typu LCC (54 pinów) oraz LGA (14 pinów). Dodatkowo ma zintegrowany moduł GPS/Glonass, co tworzy z niego wygodne rozwiązanie do aplikacji transportowych lub sportowych, gdzie krytyczny jest jak najmniejszy rozmiar zastosowanych komponentów oraz niezawodność w działaniu.

Jednostka lokalizacyjna ma wysoką czułość: -167 dBm podczas śledzenia konstelacji oraz -149 dBm w trybie akwizycji, co stało się możliwe przez zastosowanie wbudowanego wzmacniacza LNA. Dzięki temu moduł wyznacza dobrze pozycje nawet przy ograniczonej widoczności nieba. Kolejnym atutem MC60 jest niewielki pobór mocy, dzięki czemu możliwe jest zasilanie go z baterii, otwiera to aplikacje na obszar IoT.

W zakresie technologii komórkowej moduł obsługuje 4-zakresowo standard GSM/GPRS (w klasie 12), ma funkcjonalność SMS (zarówno w trybie tekstowym, jak i PDU) oraz obsługuje protokoły internetowe, m.in. TCP/UDP, FTP, PPP, HTTP.

Bluetooth - BlueNRG-1 firmy STM

BlueNRG-1 to rozwiązanie typu system-on-chip będące kompletnym interfejsem komunikacyjnym w standardzie Bluetooth Low Energy. Łączy ono w jednym chipie procesor komunikacyjny BlueNRG i układy interfejsu radiowego w wygodną do aplikacji całość. Cechą charakterystyczną układu jest to, że wbudowany mikrokontroler Cortex M0 udostępnia użytkownikowi swoje zasoby na potrzeby aplikacji.

BlueNRG-1 zawiera 160 KB pamięci Flash programu, 24 KB statycznej RAM w dwóch bankach po 12 KB oraz interfejsy SPI, UART, I²C, a także układy peryferyjne jak watchdog, zegar RTC a nawet kontroler DMA. Ważnym układem peryferyjnym są też: 10-bitowy przetwornik ADC, układ monitorujący stan baterii i czujnik temperatury oraz 2 timery, gdyż pozwala to budować w oparciu o chip aplikacje sensoryczne IoT.

W stosunku do poprzednika nowa wersja przynosi znacznie poprawioną efektywność energetyczną. Wbudowany wewnętrzny konwerter DC-DC razem z lepszymi trybami oszczędzania i dezaktywacji nieużywanych bloków zapewniają długi czas działania.

BlueNRG-1 komunikuje się z otoczeniem przez UART, SPI i I²C. Dla użytkownika zostawiono też 14 linii GPIO. Pobór prądu wynosi maks. 8,2 mA przy nadawaniu z mocą 0 dBm i zasilaniu 3 V.

ESP-32 Espressif - czyli Wi-Fi

ESP32 to układ Wi-Fi z bardzo wydajnym dwurdzeniowym 32-bitowym mikrokontrolerem Tensilica taktowanym do 240 MHz i wyposażony w 520 KB pamięci SRAM i 16 MB pamięci Flash. ESP32 obsługuje wszystkie trzy najpopularniejsze standardy b/g/n, zapewniając transfer do 150 Mbps. Co więcej, obsługuje też standard 802.11e, zoptymalizowany pod kątem transmisji multimediów oraz 802.11i, gdzie poprawiono kwestie bezpieczeństwa transmisji.

Oprócz Wi-Fi, ESP32 obsługuje także protokół Bluetooth w wersji 4.2 oraz oferuje interfejsy przewodowe typu SPI czy I²C. Ma także szereg peryferii typu PWM, czujnik temperatury, obsługę kart pamięci Flash. ESP32 przeznaczony jest do pracy w urządzeniach mobilnych oraz wearables i charakteryzuje się niskim poborem mocy, ma m.in. tryby uśpienia i adaptacyjną regulację mocy nadawania.

Atutem rozwiązania firmy Espressif jest wysoka skala integracji, łącznie z filtrami i wzmacniaczami, gdyż kompletne rozwiązanie wymaga jedynie 10 podzespołów zewnętrznych. Poza samym ESP32 dla konstruktorów dostępne są moduły zapewniające szybkie prototypowanie. ESP32 to rozwiązanie tanie, ale rozbudowane i pozwalające na wyeliminowanie zewnętrznego mikrokontrolera.

S2-LP - komunikacja Sub 1 GHz

S2-LP to elastyczne rozwiązanie firmy STMicroelectronics, które może zostać zaprogramowane do pracy z jednym z kilku popularnych standardów przemysłowych komunikacji bezprzewodowej w paśmie poniżej 1 GHz: Sigfox, Wireless M-Bus i 6LowPAN, a także IEEE 802.15.4g, który jest kierowany do urządzeń inteligentnego domu.

Rozwiązanie to ma status Sigfox-ready, co oznacza, że producent oferuje do niego precertyfikowany zestaw projektowy pozwalający na prototypowanie bez dodatkowego nakładu pracy. Zapewnia niski pobór mocy pozwalający na zasilanie z baterii przez 10 lat bez wymiany ogniw, duży zasięg komunikacji w pasmach ISM: 433, 868 i 920 MHz.

S2-LP może pracować w topologii punkt-punkt, gwiazdy oraz sieci typu mesh, co zapewnia dużą uniwersalność. Pobór prądu wynosi jedynie 7 mA w trybie odbioru i 10 mA przy nadawaniu z mocą 10 dBm (10 mW). W trybie standy pobór prądu spada do 350 nA, dzięki czemu bateria zasilająca jest w stanie zapewnić zasilanie nawet przez 10 lat.

Maksymalna moc nadajnika wynosi +16 dBm (40 mW). Czułość odbiornika jest bardzo wysoka, co pozwala osiągnąć duży zasięg przy małej mocy nadajnika, a także daje szansę na miniaturyzację aplikacji, co zwykle wymaga użycia anten chipowych o małym zysku energetycznym. Jak podaje producent, jest to -130 dBm, czyli 0,07 μV. Innymi słowy budżet energetyczny łącza dla omawianego transceivera wynosi aż 140 dBm.

Proponowany układ kierowany jest do aplikacji automatyki budynkowej i domowej, sieci sensorów przemysłowych, bezprzewodowych systemów alarmowych, nowoczesnej infrastruktury miejskiej.

Kompleksowa oferta i wsparcie

Projektanci elektroniki mogą liczyć w firmie Masters na profesjonalne wsparcie w swojej pracy, gdyż kompleksowa oferta komponentów jest jedynie początkiem do większej całości.

Inżynierowie firmy służą swoją wiedzą i doświadczeniem, przekazują próbki i zestawy startowe ułatwiające tworzenie aplikacji oraz zapewniają integrację oprogramowania. Poza licznymi zestawami projektowymi przygotowanymi przez producentów Masters oferuje konstruktorom także narzędzia opracowane i wyprodukowane we własnym zakresie, jak np. płytka "BLE Power Management" - przeznaczona do testów stabilizatorów scalonych, do zasilania m.in. modułów komunikacji bezprzewodowej, aplikacji mobilnych i urządzeń zasilanych z baterii.

Wart uwagi jest też "BLE Design kit" - zestaw elementów i zestawów ewaluacyjnych, skompletowanych z myślą o budowaniu aplikacji wykorzystujących Bluetooth LE.

Transfer wiedzy zapewnia centrum szkoleniowe realizujące szeroko zakrojony program warsztatów i seminariów pomagających rozszerzyć wiedzę i kompetencje inżynierskie w zakresie projektowania urządzeń elektronicznych i poznawania nowych technologii pojawiających się na rynku. Jest przeznaczone dla szefów działów konstrukcyjnych, konstruktorów oraz osób odpowiedzialnych za rozwój produktów w firmach o profilu produkcyjno-integratorskim.

Masters Sp. z o.o.
www.masters.com.pl/wireless/