Turinys:
- 1 žingsnis: daiktai, kurių jums reikės
- 2 žingsnis: Radijo modulio modifikavimas
- 3 žingsnis: paruoštas produktas
- 4 žingsnis: kaip optimizavau šį dizainą
- 5 žingsnis: Aparatūra ir programinė įranga, kurią naudoju bandydamas
Video: Patobulintas NRF24L01 radijas su „pasidaryk pats“dipolio antenos modifikavimu: 5 žingsniai (su nuotraukomis)
2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48
Situacija buvo tokia, kad aš galėjau perduoti ir priimti tik per 2 ar 3 sienas maždaug 50 pėdų atstumu, naudodamas standartinius nRF24L01+ modulius. To nepakako mano numatytam naudojimui.
Anksčiau bandžiau pridėti rekomenduojamų kondensatorių, tačiau man ir mano aparatinei įrangai labai nedaug pagerėjo. Taigi, nepaisykite jų nuotraukose.
Nuotoliniams jutikliams nenorėjau didžiosios dalies tokio įrenginio kaip nRF24L01+PA+LNA su SMA laikikliu ir išorine antena. Taigi sukūriau šį modifikuotą modulį.
Naudodamas šį modifikuotą RF24 modulį, galėjau eiti per keturias sienas maždaug 100 pėdų atstumu.
Šis modulis taip pat turėtų beveik padvigubinti atstumą, palyginti su standartiniu nRF24 moduliu, kai naudojamas su regėjimo linijomis. kaip RF lėktuvai, keturvariai varikliai, automobiliai ir valtys (100 metrų). Aš nepadariau jokių aiškių regėjimo testų. Mano bandymuose tarp siųstuvų -imtuvų buvo virtuvės prietaisai, spintelės ir spintos, pilnos daiktų.
Toliau pateikiama išsami informacija apie dipolinę anteną https://en.wikipedia.org/wiki/Dipole_antenna, kad galėtumėte toliau tirti antenas: https://www.arrl.org arba
Kai kuriuos studijavau antenų dizainą, tačiau yra tiek daug specifinių projektavimo duomenų ir teorijų, susijusių su daugybe ir vis didėjančiu antenų skaičiumi (ypač aukšto dažnio kompaktiškoms antenoms), kad nesunku pasijusti miške. Taigi eksperimentams tenka pagrindinis vaidmuo.
Dabar, kai visa tai patyriau, pateikiu jums savo dizaino pakeitimo įgyvendinimą.
1 žingsnis: daiktai, kurių jums reikės
Norėdami pagaminti patobulintą NRF24L01+ su patobulinta (dipolio) antena, jums reikės:
- NRF24L01+ modulis https://www.ebay.com/itm/191351948163 arba www.ebay.com/itm/371215258056
- Lituoklis ir susiję daiktai.
- Tikslus peilis (ar kitos priemonės apsauginėms dangoms nubraukti)
- 24ga. Tvirta viela (pasirinktinai iki 30ga.)
2 žingsnis: Radijo modulio modifikavimas
Pradėjau nuo pagrindinių dipolinių antenų dizaino ir eksperimentiniu būdu jas sureguliavau.
Kai kuriuos dizainus, kuriems reikalingas ¼ bangos ilgio elementas, reikia tiksliai sureguliuoti dėl talpos, varžos, induktyvumo ir rezonanso atvejų. Aš neturiu galimybių išmatuoti šių charakteristikų aktyvioje 2,4 GHz grandinėje, todėl akivaizdžiai reikalingą koregavimą atlikau atlikdamas empirinius bandymus.
Nuotraukoje yra keletas mano bandymų vienetų. Kai kurie pėdsakai buvo ištraukti, nes aš lituodavau, nelituodavau, sulenkdavau ir vėl sulenkdavau būsimas antenas. Iš to išėjo du geri dalykai. 1) Aš perjungiu iš viršutinės pusės į apatinę pusę, kad pritvirtinčiau vieną koją prie žemės, o tai pasirodė esanti geresnė mechaniškai ir veikimo požiūriu. 2) Radau, kad yra gera idėja pritvirtinti laidą superklijais arba karštais klijais, kad būtų sumažintas įtempimas (visų bandymų metu aš netyčia sulenkiau anteną.) Pirmiausia padaryta, tai gali laikyti juos litavimui.
Pakeitimo veiksmai:
- Prie PCB antenos pagrindo padarykite du pjūvius, kurių plotis yra 1-2 mm, kaip parodyta pirmame aukščiau esančiame paveikslėlyje. Tai veiksmingai pašalina esamą anteną iš grandinės.
- Kitoje pusėje, naudojant tikslų peilį, nubraukite apsauginę dangą nuo įžeminimo plokštumos krašto, kaip nurodyta antrame paveikslėlyje aukščiau
- Iškirpti du 24ga. Laidai iki maždaug. 50 mm
- Iš vieno laido galo nuimkite porą milimetrų izoliacijos.
- Sulenkite pliką dalį stačiu kampu ant vielos, kuri turi būti pritvirtinta prie žemės.
- Klijuokite kiekvieną laidą žemyn (rekomenduojame: vakarienės klijus arba karštus klijus), kad plikas galas būtų paruoštas lituoti; vienas tiesiai po pjovimo pėdsakais, kitas - įžeminimo plokštumos krašte ant nugaros. Du laidai turi būti lygiagrečiai ir 6 mm atstumu vienas nuo kito.
- Kai klijai sustings, įdėkite litavimo srauto pastą ten, kur ketinate lituoti, ir tada lituokite. Aš rekomenduoju naudoti srautą, kad litavimas vyktų greitai ir jūs neperkaitintumėte plokštės.
- Prie PCB krašto, maždaug 6 mm aukštyn nuo įžeminimo plokštumos pabaigos, laiduose aštrius stačius kampo posūkius padarykite atokiau vienas nuo kito. Žiūrėkite du paskutinius vaizdus aukščiau. Jei neužklijavote laidų, būkite ypač atsargūs, kad litavimo taškai nebūtų pernelyg įtempti.
- Išmatuokite kiekvieną vielos segmentą, einantį išilgai plokštės krašto iki 30 mm nuo jo 90 laipsnių lenkimo, ir nukirpkite juos. Atradau, kad negaliu tiksliai išmatuoti ir pjauti, todėl išmatavau ir žymėjau smulkaus pluošto galiuko žymekliu, kur pjauti.
- Omo matuokliu patikrinkite, ar viela šalia senų antenos PCB pėdsakų neturi tęstinumo per 1 žingsnyje atliktus pjūvius.
3 žingsnis: paruoštas produktas
Jūsų NRF24L01+ modulis dabar bus kur kas pranašesnis už bet kokius projektus, kuriuose juos naudojate. Galite mėgautis padidintu patikimumu, didesniu diapazonu arba mažesniais radijo galios nustatymais. Jūs turėtumėte tai rasti, net jei tik modifikuojate vieną radiją (siųstuvą ar imtuvą); ir pasinaudokite dvigubai daugiau naudos, kai abiejuose galuose naudojate modifikuotą įrenginį. Nepamirškite antenų nukreipti lygiagrečiai viena kitai. Aš įgyvendinu projektą su keliais nuotolinio jutiklio įrenginiais, kuriuose naudojami šie modifikuoti radijo imtuvai (vertikaliai orientuoti žemyn nukreiptomis kojomis žemyn), kurie visi kalbės su centrine bazine stotimi, naudojant NRF24L01+PA+LNA ir išorinę anteną.
Siųstuvo ir imtuvo antenos jūsų projekte turi būti panašiai nukreiptos tiek horizontaliai, tiek vertikaliai ir, pageidautina, lygiagrečiai viena kitai. Be to, galbūt papildomos orientacijos, jei žinote, kad jie turi krypties pasirinkimą (tai čia paprastai nenurodyta). Jei jūsų antenos nebūtinai skiriasi fiziškai, pvz., Nenaudojate didelio stiprumo išorinės antenos viename gale, geriausia, kad antenos būtų identiškos ir orientuotos vienodai. Tai daroma siekiant maksimalaus patikimumo ir diapazono, o antenos yra sumontuotos stacionariai.
Galų gale šiek tiek sunku įvertinti patobulinimų kiekį; bet savo paraiškoje aš ją nuo 50 iki 100%, palyginti su nepakeistomis versijomis. Manau, kad jis yra bent jau toks pat geras kaip įrenginys su 2,5 dB išorine antena; bet ne toks efektyvus kaip NRF24L01+PA+LNA vienetas.
Pagrindinis šio „Instructable“tikslas yra tiesiog nurodyti, kaip sukurti modifikuotą NRF24L01+ su aukščiausios kokybės dipoline antena, kad būtų pasiekta didesnė perdavimo ir priėmimo galimybė ir geresnis naudojimas projektuose.
Tikriausiai tai bus viskas, kas sudomins daugumą žmonių. Su mintimi: „Ką daryti, kad iš šių įrenginių būtų pasiektas didesnis panaudojimo diapazonas?“
Taigi šiuo metu … turėk tai; ir praneškite man apie savo sėkmę įgyvendindami savo projektus naudodami savo individualius radijo imtuvus.
Jei norite iš anksto išbandyti modifikuotą (-us) radiją (-us), į vėlesnį veiksmą įtraukiau programavimui sukurtą programinę įrangą.
4 žingsnis: kaip optimizavau šį dizainą
Dabar tiems, kurie domisi, šiek tiek papasakosiu apie tai, kaip išbandžiau ir įvertinau būsimus patobulinimus. Tačiau atminkite, kad tai, kaip įgyvendinti bandymus, nėra šioje instrukcijoje.
Bandant galima naudoti bet kokias „Arduino“ar panašias plokštes kartu su NRF24L01+ moduliais. 01+ versijos reikalingos su bandomąja programine įranga, kaip parašyta, nes ji naudoja 250KHz perdavimo spartą. Būtinai įjunkite radijo imtuvus tik esant 1,9–3,6 V įtampai.
Savo diapazono patikimumo bandymams kaip nuotolinio valdymo pultą naudojau „Pro-mini Arduino“ir nemodifikuotą NRF24L01+. Kuris tiesiog gauna duomenų paketą ir pakartoja jį kaip patvirtinimą. Jie buvo nuleisti nuo 3.3V reguliuojamo.
Aš surinkiau šį mazgą mažoje dėžutėje, kurią galėjau lengvai ir pakartotinai išdėstyti įvairiose bandymų vietose.
Aš naudoju „Nano3.0 MCU“su modifikuotu NRF24L01+ kaip pagrindinį siųstuvą -imtuvą. Šis galas buvo nejudantis ir pateikė bandymų rezultatus (per 16x02 LCD ekraną arba nuoseklųjį monitorių). Anksčiau nustatiau, kad patobulinta antena pagerins perdavimo ir priėmimo galimybes. Be to, aš gaučiau tuos pačius bandymų rezultatus su tam tikru modifikuotu radiju, naudojamu abiejuose galuose. Atminkite, kad bandymo metu abi pusės siunčia ir gauna, nes po perdavimo yra patvirtinimas, kurį reikia gauti, kad jis būtų laikomas sėkmingu ryšiu.
Atminkite, kad yra daug dalykų, kurie gali turėti įtakos bandymų rezultatams:
- Paliesdami arba beveik paliesdami RF24 modulį ar laidus.
- Kūnas sutampa su perdavimo linija.
- Pirmiau minėti du turi teigiamą poveikį.
- Maitinimo įtampos charakteristikos
- Svarbiausia - siųstuvo ir imtuvo antenų orientacija.
- Kitas WiFi srautas rajone. Tai gali sukelti skirtumų, kurie gali atrodyti kaip „gero oro“ir „audringų sąlygų“. Taigi aš bandžiau daugiausia išbandyti palankiomis sąlygomis. Aš norėčiau pakartoti testą, kad gaučiau geriausius rezultatus tam tikram bandomam vienetui, o vėliau palyginčiau tuos rezultatus su palyginamais kitų bandymų vienetų rezultatais.
Patalpose yra sunkiau gauti patikimų bandymų rezultatų, palyginti su lauke esant regėjimo linijai. Drastiškus rezultatų skirtumus galėčiau pasiekti perkeldamas vieno iš įrenginių padėtį vos keliais coliais. Taip yra dėl tankio, kliūčių ir atspindinčių signalų kelių. Kitas veiksnys gali būti antenos signalo stiprumo modeliai, tačiau abejoju, ar tai gali sukelti drastiškus kelių colių judėjimo iš vienos pusės į kitus skirtumus.
Aš sukūriau programinę įrangą, kad galėčiau pateikti reikiamą našumo statistiką.
Be to, aš nustatiau, kiek įmanoma, bandymo sąlygas. Antenos (Tx & Rx), išdėstytos ta pačia kryptimi kiekvienai veikimo bandymų baterijai, kaip ir pažymėti pažymėtą vietą. Žemiau pateikti bandymų rezultatai yra bendras kelių bandymų iš kelių vietų vidurkis. Naudojant bandymo sąlygas, nepakeistas radijas negalėjo gauti jokių sėkmingų pranešimų.
Gavau geriausius rezultatus su 24ga. virš 30ga. viela. Rezultatai buvo tik šiek tiek geresni; sako 10 proc. Tiesa, aš išbandžiau tik du panašiai prijungtus atvejus ir galėjo būti 1 mm skirtumų tarp antenos topologijos (skirtumų tarp segmentų suma). Be to, aš pakeičiau pirmąją iteraciją naudodamas 30ga.; atlikti keletą 1 mm koregavimų. Tada dubliavo tuos laidų ilgius su 24ga. be tolesnių palyginamų eksperimentų su 24 ga. Viela.
[Žr. 1 lentelės rezultatus aukščiau esančiame paveikslėlyje]
Kadangi norėjau, kad mano įrenginiai tilptų į mažą dėklą, aš pakeičiau nuo 10 mm atstumo ir 10 mm ilgio antenos perdavimo laidų prie tik 6 mm ir 6 mm, tada išbandžiau, ar optimalus šios konfigūracijos antenos ilgis. Čia pateikiama įvairių mano testų rezultatų santrauka:
[Žr. 2 lentelės rezultatus aukščiau esančiame paveikslėlyje]
Tolesni bandymai, naudojant geresnę laboratorijos matavimo įrangą, neabejotinai galėtų sukurti ir patvirtinti patobulintus segmentų ilgius (vielos dydį ir galbūt tvirtinimo ar orientacijos taškus), kad būtų užtikrintas optimalus šios dipolinės antenos modifikacijos veikimas nRF24 radijo imtuvams.
Praneškite mums, jei pasiekiate patikimą pagerėjimą (per 24ga. 6X6mm x 30mm konfigūraciją). Daugelis iš mūsų norėtų išnaudoti visas šių radijo imtuvų galimybes (nepridedant didelės apimties antenos).
Siųstuvo ir imtuvo antenos jūsų projekte turi būti panašiai nukreiptos tiek horizontaliai, tiek vertikaliai ir, pageidautina, lygiagrečiai viena kitai. Be to, galbūt papildomos orientacijos, jei žinote, kad jie turi krypties pasirinkimą (tai čia paprastai nenurodyta). Jei jūsų antenos nebūtinai skiriasi fiziškai, pvz., Nenaudojate didelio stiprumo išorinės antenos viename gale, geriausia, kad antenos būtų identiškos ir orientuotos vienodai. Tai daroma siekiant maksimalaus patikimumo ir diapazono, o antenos yra sumontuotos stacionariai.
5 žingsnis: Aparatūra ir programinė įranga, kurią naudoju bandydamas
Aparatūra, kurią naudoju testuodamas 2 suderinamus „Arduino“MCU
2 NRF24L01+
Kartais naudodavau ir 16x02 skystųjų kristalų ekraną (patogiam žiūrėjimui realiuoju laiku. Serijinė konsolė taip pat gali būti naudojama bandymų rezultatams gauti)-mygtuko paspaudimas (norint pradėti naują bandymų rinkinį, kitu atveju turėsite atlikti perkrauti)
Nuorodos į aparatūrą, kurią rekomenduočiau ir naudoju:
MCU: „Nano V3.0 Atmega328P“„eBay“arba „Pro-Mini“:
NRF24L01+ moduliai https://ebay.com/itm/191351948163 ir
16x02 LCD IC2 ekrano modulis
Atsisiųskite pašto kodo failus čia:
Rekomenduojamas:
„Pasidaryk pats“makro objektyvas su AF (kitoks nei visi kiti „pasidaryk pats“makro objektyvai): 4 žingsniai (su nuotraukomis)
„Pasidaryk pats“makro objektyvas su AF (kitoks nei visi kiti „pasidaryk pats“makro objektyvai): mačiau daug žmonių, gaminančių makro objektyvus su standartiniu rinkiniu (paprastai 18–55 mm). Dauguma jų yra objektyvas, tiesiog prilipęs prie fotoaparato atgal arba nuimtas priekinis elementas. Abi šios galimybės turi neigiamų pusių. Objektyvui pritvirtinti
„Arduino“pagrindu sukurtas „pasidaryk pats“žaidimų valdiklis - „Arduino PS2“žaidimų valdiklis - Žaidimas „Tekken“naudojant „pasidaryk pats“„Arduino“žaidimų pultą: 7 žingsniai
„Arduino“pagrindu sukurtas „pasidaryk pats“žaidimų valdiklis | „Arduino PS2“žaidimų valdiklis | Žaidimas „Tekken“naudojant „pasidaryk pats“„Arduino Gamepad“: Sveiki, vaikinai, žaisti žaidimus visada smagu, tačiau žaisti su savo „pasidaryk pats“žaidimo valdikliu yra smagiau. Taigi, mes padarysime žaidimų valdiklį naudodami „arduino pro micro“šioje instrukcijoje
Avarinis maitinimo bankas - „pasidaryk pats“įrankių rinkinys „Solar“: radijas+ įkroviklis+ lemputė avarinei situacijai!: 4 žingsniai
Avarinis maitinimo bankas - „pasidaryk pats“įrankių rinkinys „Solar“: radijas+ įkroviklis+ lemputė avarinei situacijai!: Pridėkite 2015 m. Kovo 28 d. Kaip patirtį galiu pasakyti, kad tarnavau telefonams įkrauti ir klausytis radijo. Senas įrankių rinkinys? senas kompiuterio garsiakalbis? nenaudojamą 12 voltų bateriją? Galite padaryti
Interneto radijas/ interneto radijas su „Raspberry Pi 3“(be galvos): 8 žingsniai
Interneto radijas/ žiniatinklio radijas su „Raspberry Pi 3“(be galvos): HI Ar norite turėti savo radijo prieglobą internete, tada esate tinkamoje vietoje. Pasistengsiu kuo išsamiau paaiškinti. Išbandžiau kelis būdus, kad daugumai jų reikėjo garso plokštės, kurios nenorėjau pirkti. bet pavyko surasti
„Pasidaryk pats“FM radijas (TEA5767): 3 žingsniai (su nuotraukomis)
„Pasidaryk pats“FM radijas (TEA5767): Neseniai sužinojau, kad turiu garsiakalbį, kurį nusprendžiau naudoti kaip FM radiją. Atlikęs nedidelius tyrimus, „EBay“atradau „Tea5767“modulį. Tai pigiausias FM radijo modulis, kurį galite rasti ir