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

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-13 06:57

Modul zasnovan na Nrf24L01 bio je vrlo popularan jer se lako implementira u projekte bežične komunikacije. Modul se može naći ispod 1 USD sa štampanom verzijom na PCB -u ili monopolnom antenom. Problem sa ovim jeftinim modulima je što imaju mnogo problema i lako postaju neispravni. Uglavnom zato što IC nije izvorno proizveo Nordicsemi, već i zbog loše kvalitete ispisa PCB -a.

Kroz ovaj članak ću vam pokazati kako izgraditi vlastiti modul zasnovan na nrf24L01 i kako dodati PA (pojačalo snage), LNA (pojačalo s niskim šumom) kako biste proširili raspon i izlaznu snagu.

Korak 1: Tipično aplikacijsko kolo

Evo tipičnog kola za modul zasnovan na nrf24L01; ovaj se obično koristi u komercijalnim modulima zasnovanim 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 tehničkom listu. ANT1 i ANT2 pružaju RF izlaz anteni, prema tablici s podacima preporučuje 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 (o tome kasnije). Konačno, SMA konektor povezuje krug s dipolnom antenom.

Korak 2: Dodavanje prednjeg modula za povećanje snage i dometa

Gore opisano kolo ima 4 nivoa izlazne snage: 0dBm, -6dBm, -12dBm, -18dBm. Nivo snage kontrolira izravno raspon, naravno da postoje i druge karakteristike vezane za antenu (impedancija, snaga, vrsta …) i za okruženje širenja, ali fokusirajmo se na sam modul.

Za povećanje izlazne snage može se koristiti prednji modul. Našao sam ovaj RFX2401C iz kompanije Skyworks Solutions savršenim; to je ZigBee/ISM prednji modul od 2,4 GHz, sa 50ohm ulaznim i izlaznim priključcima, 25db malog pojačanja signala i 22dBm zasićene izlazne snage (Sve ove karakteristike se odnose na način odašiljanja). Skyworks nudi i evaluacionu ploču koja pomaže u lakom prototipiranju sa svojim IC -om.

Ovaj modul ima relativno jednostavnu logiku upravljanja (vidi tablicu logike). Da biste aktivirali prijem (RX način rada), TXEN treba povući LOW, a RXEN povući HIGH, a za aktiviranje prijenosa (TX način) TXEN povući HIGH stanje RXEN nije važno. Prema nrf24L01 tablici sa podacima CE pin se mora povući VISOKO kad god primopredajnik mora ući u RX način rada. Koristeći osciloskop izmjerio sam stanje VDD_PA pina, pokazalo se da je VISOKO kad god je primopredajnik u TX načinu rada i 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 izgradnju ovog kola, naručio sam ih na:

Korak 4: Sheme

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

Korak 5: Zaključci i poboljšanja

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

Ispostavilo se da je za stvaranje takvog RF sklopa potrebno uzeti u obzir sve moguće elektromagnetske smetnje, posebno 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.