V praxi je pro rádiové aplikace požadován dlouhý dosah ve volném prostranství i v budovách. Dle SOS electronic, v evropě se pro takové aplikace často využívá frekvenční pásmo sub-GHz na frekvenci 433 MHz nebo 868 MHz. Protože má v těchto frekvenčních pásmech rádiový signál nižší útlum v důsledku nízkých frekvencí, je možné dosáhnout se srovnatelnými přenosovými výkony vyššího dosahu než ve frekvenčním pásmu 2,4 GHz.

Tato výhoda je však negována dvěma výraznými nevýhodami těchto frekvenčních pásem:

• Jednou z nich je zákonem omezený vysílací čas / cyklus, trvání přenosu je například omezeno na 1% (to je 36s za hodinu)
• druhou skutečností je, že frekvenční pásma sub-GHz nejsou celosvětově harmonizována.
  Zejména tato druhá nevýhoda může vést k vysokým nákladům na nezbytné rádiové schválení mimo území EU.

Aplikace domácí automatizace jako je osvětlení, topení, uzamykací systémy, klimatizační zařízení a měřiče spotřeby se často vyvíjejí kvůli požadavku na delší dosah ve frekvenčním pásmu sub-GHz. Omezení provozním cyklem se akceptuje, protože aplikace sama o sobě přenáší údaje zřídka…

Rádiový modul 20 mm × 25 mm iM282A potřebuje ve vysílacím režimu – pokud je MCU v úsporném režimu – s výstupním výkonem 8dBm pouze 25mA, v případě příjmu 9mA a v režimu šetření energie výrazně pod 1μA.

Zbývá tedy nevýhoda vysokých nákladů na schvalování rádiového výrobku. Regulační předpisy ve frekvenčním pásmu sub-GHz se výrazně liší v jednotlivých regionech po celém světě. Frekvenční rozsahy a legislativa jsou také odlišné. Pásmo 2,4 GHz je oproti tomu harmonizováno na celém světě a nabízí výhodnější alternativu, pokud jde o schválení. Kromě toho nepodléhají aplikace ve frekvenčním pásmu 2,4 GHz omezením vysílacího času.

Populární bezdrátové technologie, které pracují v tomto frekvenčním pásmu, jsou Wi-Fi, Bluetooth nebo Zigbee. Pomocí těchto technologií však dosáhnete bez dodatečného zesílení jen několik desítek metrů dosahu. Vyšší požadavky na dosah vyžadují komplikované, a proto drahé bezdrátové sítě s více základnovými stanicemi, reléovými uzly nebo výkonovými zesilovači. Tak jednoduchý a cenově výhodný bezdrátový systém s dlouhým dosahem ve frekvenčním pásmu 2,4 GHz nebyl dosud k dispozici.

10 km při 2,4 GHz

S rádiovým modulem iM282A otevírá IMST GmbH pásmo 2,4 GHz pro dlouhé tratě. S modulací LoRa (šíření frekvence) bez přídavných výkonových zesilovačů je možný dosah až do vzdálenosti 10 km.

V modulu iM282A je použit nový rádiový transceiver SX1280 od společnosti Semtech a také MCU Cortex M3. Transceiver IC obsahuje tři bezdrátové modemy. Mimo modulace LoRa je možné použít i modulaci typu (G)FSK (Gauss Frequency Shift Keying) nebo (G)MSK (Gauss Minimum Shift Keying) nebo FLRC (Fast Long Range Communication). FLRC je založen na koherentní demodulaci GMSK v kombinaci s technikou předpovídání korekce chyb a prokládání, dosahuje datové rychlosti až 1,3 Mbps s 8 až 10 dB vyšší citlivostí přijímače (obrázek 2). V závislosti na vzdálenosti vysílače a přijímače je možné dosáhnout rychlosti přenosu surových dat 476bit/s až 2,3Mbit/s pomocí transceiveru SX1280.

Obrázek 2a. Vysílač Semtech SX1280 má tři základní režimy provozu: LoRa, komunikace s rychlým dlouhým dosahem (FLRC) a FSK (Frequency Shift Keying).

Obrázek 2b. Každý provozní režim umožňuje mnoho pracovních bodů, takže nejpříznivější pracovní bod může být zvolen na základě rychlosti přenosu surových dat a dosažitelné citlivosti přijímače.

Obrázek 3. V provozním režimu LoRa lze nastavit až osm rozptylových faktorů (SF5 až SF12) se čtyřmi volitelnými šířkami pásma, což umožňuje celkem 32 pracovních bodů pro rádiový vysílač/přijímač SX1280 v modulu iM282A, což má za následek i různé hodnoty citlivosti. 
Výsledky testování rádiového spojení 2,4 GHz byly realizovány pomocí startovací soupravy SK-iM282A.

Rádiový modul iM282A najdete v našem sortimentu produktů, dostupný přímo z našeho skladu. Startovací soupravu SK-iM282A vám můžeme za výhodných podmínek zajistit na objednávku.

Pokud máte zájem o jakékoliv produkty značky IMST, nebo potřebujete více informací, rádi vám poradíme na adrese info@soselectronic.cz

Download a odkazy:

• Domovská stránka společnosti SOS electronic: http://www.soselectronic.cz/
• Nepřekonaný dosah při nízké spotřebě v pásmu 2,4GHz
• Domovská stránka společnosti IMST: https://www.imst.de/