In pratica, le applicazioni radio richiedono spesso portate elevate sia nello spazio esterno che in quello interno. In Europa, tali applicazioni sono spesso implementate nelle gamme di frequenza sub-GHz con licenza gratuita a 433 MHz o 868 Mhz. Poiché le caratteristiche di bassa attenuazione prevalgono in queste bande di frequenza a causa delle basse frequenze, è possibile ottenere portate più ampie con livelli di trasmissione comparabili rispetto alla banda di frequenza da 2,4 Ghz.
Tuttavia, questo vantaggio è compensato da due svantaggi di queste bande di frequenza:
● ciclo di funzionamento legalmente consentito. Ad esempio, la durata della trasmissione è limitata all’1 percento (ovvero 36 secondi all’ora);
● il fatto che le bande di frequenza sub-GHz non siano armonizzate
In tutto il mondo, soprattutto quest’ultima, può comportare costi enormi per l’approvazione radio necessaria al di fuori dell’Europa.
Soprattutto le applicazioni di automazione domestica, quali l’illuminazione, il riscaldamento, i sistemi di chiusura, i condizionatori d’aria e i contatori di servizi vengono spesso sviluppate a causa della necessità di una portata più lunga, nella gamma di frequenza sub-Ghz. La limitazione del ciclo di funzionamento è accettata perché l’applicazione per natura raramente trasmette dati oppure perché la frequenza di trasmissione della maggior parte dei dispositivi alimentati a batteria è limitata dalla capacità della batteria stessa.
Il modulo radio 20mm × 25mm iM282A deve essere in pura modalità di trasmissione (se il microcontrollore è in modalità di risparmio energetico) con potenza d’uscita di 8dBm solo di 25mA, in caso di ricezione 9mA e in modalità di risparmio energetico ben al di sotto di 1μA.
Rimane quindi lo svantaggio dei costi per l’approvazione di un prodotto radio. La gamma di frequenza sub-GHz è più di un patchwork in tutto il mondo, con gamme di frequenza e requisiti legali diversi da regione a regione. La banda da 2,4 GHz, viceversa, è armonizzata in tutto il mondo e offre un’alternativa più favorevole per quanto riguarda l’approvazione. Inoltre, un’applicazione nella gamma di frequenza da 2,4 GHz non è soggetta alle restrizioni del ciclo di funzionamento.
Le tecnologie wireless più diffuse che funzionano in questa banda di frequenza sono Wi-Fi, Bluetooth o Zigbee. Tuttavia, senza ulteriore rafforzamento è possibile raggiungere solo gamme di poche decine di metri. I requisiti di portata più elevata richiedono reti wireless complesse e quindi costose con più stazioni di base, nodi relè o amplificatori di potenza. Prima d’ora non esisteva un sistema wireless semplice ed economico con un lungo raggio nella banda di frequenza da 2,4 GHz.
Portata di 10 km a 2,4 GHz
Con il modulo ricetrasmettitore radio iM282A, IMST GmbH sta aprendo la banda da 2,4 GHz per lunghe distanze. Arriva fino a 10 km (linea di veduta) con la modulazione LoRa (diversificazione di frequenza) senza amplificatori di potenza aggiuntivi.
Il modulo radio iM282A si basa sul nuovo IC del ricetrasmettitore radio SX1280 di Semtech e ha un microcontrollore Cortex M3. L’IC del ricetrasmettitore contiene tre modem wireless. Oltre alla modulazione LoRa, può utilizzare anche i tipi di modulazione GFSK (modulazione per spostamento di frequenza a curva gaussiana), GMSK (metodo di modulazione di fase ad inviluppo di ampiezza costante) e FLRC (comunicazione rapida a lungo raggio). La FLRC si basa sulla demodulazione coerente di GMSK combinata con tecniche di correzione d’errori senza canale di ritorno e di interlacciamento e consente velocità di trasferimento dati fino a 1,3 Mbps con una sensibilità del ricevitore maggiore da 8 a 10 dB (Immagine 2). A seconda della portata da raggiungere, con il ricetrasmettitore SX1280 è possibile ottenere velocità di dati grezzi da 476 bit/s fino a 2,3 Mbit/s.
Immagine 2a. Il ricetrasmettitore SX1280 di Semtech ha tre modalità di funzionamento di base: LoRa, comunicazione rapida a lungo raggio (FLRC), e manipolazione per spostamento di frequenza (FSK).
Immagine 2b. Ciascuna modalità operativa consente numerosi punti di funzionamento, in modo che il punto di funzionamento più favorevole possa essere selezionato sulla base della velocità di trasmissione dei dati grezzi e della sensibilità raggiungibile dal ricevitore.
Immagine 3 Nella modalità operativa LoRa, gli otto fattori di diffusione (da SF5 a SF12) con le quattro larghezze di banda selezionabili consentono un totale di 32 punti di funzionamento per l’IC del ricetrasmettitore radio SX1280 nel modulo radio iM282A, che determinano anche diversi valori di sensibilità.
Risultati dei test di un collegamento radio a 2,4 GHz, realizzato con lo starter kit SK-iM282A.
Il modulo radio iM282A fa parte della gamma di prodotti disponibile direttamente dal nostro magazzino. Lo starter kit SK-iM282A può essere ordinato su richiesta a condizioni vantaggiose.
Se sei interessato a uno qualsiasi dei prodotti IMST o hai bisogno di maggiori informazioni, siamo pronti ad aiutarti. Scrivici all’indirizzo sales@soselectronic.com
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