Facile misurazione di campo (Banda Radio 434 MHz) By Tomihiko
Uchikawa, Circuit Design, INC.,
Se gridate qualcosa ad una persona distante da voi, vi viene naturale chiudere le mani a coppa intorno alla bocca. Similmente, appoggiate la mano all’orecchio per sentire la voce di una persona che vi parla da lontano. È la stessa cosa fate quando non volete essere sentiti da altra gente. Se invece non vi trovate distanti, non c’è
disturbo e non avete bisogno di indirizzare la voce con le mani come quando siete lontano,
non ci sono rumori ad attenuare la vostra voce e la vostra comunicazione non ha bisogno di
essere indirizzata. Nelle apparecchiature radio, l'antenna parabolica è l'equivalente delle vostre mani nell’esempio di cui sopra. I giapponesi usano spesso l'espressione " metti l’antenna in su". Ciò sollecita l'importanza di raccogliere una vasta quantità di informazioni. Nel passato, abbiamo collocato in su un'antenna ricevente ed abbiamo raccolto le informazioni unidirezionali dalla TV, dalla radio. Ma con lo sviluppo di Internet, ci siamo resi conto dell'importanza di trasmettere verso l'esterno le informazioni di noi stessi. Ora le aziende, come pure i soggetti privati, possono pubblicare le loro informazioni al mondo, un mondo fino ad ora impensabile sta aprendosi. In questo caso, l'antenna che trasmette le informazioni è equivalente ad un'antenna trasmittente. Al giorno d'oggi, sembra che l'espressione "metti l’antenna in su" non significhi semplicemente e passivamente ricevere le informazioni ma fornire le informazioni attivamente. Le antenne sono una parte molto importante di una apparecchiatura radio, ma per la loro freddezza dovuto alla composizione metallica ed all’apparenza scomoda, sono trattate molto spesso in modo approssimativo. I progettisti sono sovente troppo occupati nella progettazione dell'applicazione per preoccuparsi molto delle antenne. Diciamo spesso, "la trasmissione dell'onda radio è troppo debole, concentriamoci su questo”, ma questo avviene perché solitamente l'antenna non è stata impiegata correttamente. Anche se non è esagerato dire che le prestazioni di una apparecchiatura radio sono determinate dall'antenna, gli utilizzatori preferibilmente curano con maggiore attenzione le prestazioni dell'unità radio integrata nel dispositivo mentre spesso l’antenna è posta all’interno di un contenitore metallico o è arrotolata. Qualcuno poi pensa che più è lunga l'antenna, migliore è la ricezione, mentre altri credono che anche solo una punta dell’antenna posta all’esterno sia una posizione corretta. Questo è come mettere le mani sopra la bocca e le dita nelle orecchie. Il segnale entra attraverso l'antenna e allo stesso tempo entrano anche le onde radio indesiderate causando gli errori. Ciò è solitamente dovuto alla disposizione o a fattori ambientali e sta all'abilità del progettista identificare questi fattori. Sarebbe di aiuto grande se si potessero vedere realmente le onde radio. In
Europa, i dispositivi radio “short range” (in futuro, ` SRD ') nella banda 434
MHz sono usati in svariate aparecchiature e in svariati campi di applicazione e possono
essere impiegati senza alcun permesso. Poiché ognuno può usare questa banda di
frequenza, c’è la preoccupazione di eventuali interferenze (scontro) fra le onde dei
diversi sistemi che operano appunto con questa frequenza. Se una comunicazione cade
durante il funzionamento, o l’efficienza della trasmissione diminuisce è necessario
trovarne le cause. Oltre che per le interferenze, gli errori possono accadere e la
comunicazione può cadere anche a causa di cambiamenti ambientali (cambiamenti interni ed
esterni) nel luogo dell'installazione. In questo caso, sarebbe conveniente un metodo
semplice per l'accertamento della causa. Questo articolo introduce i vari benefici dei sistemi che utilizzano MU-1 nella banda 434MHz SRD prodotto da Circuit Design, agli utilizzatori che stanno progettando applicazioni differenti per mezzo di modem radio (moduli). Usando le funzioni di misura di MU-1 sia nelle fasi di training che di progettazione potete sviluppare sistemi affidabili. Un'unità MU1-UIK o di MU1-RIK (corredo di MU-1) può essere collegata ad un PC come unità di test. Un altro MU-1 può essere integrata nell’apparecchiatura dell’utilizzatore come soggetto di misura. Nell’articolo spieghiamo come potete risolvere una varietà di tests misurando in modo semplice le condizioni di campo del sistema usando le unità di test. Chiunque vorrebbe potere realizzare un sistema affidabile senza avere bisogno di difficili e costosi dispositivi di misurazione.
Questo articolo spiega i semplici metodi di misura per la risoluzione dei problemi di comunicazione usando le unità di test, ma specificamente guarderemo una varietà di misure usando la tensione indotta nella unità di test e nell'antenna di MU-1 montato sul circuito elettronico dell'utente. Poiché il modo di impiego dell'antenna è molto importante, ci soffermeremo sull’argomento riguardante le onde radio e le antenne. Nelle apparecchiatura radio, tutti i dati entrano ed escono tramite l'antenna. Quando si presenta una difficoltà di comunicazione dovuta ad errori della trasmissione, è necessario per prima cosa effettuare un controllo intorno all'antenna. Può essersi posato su di essa un uccello, o può essere influenzata dalle foglie di un albero durante il periodo di crescita. O ci possono essere disturbi dovuti a rumori provenienti da una fabbrica costruita recentemente. Qualunque sia la causa, per risolvere il problema, è importante controllare le condizioni ambientali e rilevare le misure dove è posta l'apparecchiatura. Diamo uno sguardo alle figure 1 e 2. Se un palo di metallo è posto nel campo, le onde radio ricevute causano una forza elettromotrice più forte nel palo metallico con una lunghezza di 1/2 della lunghezza d’onda. Le antenne di dipolo sono un tipo di antenna che prendono potenza dal centro del palo di metallo. L'antenna della scheda test (MU-1) usata in questo caso per la misurazione è una antenna flessibile di un ¼ di lunghezza d’onda, ma le relative caratteristiche sono le stesse di una antenna verticale a dipolo. Poiché quelle flessibili sono un tipo di antenna che sostituiscono la terra (ground) come un'estremità di un'antenna a dipolo, potete capire intuitivamente quanto è importante la terra (ground). Poiché la struttura direzionale orizzontale dell’antenna a dipolo non è direzionale, queste emettono le onde radio in ogni senso raccogliendo emissioni indesiderate. Se l'antenna non risuona alla frequenza delle onde radio usate, non c’è uscita di potenza. Quindi l'antenna non dovrebbe essere troppo lunga né troppo corta. La lunghezza dell'antenna ? /4 utilizzata per MU-1 nella banda 434 MHz è di circa 17 centimetri. Il guadagno dell'antenna è 2.14 dBi, che è lo stesso per l’antenna verticale a dipolo ? /2.
Se l'antenna è piegata, o disposta vicino a parti metalliche, il fenomeno di riflessione di potenza si produce all'interno dell'antenna e quindi non viene prodotta efficientemente, in questo modo le onde radio ricevute non possono essere convertite efficientemente in corrente elettrica. Disponendo l'antenna il più alta possibile in teoria si estende il range di comunicazione. Le rispettive antenne dei punti di comunicazione devono essere collocate sempre verticalmente nello stesso senso. Le onde radio hanno onde verticali ed onde orizzontali e la perdita aumenta se il piano di polarizzazione non si abbina. Più distanza si percorre più l’energia si attenua. Il rapporto degli spostamenti di attenuazione proporzionalmente al quadrato della distanza di comunicazione secondo la formula per perdita libera di propagazione dello spazio e comunicazione ad una frequenza di 434 MHz, attenua da 1/1.000.000) di eccedenza di dB 60 (soltanto 50 mt.. Oltre 600 m., è 80 dB (1/100.000.000). Notare quanto sia importante per l’antenna interferire questa piccola potenza efficacemente. L'apparecchiatura radio è destinata a convertire questa piccola potenza dell'antenna in segnale. Le onde radio per le loro caratteristiche fisiche causano gli errori, approfondiremo questo aspetto più avanti.
Anche se ci sono stati sempre molti requisiti nelle applicazioni radio di acquisizione dati o controllo a distanza, le autorizzazioni per i dispositivi radio e le complicate procedure per ottenere queste autorizzazioni sono difficili. Per questo motivo, le applicazioni che usano le bande ISM (industriale, scientifico e medico) che chiunque può usare liberamente senza autorizzare sono in aumento. In Europa, le bande ISM comprendono le bande nei 434 MHz, 869 MHz e 2400 MHz, queste frequenze sono utilizzate per i sistemi SRDs. Ciò causa molto rumore di campo e conseguenti intereferenze delle onde radio, in queste condizioni l’apparecchiatura radio non è in piena capacità con il risultato di non avere sistemi di trasmissione sicuri. Pur avendo esperienza sull’apparecchiatura che fornite al cliente, può capitare sovente che non abbiate risposte certe in caso di improvvisi malfunzionamenti. Ciò può essere dovuto alle circostanze che si presentano durante il funzionamento reale del sistema che non sono state previste nella fase di progetto. Prevedere questo genere di situazione è naturalmente un mal di capo per i progettisti. Per studiare queste cause, può essere necessario controllare frequentemente la condizione delle onde radio, normalmente questi controlli vengono effettuati con apparecchiature costose, tipo gli analizzatori di spettro, ed allora potreste desiderare di effettuare queste misure in modo più semplice. MU-1 usa la banda a 434 MHz assegnata ai sistemi SRDs. In questa banda di frequenza, anche se le regolazioni per il duty cycle specificano i tempi dell'emissione delle onde radio, nessuna condizione è stabilita su quando le onde radio possono essere emesse. Cioè indipendentemente che ci siano onde radio prodotte da sistemi terzi, è possibile emettere le onde dal vostro sistema ogni volta che lo ritenete necessario. Ciò al primo rapido sguardo può sembrare razionale, ma è qui che ci sono i trabocchetti. Se siete fortunati, potete comunicare, ma per contro, potrebbero esserci momenti in cui non potrete comunicare affatto. Se più sistemi utilizzano lo stesso canale di frequenza nella stessa area, si avrà uno scontro dell'onda radio ed entrambi i sistemi cadranno, o subiranno un abbassamento di efficienza di comunicazione. L'unità di base di comunicazione radio è la trasmissione del pacchetto e poiché questa comunicazione è digitale, se un errore si presenta anche solo con un singolo bit all’interno del frame, il pacchetto è scartato ed è necessario processare i dati diverse volte fino a trasmettere un pacchetto normale. Se la funzione di ritrasmettere diverse volte il pacchetto non è sviluppato nel programma, il sistema risulterà completamente inaffidabile. Ma questo non significa che con più invii degli stessi pacchetti la trasmissione sia comunque garantita. Per questo motivo, emettere le onde radio dopo avere verificato la condizione dei canali occupati nell’ambiente in cui si deve operare è la cosa più efficiente. In Giappone c’è una normativa sui sistemi SRDs relativa all’elemento portante, che dice che un sistema locale non deve emettere le onde radio se, dopo il controllo della condizione ambientale delle onde radio, si è verificata la presenza di emissione di onde radio da terzi. Il rilevamento dell'elemento portante è un meccanismo in cui la tensione indotta nell'antenna è paragonata ad un valore di riferimento e se il valore è alto, le onde radio non sono emesse. Se l'elemento portante percepisce canali RF in uso, è necessario commutar il canale dell’ intero sistema. Incidentalmente, nella banda europea degli 863-869 MHz, un meccanismo simile all'elemento portante , LBT (Listen Bifore Talk - Ascoltare Prima di Parlare), è stato introdotto per una parte della banda ed è in considerazione la possibilità di estendere questa regolazione all’intera larghezza di banda. Infatti, la banda dei 434 MHz usata da MU-1 è coperta dal duty cycle (regolazione di ciclo) come detto precedentemente ed i piani di frequenza usati dalle altre apparecchiature radio sono ancora differenti, in modo che gli scontri sono comparativamente meno probabili. Tuttavia, è chiaro che per realizzare un sistema affidabile, è necessario prendere in considerazione questa situazione ed effettuare tutte le prove necessarie.
Alcuni lievi errori possono accadere a causa del rumore quando trasmettete immagini analogiche o suoni e i dati non possono raggiungere correttamente la ricevente, ma questo non è un problema. Infatti, non siamo importunati da un leggero disturbo quando guardiamo la televisione e con i telefoni cellulari non è un grande problema se il suono è interrotto o distorto. Tuttavia, dove le onde radio vengono impiegate per controllare un macchinario utilizzato nel settore industriale, risulterà invece grave la perdita del controllo del macchinario a causa di errori della trasmissione dovuti a rumore. Se trasmettete un file di comando, persino un errore di un bit indurrà il sistema alla sospensione, rischiando la perdita di dati interni importanti. Le cause degli errori della trasmissione sono dovuti a problemi quali il rumore, interferenza radio e abbassamenti nella resistenza di campo, ma per identificare la causa, è necessario effettuare una varietà di misure.
Possono esserci dei casin ei quali i problemi si presentano dopo il funzionamento reale del sistema. Ciò è dovuto a differenze ambientali che si verificano dopo l’installazione. Poiché questi problemi derivano da un abbassamento nella resistenza di campo, è necessario trovare la causa di questa caduta.
Circuit Design propone i kit di valutazione MU1-UIK e MU1-RIK per il modem MU-1. MU1-RIK si collega ad un PC con l'interfaccia RS232C, mentre il MU1-UIK utilizza l’USB. Potete usare uno o l’altro tipo con il Programma Software di Valutazione (ESP Evalution Software Program) fornito nei kits con i quali potete misurare con facilità le condizioni delle onde radio nell’area in cui state operando. Nella banda dei 434 MHz, il canale di frequenza da usare è una scelta che spetta al progettista (fornitore del sistema), ma bisogna notare che le condizioni di campo che potete controllare usando ESP è limitata alle apparecchiature che hanno gli stessi canali di frequenza di MU-1 (quindi tutte le frequenze da 433.200 MHz a 434.775 MHz con spazio canale di 25KHz). ESP è fornito di una funzione chiamata “area monitor” che può essere usata per la misurazione del luogo dell'installazione del sistema. In questa area potete verificare le bande di frequenza occupate più frequentemente da altri sistemi che occupano gli stessi canali di MU-1 e potete analizzare il livello di rumore (rumore d fondo) del campo. Poiché non potete sapere da quale direzione proviene l’interferenza e da dove provenga il rumore, è necessario effettuare dei test vicino alle posizioni dove sono installati entrambi i sistemi.
Ci possono essere dei casi nei quali i problemi si presentano dopo che la messa a punto del sistema. Ciò è dovuto a cambiamenti nell'ambiente avvenuti dopo l’installazione, di ciò abbiamo guardato più sopra le probabili cause. A seconda dei dati risultanti, può essere necessario l’uso di stazioni a relay. In tutti i casi, è necessario trovare rapidamente la causa e rendere il sistema funzionante.
Se non si ottimizzano le prestazioni in tutti gli aspetti nella fase di progettazione delle apparecchiature, si verificheranno ogni specie di difficoltà durante il funzionamento. Prima che il sistema possa essere messo in funzione, il circuito e i test devono essere ripetuti parecchie volte. Per esempio, se la parte radio è costruita in un dispositivo che genera rumore, si avranno conseguenti problemi. In più, si dovrà proteggerlo nel modo miglioree Come dai risultati di misura spiegati più avanti, i modem radio embedded (moduli) possono essere integrati e utilizzati in svariate condizioni ambientali. Nei sistemi che utilizzano MU-1, la parte hardware può essere progettata considerando il rumore del dispositivo in cui l'apparecchiatura radio è integrata. Il MU-1 ha una funzione per la misurazione della situazione
nelle proprie vicinanze (livello di RSSI), per mezzo di un comando all’unità di test
per la misura e la risposta all’unità di test dalla quale è partito l’ordine.
Pertanto poiché potete acquisire il livello di RSSI di tutti i canali della stazione in
tempo reale, è possibile ottenere le prestazioni migliori regolando in tal senso
l'antenna ed il circuitoMU-1. Lo stesso si applica alla riflessione e alle misure di
protezione, manipolazione del ground ed alle misure contro il rumore. Si può dedurre che
per il rumore dal suolo, un posto in cui il livello di RSSI di tutte i canali cada il più
basso sia la condizione migliore. In tutti i casi, potete ora ottimizzare le prestazioni
del dispositivo generale compresa l'apparecchiatura radio usando un metodo differente.
Sviluppando un’applicazione con l’utilizzo di MU-1 potete usare tutte le efficaci funzioni di questo prodotto realizzando così un sistema più affidabile e più utile. Dette funzioni sono particolarmente convenienti per risolvere i problemi di un sistema situato in posizioni elevate e difficili da raggiungere. MU-1 ha la funzione relay, e per comunicare a distanza, potete utilizzare fino a 10 unità relay, ciascuna delle quali con portata di 600 metri, per una distanza totale di 6,6Km. In più, in un edificio quale un ospedale con una disposizione complessa e con molto traffico, non può essere possibile realizzare la richiesta della resistenza di campo per effettuare una comunicazione P2P, ma questo problema può essere risolto in modo strategico posizionando più unità a relay. ESP, otre che essere usato per varie misure, può essere utilizzato anche per i seguenti scopi per mezzo di stazioni di relé.
Una delle funzioni di ESP è l’aria di monitoraggio per misurare il dominio e delle frequenze e il tempo di dominio. Il guadagno dell'antenna utilizzata con MU-1 è 2.14 dBi. Il livello assoluto del segnale è trovato prendendo la tensione indotta nell'antenna attraverso il convertitore ADl della porta della CPU prendendo a paragone la tabella interna di riferimento. La tabella interna di riferimento è generata sulla base di segnali di ingresso da un generatore di segnale durante il controllo di invio. Quando l'ordine RA è inviato, il livello assoluto del segnale è restituito come risposta ed i valori sono indicati come grafico. Potete conservare e stampare i risultati di misura come dati di immagine, che sono utili per creare rapporti. Inoltre potete zumare dentro sui dati e cambiare i colori.
Questa applicazione è utile per la valutazione di MU-1 e potete usarla anche per le seguenti funzioni oltre alla aria di monitoraggio.
Le funzioni di ESP compresa l’aria di monitoraggio possono essere fatte da chiunque per mezzo di comandi, in questo modo potete fornirli ai vostri clienti come strumenti per il sistema dell'utente. Riferirsi alla guida di funzionamento per i particolari. Figura 3 mostra la finestra di comando.
Funzione principale, unità designate per l'effettuazione di prove varie. Unità di Test 1 (stazione di fonte) Per comodità di portabilità, è conveniente utilizzare un notebook PC al quale potete collegare il kit MU1-RIK o MU1-UIK come l'apparecchiatura radio. In questo articolo, l'apparecchiatura radio collegata alla unità di test 1 è denominata stazione di fonte. Nella foto, il circuito è a vista, ma per la prova reale deve essere alloggiato nel suo contenitore. La foto 1 mostra il notebook PC collegato a MU1-RIK. La foto 2 mostra MU1-RIK con la scheda RS232C. MU1-UIK è più adeguato poiché prende l’alimentazione dal PC. Unità di Test 2 (stazione obiettivo) Una unità di test che produce da se un piccolissimo rumore è usata come soggetto di varie prove. Per evitare il rumore da altre apparecchiature, questa unità di prova è alimentata a batteria e non è collegata con un cavo. Funziona come rinvio dei dati di misura in risposta ai comandi provenienti dalla stazione di fonte. Questa unità di test dovrebbe essere posta nel suo case metallico.
Abbiamo disposto l’unità di test 1 e l’unità di test 2 nelle postazioni reali di uso ed abbiamo effettuato la misura dal PC usando l’unità di test 1.
Abbiamo analizzato la condizione di campo della banda a 434 MHz con un analizzatore di spettro (fig 5) e la aria di monitoraggio (fig 6) nella unità di test allo stesso tempo. C’è chiaramente un requisito per misurare la condizione dell'apparecchiatura, senza dovere comprare grandi e costosi dispositivi di misura. Anche se non può essere paragonato esattamente ad un analizzatore di spettro, se lo scopo della misura è la risoluzione del problema attuale, realmente uno o l’altro metodo sarà efficace. Anche se sarebbe meglio condurre questo confronto in un'area
urbana e simili, siccome gli ambienti dell'onda radio in Europa ed in Giappone sono
differenti, abbiamo usato una simulazione con le onde radio emesse da tre punti come
indicato qui sotto. Come appare nella figura 4, la stazione di fonte di MU-1 può acquisire il livello RSSI di tutti i canali di MU-1 della stazione obiettivo. Per questa misura, abbiamo utilizzato una stazione obiettivo alimentata a batteria (unità di test 2) per evitare il più possibile gli effetti del rumore.
Condizioni di misura Per la misura, abbiamo disposto i trasmettitori (MU-1) in tre punti nel campo e li abbiamo regolati per emettere continuamente le onde radio. Posizioni:
All'interno dell'ufficio a (1) = 30 m., (2) = 40 m., (3) = 50 m. dalla ricevente Canali: (1) = Canale 04 (433.300 MHz), (2) = Canale 28 (433.900 MHz), (3) = analizzatore di spettro del Canale 56 (434.600 MHz): Anritsu MS2663C Risultati di misura Guardate lo schermo ESP (figura 6). I risultati di misura sono paragonabili a quelli dell'analizzatore di spettro (figura 5). Poiché potete conservare i valori di punta con l’aria di monitoraggio, potete prendere la tendenza nell'uso del canale per il campo intero su un periodo lungo di misura. Poiché la banda a 434 MHz è usata da radioamatori anche in Giappone, gli spettri tranne quelli dell'apparecchiatura installata possono essere visti nel canale 48. L'analizzatore di spettro usato non è particolarmente sensibile e non può visualizzare il livello di -115 dBm.
È importante valutare il livello corrente del segnale ricevuto dall'apparecchiatura radio fissa o mobile. Nello spostare un dispositivo mobile con apparecchiatura radio integrata, dovete essere informati che essa è bombardata dalle varie resistenze di campo dovute all’indebolimento a più angoli (multipath). Si noti che anche in una posizione fissa, girando intorno mentre si tiene il dispositivo mobile e registrando il relativo angolo su e giù si ha un significativo effetto sulla resistenza di campo, come la gente e gli oggetti nelle vicinanze. Così quando effettuate le prove nell'ambiente di uso, è importante in primo luogo trovare una distanza che permette una comunicazione stabile. Potete vedere dai risultati di misura che neppure con una stazione fissa, se non selezionate la giusta altezza dell’antenna e l’angolo per la posizione, non potete ottenere una buona comunicazione. Per una comunicazione attendibile con MU-1, è necessario un livello del segnale di -87 dBm circa. Misurazione del tempo di dominio 1 Diamo uno sguardo alla figura 7. Abbiamo misurato i cambiamenti nella resistenza di campo ricevuta mentre l'apparecchiatura radio era tenuta all’altezza del petto mentre camminavamo ad una velocità fissa da un punto distante 800 m., a 0 m.. Potete vedere come si presentano le variazioni nella resistenza di campo nelle diverse posizioni.
Condizioni di misurazione Canale16: (433.600 MHz) Metodo di misurazione: Abbiamo effettuato le misurazioni camminando ad una velocità fissa tenendo l’apparecchiatura radio partendo da una distanza dal ricevitore di 800 metri a 0. La misurazione è stata rilevata da un dispositivo mobile ad una altezza di 1,3m e la ricevente ad una altezza di 1,7m. L’antenna era verticale. MU1-RIK era usato come dispositivo mobile, con una trasmissione di dati continua. Tempo: Pieno sole, temperatura 18ºC, posizione: linea d’aria in campi di risaia. Misurazione del tempo di dominio 2 Diamo uno sguardo alla figura 8. Abbiamo misurato i cambiamenti nella resistenza di campo ricevuta tenendo l'apparecchiatura radio all’altezza del petto e girando intorno una volta in 20 secondi. L'antenna era posizionata ad angolo a 45º. La posizione della misura era fra il primo e il secondo piano di una costruzione di ufficio ad una distanza di 30 m. con la presenza quindi di un pavimento e di pareti. La parte indicata in azzurro eccede l'insieme di valore di soglia a -100 dBm. Usati senza alcuna cura particolare in un ambiente complicato, la misurazione mostra i cambiamenti di resistenza di campo di 30 dB circa. La sensibilità di ricezione di MU-1 è -108 dBm quando il tasso di errore del pacchetto è 0.1%, ma è necessario misurare RSSI nel posto in cui il sistema deve essere collocato e quindi selezionare un posto in cui il livello di RSSI sia di -87 dBm circa per ottenere una comunicazione stabile.
MU-1 viene integrata in apparecchiature per svariate applicazioni, ed è pertanto affetto da rumori creati da questi dispositivi. Come esempio, abbiamo misurato il rumore emesso da apparecchiature d'ufficio. Inoltre, con il telecontrollo di macchinario pesante, c’è molto rumore emesso dalle CPU vicine, motori e così che hanno effetto sull'apparecchiatura radio. Integrare realmente un modem (modulo) in questo tipo di ambiente richiede moltissimi sforzi per realizzare buone prestazioni. E’ quindi una buona idea usare le funzioni di misura di MU-1 quando si progetta il circuito e per decidere la disposizione delle parti radio. La figura 9 mostra un grafico quando l’unità di prova 2 è situata in un posto con pochissimo rumore. L’unità di prova 2 è alimentata a batteria in modo da essere inalterata dal rumore dell’apparecchiatura collegata. Abbiamo misurato il rumore intorno alla unità di prova usando la funzione relay. Poiché questa banda di frequenza è usata dai radioamatori anche in Giappone, il rumore dal suolo sembra lieve. Per mettere in evidenza le prestazioni del sistema, la cosa migliore è includere l’apparecchiatura radio usando il sistema taglia-e-prova per realizzare uno stato che si avvicina il più possibile ai valori misurati nell’ ambiente libero da rumore. (figura 9). Figura 10 mostra un grafico quando l’unità di prova 2 è disposta vicino ad un fotocopiatore. Il rumore compare su tutti i canali (433.200 MHz - 434.775 MHz). Figura 11 mostra un grafico quando l’unità di prova 2 è disposta vicino ad un PC da tavolo. C’è molto rumore specialmente nei canali 0 - 24 (433.200 MHz - 433.800 MHz) che hanno frequenze basse. Figura 12 mostra un grafico quando la unità di prova 2 è disposta vicino ad una stampante. Nel canale 18 (433.650 MHz),appare una frequenza specifica.
Diamo uno sguardo alle figure 13 e 14. Abbiamo provato a misurare i livelli di RSSI dell’unità di test 2 (stazione obiettivo) con l’antenna posta in verticale e poi l’abbiamo piegata. I dati sono stati trasmessi in modo continuo sul canale 32, e con l'antenna piegata abbiamo visto la perdita di circa 20 dB. Non ci dovrebbe essere niente situato vicino all'antenna, neppure il pattern del circuito stampato.
Anche quanto avete misurato la resistenza di campo ed avete individuato un posto stabile per l'apparecchiatura, il tasso di successo del pacchetto può a volte cadere, ciò può accadere frequentemente a causa di errori dovuti a fattori esterni e ad altri test. Ma con ESP, potete misurare il tasso di successo del pacchetto per valutare la situazione. Diamo uno sguardo alla figura 15. Il meccanismo per la misura del tasso di successo del pacchetto usa i singoli pacchetti MU-1 fino a 255 byte, che sono trasmessi alla stazione obiettivo e ritornati senza cambiamento. Poiché potete cambiare il formato del pacchetto, potete effettuare la misura più indicata al formato di dati del sistema. Se inviamo un pacchetto di 1000, gli errori possono essere rilevati con un'esattezza di 0.1%. Tuttavia, il tasso di successo deve essere calcolato per la comunicazione unidirezionale. Poiché la sensibilità di ricezione del MU-1 è -108 dBm e quando il tasso di errore del pacchetto è 0.1%. (1 pacchetto è di 255 byte)
In conclusione Abbiamo visto che potete controllare adeguatamente la condizione delle onde radio in un area senza un costoso analizzatore di spettro e valutare i livelli di rumore. Se attualmente state progettando un'applicazione, studiate la possibilità di utilizzare il modem MU-1 con le relative convenienti funzioni di misura, per realizzare un sistema più affidabile e più utile. In più, potete trovare efficaci i programmi di misura a corredo del prodotto che potete trasferire come funzione ai Vostri Clienti. Circuit Design accetta domande tecniche dai lettori Europei che sono interessati al modem MU-1, via e-mail attraverso il nostro Web. Le risposte sono soltanto in inglese, ma il nostro personale sarà molto felice di aiutarVi. URL Circuit Design: http://www.cdt21.com |
