RF通信を使用した制御

問題を排除するために楽器を試してください





RFは、電波伝搬に関連する電磁スペクトルに含まれる周波数を指します。 RF電流は、アンテナに印加されると電磁界を生成し、アンテナは印加された信号を空間に伝搬します。電磁波ベースの通信は、特に無線音声通信およびデータ通信のために何十年もの間利用されてきました。 RF信号の周波数は、フィールドの波長に反比例します。無線周波数の発振速度は、約30 KHz〜300GHzの範囲です。

情報を含むように変調されたRF波は、RF信号と呼ばれます。これらのRF信号には、予測および検出できるいくつかの動作があり、他の信号とインターフェイスできます。無線信号の受信にはアンテナを使用する必要があります。これらのアンテナは、一度により多くの無線信号を受信します。ラジオチューナーを使用することにより、特定の周波数を拾うことができます。リモート制御アプリケーションに使用される利用可能ないくつかのフリーバンドがあります。これらは、ISM(産業、科学、および医療)バンドとも呼ばれます。最も魅力的な周波数帯域は434MHzです




ペイロードデータは、RFキャリアで変調する必要があります。これには、振幅偏移変調(ASK)と周波数偏移変調(FSK)の2つの単純な変調技術が一般的です。消費電力の理由から、ASKは主にオンオフキーイング(OOK)として実装されます。課題は、コストとパフォーマンスの間の完全な妥協点を表すアンテナの設計または概念を見つけることです。規制を満たすには、明確なRF設計が必要です。

RF通信リモートコントロール用の双方向リンク

ハイエンドのリモートコントロールは、双方向RFリンクに基づいて使用できます。リモートコントローラーから制御対象デバイスへのリンクに加えて、デバイスからコントローラーへの後方への追加リンクがあります。この後方リンクは、ハンドシェイクプロトコルを使用し、ユーザーにフィードバックを提供することにより、リモートリンクの堅牢性を確保するために使用できます。双方向RFリンクは、1つのPLLと1つのアンテナを共有するRF受信機とRF送信機を含むRFトランシーバICを使用して実装されます。



RF通信のプロトコル

RFリモートコントロールプロトコルは、デバイスアドレスとコマンドを使用して情報を表します。各RFリモコンには一意のIDが必要です。つまり、世界中の各送信機には一意のIDがあります。したがって、RF ID用に予約されているビット長は長くなります(たとえば、32ビットから40ビット長)。

コントロール

画像ソース– Creativentechno.files

RFリンクの堅牢性を向上させるために、巡回冗長検査(CRC)値が生成され、フレームの一部として送信されることがよくあります。受信機は、受信したデータフレームのCRC値を再計算し、送信前に生成された値と比較することにより、ビットエラーを明確に識別できます。送信機のバッテリー充電レベルは、測定されたバッテリー電圧を表す完全な4ビットまたは8ビットのデータフィールドで通知できます。このシステムは、2つのノード間の一方向通信、つまり送信と受信を可能にします。


RFモジュールは、4チャネルのエンコーダおよびデコーダICのセットと組み合わせて使用​​されています。 HT-12EとHT-12D、またはHT-640とHT-648は、それぞれRF通信で最も一般的に使用されるエンコーダとデコーダです。エンコーダーは、受信がデコーダーによってデコードされている間、送信データをエンコードするために使用されます。エンコーダーは、データを並列送信する代わりにシリアル送信するために使用されます。これらの信号は、RFを介して受信ポイントにシリアルに送信されます。デコーダーは、レシーバーでシリアルデータをデコードするために使用され、パラレルデータとして変換されます。

RF通信のアプリケーション:

RF通信は、主にワイヤレスデータ、音声転送アプリケーション、ホームオートメーションアプリケーション、リモートコントロールアプリケーション、および業界指向のアプリケーションに使用されます。

たとえば、ホームオートメーションアプリケーションでは、従来のスイッチの代わりにRF制御スイッチを使用できます。この目的のために、RFリモコンを使用して、他の場所に移動することなく、照明やその他のデバイスを制御できます。このアプリケーションは、主に身体障害者に役立ちます。ロボットや車両を制御するための業界指向のアプリケーションでは、RF通信を使用できます。ロボット車両は、一般的に、人間が実行できない危険な操作で使用されます。そのためには、ロボット車両の動きを制御するための送信ユニットが必要です。

ロボット車両を制御するRF送信ユニット

ロボット車両を制御するRF送信ユニット

RF送信ユニットによって制御されるロボット車両ユニット

RF送信ユニットによって制御されるロボット車両ユニット

多くの理由により、RFを介した伝送はIR(赤外線)よりも優れています。まず、RFを介した信号は長距離を移動できるため、長距離アプリケーションに適しています。 IRは主に見通し内モードで動作しますが、送信機と受信機の間に障害物がある場合でもRF信号は移動できます。 RF伝送は、赤外線リモート通信よりも高い信頼性を備えています。 RF通信は特定の周波数を使用しますが、IRは特定の範囲を使用せず、他のIR放射源の影響を受けます。