nrf24l01+pa+lna Проблема дальности.

[forfrends]

Всем привет!
Делаю радиоуправление на базе Ардуино и модулей nrf24l01+pa+lna. Столкнулся с проблемой очень маленькой дальности работы. На передатчике стоит модуль с антенной. Если на приемнике установить обычный модуль (без антенны) то дальность составляет всего 1-2 метра. Если же на приемник поставить модуль с усилителем (с антенной) то дальность уже достигает всего 10 метров.
Проблема похоже в передатчике.
Код инициализации (в приемнике и в передатчике они одинаковы):

Спойлер

Код:

radio.begin();
delay(2000);
radio.setDataRate(RF24_250KBPS); // скорость обмена данными RF24_1MBPS или RF24_2MBPS
radio.setCRCLength(RF24_CRC_8);
radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);
radio.setChannel(102);
radio.setAutoAck(false);
radio.powerUp();
radio.openWritingPipe(pipe); // открыть канал на отправку
delay(2);
radio.stopListening();
delay(2);

С питанием как в приемнике, так и в передатчике проблем нет. Стабилизаторы мощные, брал с большим запасом. Стабильные 3.3 без пульсаций. Проверял осциллографом. По крайней мере, если пульсации и есть, то они столь мизерны, что не видны за фоновым шумом осциллографа. На модулях напаяны конденсаторы по питанию (электролиты и керамика). Понятия не имею что ему еще нужно.
Единственное что заметил - на разные настройки модули с антенной реагируют по-разному. Так, на пример, если поставить уровень усиления RF24_PA_MAX то они перестают что-либо слышать и передавать.
Может у вас есть идеи?

[КРАМ]

Обычно маленькая дальность в таких случаях связана с незнанием основ электродинамики. Антенной, на самом деле, является не штырь или полосок на плате, а система из этого штыря (полоска) и ПРОТИВОВЕСА, с которым оные штырь-полосок и образуют собственно антенну-диполь. То есть фактически, если упростить до предела, кто из них короче, тот и определит длину эффективной антенны.
Так если в некую коробочку с трансивером и внешним опциональным разъемом (например для ее программирования) воткнуть небольшой кусок никуда не подключенного кабеля, то общий проводник этого кабеля и станет эффективным противовесом.

[forfrends]

Я не на столько хорошо в этом разбираюсь что бы полностью понять то что вы написали.
Просто меня вводит в ступор все выше сказанное, и примеры работы устройств на ютубе. Где к Ардуино кабелем (переходником) подключен модуль передатчика, питание и все. И это лежит без корпуса и передает пакеты на расстояние до 1000 метров...
У меня передатчик тоже подключен кабелем. Примерно 8 см. Не перемычки , а припаян. На кабель надето феритовое кольцо.
Хм... подсоединить провод к минусу и пустить его внутри корпуса? Что-то меня берут сомнения что так подымется дальность хотя бы до 50 метров...

Последний раз редактировалось forfrends Вс янв 26, 2020 20:11:02, всего редактировалось 1 раз.

[КРАМ]

Корпус тут не причем. Имеет значение взаимное расположение антенны (то, что принято ей называть) и противовеса - общего проводника платы трансивера и системы кабелей подключенных к трансиверу.

[NStorm]

Эммм... вы же сами в коде ставите минимальную мощность передатчика:

Код:

radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);

Вложения

setPALevel.png

(29.53 KiB) Скачиваний: 3597

[forfrends]

Какую мощность не выстави, но передатчик с усилителем по любому должен работать на расстоянии более 10-ти метров...
И, как писал выше, на RF24_PA_MAX может вообще не работать...
А самая стабильная работа была как раз на RF24_PA_MIN, но дальность не соответствует совсем..

[astrahard]

Не должен, на минимальном уровне дальность и должна быть такой. Специально так задумано, для клавиатур, мышек и.т.д. .и.т.п. они, как раз, не должны работать на большую дальность это-же элементарно и логики в Ваших рассуждениях НОЛЬ. Попробуйте все уровни передачи, Вам дали их наименования.

Последний раз редактировалось astrahard Пн янв 27, 2020 14:54:00, всего редактировалось 1 раз.

[forfrends]

Я пробовал все уровни. Так же пробовал менять скорость передачи. Максимум что удалось добиться - 10-12 метров.

[astrahard]

Я Вам только могу привести пример Блютус колонок, которые й меня работают на расстоянии не более полутора метров от телефона. И хочу сказать, что это логично, в самом деле, зачем обострять проблему утечки информации искусственно, когда можно решить это предельно элегантно, просто ограничением мощности. Посмотрите Ваши модули внимательно, возможно, они аппаратно сконструированы в рамках подобной парадигмы. То-есть, практически, могут быть просто не распаяны некоторые компоненты.

[forfrends]

КРАМ, сказал интересную вещь. Игры с настройками ни на что не повлияли. Стал проводить эксперименты с антенной. Когда я взял антенну в руку то сигнал стал более устойчивый (антенна сверху покрыта пластиком, по этому электрического контакта не было). Дальность еще не проверял, но эффект был. Обмотал фольгой антенну - это дало такой же результат. Стал рыться в "запасах". Нашел несколько антенн. Некоторые были от роутеров, другие не понятно от чего. Стал их тестировать. На одной антенне появился стабильный сигнал. Дальность пока что не тестировал. Протестирую - отпишусь.

[astrahard]

А вот это +pa+lna? Это PA PowerAmplifier? А lna это усилитель? тогда прошу прощения странно но +pa+lna не работают выходит?

[jcxz]

forfrends писал(а):

Я пробовал все уровни. Так же пробовал менять скорость передачи. Максимум что удалось добиться - 10-12 метров.

Здесь: https://electronix.ru/forum/index.php?a ... &id=155131
человечек написал, что у него работает на 100м. Можно у него поинтересоваться как удалось добиться.

[forfrends]

Я поменял антенну. Поставил от роутера. Дальность немного упала, примерно до 8 метров
Но стала стабильнее.
Спасибо за ссылку. почитаю

Добавлено after 11 minutes 17 seconds:
И встает резонный вопрос: где купить оригинальные модули?

[NStorm]

forfrends, "оригинальных модулей" не было. Модули нормальные делала китайская контора Ai-Thinker. На LCSC (эти за продаже левака не замечены) они отмечены как Discontinued: https://lcsc.com/product-detail/Wireles ... 93504.html Как и сами NRF24L01.

Вроде как на замену им пришли NF-01-S / NF-02-PA: https://www.ai-thinker.com/product/2.4g
2ая вроде как на базе NRF24L01+. https://docs.ai-thinker.com/2.4g На LCSC есть только NF-01-S.

Ну и еще по теме: https://www.linux.org.ru/forum/science/11409249

EDIT: А вообще, если Arduino, рискнул предположить, что вам особо большая скорость обмена не нужна? Тогда может, если нужна дальность, в сторону Sub-1GHz модулей посмотреть? Вроде CC1101 или SX1276 и других. Ну и HopeRF кучу разных модулей делает. И до гигагерцовых и 2.4 ГГц: https://www.hoperf.com/

[roman.com]

Вот тут https://www.radiokot.ru/forum/viewtopic ... 8&t=159826 мы сделали радиоуправление на этих модулях.
Все модули nrf24l01+pa+lna у нас работают на дальность более 1000 метров без проблем.
Сами модули очень простые. Можно всё измерить и посмотреть (мы так и делали). Можно проверить работу отдельных блоков.
-Например можно проверить отдельно работу передатчика трансивера и усилителя мощности (pa). Достаточно переключить модуль в режим передачи несущей (в модуле есть такой режим) и измерить потребляемый ток тестером. При разной мощности будет разный ток 11 mA...130 mA.
-Можно отдельно проверить работу приёмника трансивера и антенного усилителя (lna). Достаточно установить адрес 2 байта и отключить CRC. На выходе увидим шум эфира - случайный набор битов: 010101011111010110... ))
-Можно разобрать антенну. Она разбирается легко))
https://www.youtube.com/watch?time_cont ... e=emb_logo
Можно настроить и согласовать антенну точно (по приборам). А можно просто припаять простой кусок провода. Эффект будет примерно тот же))
-И т.д.

Только надо выкинуть Ардуино))

[Trully]

Может кто уже написал, но первым делом надо проверить питание - качество питания. Кондер-тантал на 47-68 мкФ и керамику 0,22 мкФ поближе к радиомодулю. Дело не в пульсациях питания. Дело в очень коротком импульсе при запуске передачи. Питание на короткое время может значительно просаживаться в момент передачи. Время передачи очень короткое, осциллом отследить трудно, надо ставить триггер запуска развертки от импульса CE с контакта.
Во-вторых, возможно, что есть ошибки в конфигурации. Особенно когда полагаетесь не на документацию модуля, а на какие-то побочные кем-то написанные функции.

[КРАМ]

Trully писал(а):

Время передачи очень короткое, осциллом отследить трудно

Время передачи при фиксированном размере пакета определяется полосой канала и не может быть очень коротким. Скважность пакетов может быть большой, а не время маленьким. Поэтому требуется ждущий режим развертки. Но причем тут конденсатор, если учесть, что блокировка есть в самом модуле? Хотя бы потому, что блокировка нужна самому генератору несущей, а расстояние от чипа до внешней блокировки неприемлемо велико при любом номинале и типе внешнего конденсатора.
К тому же, если пульсации превысят допустимую величину, это приведет к сбросу модуля. А этого не происходит. Просадка же питания в момент передачи не носит принципиального характера. Речь ведь идет о ПОРЯДКАХ дальности. А не о недостатке 1...2 дБ.

[Trully]

Мощность передатчика зависит от напряжения питания. И если в момент начала передачи напряжение падает, тогда падает и мощность радиосигнала на передачу. Даже не только мощность, но и сама частота может уйти. Там даже не длительность всего пакета, там достаточно того, чтобы первые биты из заголовка пакета пропали - и пакет на приемнике будет отброшен, как не прошедший проверку суммы.
К тому же, если переведете эти ваши 1-2 дБ в абсолютные цифры, да еще учтете, что энергия падает пропорционально квадрату расстояния, тогда и увидите более значительную разницу.

Можно сколько угодно теоретизировать по поводу ненужности одного и нужности другого, но многократная практика показала своё. Сколько вот с этими модулями уже понатыкался. Тем более, что эти модули делают китайцы, а они не всегда отвечают [за базар] за качество. А тут, в столь высокочастотном диапазоне, каждая мелочь влияет. Несмытый флюс, ненадежный контакт в антенне, плохое питание, плохая плата...

Как-то была хохма. Один чел сделал управлялку светом на вай-фае, чтоб от смартфона, ну и поместил еёйную в электрощит. А он почему-то оказался металлическим. Ну и всё, как говорится, приплыли.

[КРАМ]

Trully писал(а):

если переведете эти ваши 1-2 дБ в абсолютные цифры, да еще учтете, что энергия падает пропорционально квадрату расстояния, тогда и...

Перевожу.
1...2 дБ по мощности - это 1,26...1,58 в линейной шкале. Извлекаем корень и получаем линейный коэффициент к расстоянию: 1,12...1,26.
Поскольку тут речь идет о ПОРЯДКАХ дальности, то совершенно очевидно, что причина совсем не в просадках питания. Если бы дальность упала со 100 метров до 75, то автор темы этого бы даже не заметил...
По поводу частоты и ее зависимости от напряжения питания. У меня ощущение, что Вы не знакомы с предметом обсуждения. Уточню. Трансивер используемый в модуле, как и сам модуль, является продукцией достопочтенного Нордик семикондактор. Это серьезный чип с синтезатором частоты и прочими ништяками...

Последний раз редактировалось КРАМ Сб фев 08, 2020 21:14:20, всего редактировалось 1 раз.

[Trully]

Многа букав. Такое впечатление, что вы вживую не работали с этими модулями, раз пишите то, что в документации указано. И не читали то, о чем я писал. Китайские платы с фигзнает как припаянными микросхемами могут что угодно там нагадить.
А во-вторых, PA подразумевает установку дополнительной микросхемы-усилителя радиосигнала. Вот такой когда-нибудь видели? Там стоит RFX2401 ну и полюбуйтесь на еёйные "11 мА". Вы её мощность видели?

Последний раз редактировалось Trully Сб фев 08, 2020 21:21:05, всего редактировалось 1 раз.