AR-GE ve TEKNİK DESTEK MÜHENDİSİ
Marconi tarafından 1897 yılında başlayan modern kablosuz haberleşme serüveni günümüzde hız kesmeden ihtiyaçlar ve gelişen teknoloji ışığında faaliyet sürdürmeye ve gelişmeye devam ediyor. Kablosuz haberleşmenin temellerinden biri olan RF Haberleşme, Radio Frekans kelimelerinin baş harflerinden oluşan bir kısaltmadır. Kablosuz haberleşmede en çok kullanılan yöntemlerden olan RF, bir alıcı ve bir vericiden oluşan sistemler belirli frekans aralığında vericiden alıcıya doğru sinyal gönderilerek kablosuz iletişimin sağlanması için kullanılır.
Hayatımızın önemli teknolojik cihazları olan televizyon ve telefonun radyo dalgaları ile çalıştığını biliriz. Radyo dalgalarının frekans aralığı 300 gigahertz (GHz) ile 30 hertz (Hz) arasındadır. Bu değerler dalga boyu olarak 1 milimetre (mm) ile 10,000 kilometre (km) aralığına karşılık geliyor. Kısa Mesafe Haberleşmesinde 433Mhz RF Kısa mesafeli haberleşmede en çok kullanılan bant aralığı olan 300Mhz 433Mhz aralığını görmekteyiz. 433 MHz frekansında çalışan RF modülü kısa mesafe iletişim gereken projelerimizde en çok kullanılan modüllerden biri. Uygun maliyeti ve basit kullanımıyla avantaj sağlayan RF modülü, açık alanda 70-80 metre (kapalı alanda ortam koşullarına göre bu mesafenin düştüğü) veri iletimi mesafesi sağlıyor. 433 Mhz RF modülünün günümüzde genellikle ev güvenliği ve bina otomasyonu, endüstriyel izleme ve kontrol, kablosuz ölçüm ve okuma, kablosuz aydınlatma ve kontrol, kablosuz alarm ve güvenlik sistemi ve uzaktan anahtarsız giriş alanlarında kullanılıyor.
433 Mhz RF Haberleşmede Dikkat Edilmesi Gereken Bazı Hususlar
• Anten 50 ohm empedanslı olmalıdır.
• λ/4 Chip anten boyu 433MHz için yaklaşık 17.3 cm olmalıdır.
• Anteni modüle dik bir konumda yukarı veya aşağıya doğru monte edilmelidir.
• En iyi sağlıklı ve etkili iletişim mesafesi iki modülün alıcısı ve vericisinin birbirini görmesi ile elde edilir. Buradan anlaşılacağı üzere herhangi bir obje veya metal bir engel iletişim mesafesini olumsuz yönde etkiliyor.
• RF modülü kontrol eden mikroişlemci hatları gürültü kaynaklarından biridir. Bundan dolayı yolları mümkün olduğunca kısa tutulmalıdır.
• RF modülü için harici bir regülatör devresi kurulması önerilir.
• RF modülü decoupling yapılarak ana kaynaktan farklı bir hat ile işlemciye verilmesi tavsiye edilir.
433Mhz RF Modülün Beslenmesi
433 MHz modüllerin besleme gerilimi genellikle 5V-12V aralığındadır ve daha uzak mesafelere veri aktarımı yapılması için 12V kullanılmasında fayda vardır. Ayrıca 5V ile çalıştığında minimum akım çekecek ve pil ile rahatlıkla kullanılabilecektir. Fakat yukarıda belirttiğimiz gibi modülün haberleşmesinde dikkat edilmesi gereken hususlarda modülümüze regülatör devresi kurmamız durumunda pil voltajını yüksek tutmamız gerekir. Pil voltajını yüksek tutmamızın sebebi; kaynaktaki dalgalanma modülün sağlıklı çalışmasını olumsuz yönde etkileyebileceğinden dolayıdır.
CMT2210LH Low Power 300MHz to 480MHz OOK Receiver
CMT2210LH OOK demodülasyon (On-Off keying demodulation) 300Mhz-433MHz RF uygulamalarımızla düşük maliyet yüksek performans olanağı sağlıyor. RF frekansların değişimi farklı frekanslara sahip kristallerin seçimi ile belirlenebilir. İki voltaj aralığında çalıştırabilme özelliğine sahip olup “VDDL” pin açık veya kapalı olması bize 5,5V-3V ve 2V -3,6V aralığında çalışabilir. 4.5mA (433MHz) akım tüketimiyle pil ile rahatlıkla kullanabilmemize olanak sağlıyor.
Şekil 1‘de CMT2210 RF entegrenin kolay uygulama şemasını görüyoruz. (R0= 0 ohm VDLL =1 ise data pininden 5V, VDDL = 0 ise VDDL =3.3V data çıkış sinyali okunur.)
OOK Demodülasyon
Türkçeye açık-kapalı anahtarlama olarak çevrilen On-Off Keying’den bahsedecek olursak burada anahtarlama kelimesi elle açılıp kapanıldığı mors koduna dayanıyor. OOK taşıyıcı dalganın varlığı veya yokluğu olarak mantıksal olarak sırası ile 1 ve 0’ı temsil ediyor.
Şekil 2‘de görüldüğü üzere zamana bölünmüş alanlar her biti temsil ediyor.
RF Haberleşmesinde Manchester Kodlaması
433 MHz RF haberleşmemize gelen 1 ve 0‘ları anlamlı kılmamız gerekir. Anlamlı kavramı burada tüm sistemlerimizde kullandığımız bilindiği üzere byte ve bit kavramlarıdır. Manchester kodlaması, binary data iletiminde özellikle analog, RF, optik, yüksek hızda dijital haberleşme ya da uzun menzilli dijital haberleşme gibi konularda kullanılıyor.
Manchester kodlamasındaki temel düşünce, 1 ve 0’ları göstermek için voltaj seviyeleri yerine voltaj geçişlerinin kullanabileceğidir. Manchester kodlamasında voltajın düşen kenarı “0” yükselen kenarı ise “1” olarak okunabilir. Bu durumu daha iyi anlamak için şekilde 3’de üst kısımda gösterilen data sinyali ve clock sinyalinden meydana gelen standart dijital arayüzü görmekteyiz. Hemen alt kısmında ise bu haberleşmenin Manchester kodlaması ile yapılmış hali gösteriliyor.
Şekil 3’te görüldüğü gibi clock sinyalin düşen kenarda yakaladığı datanın konumu bize 1 ve 0 olduğunu göstermekte iken Machester kodlamasında bu durumun karşılığı olarak düşen kenara 0 ve yükselen kenara 1 olarak görmekteyiz.
