अपना खुद का NRF24L01+pa+lna मॉड्यूल कैसे बनाएं: 5 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

Nrf24L01 आधारित मॉड्यूल बहुत लोकप्रिय रहा है, क्योंकि वायरलेस संचार परियोजनाओं में इसे लागू करना आसान है। मॉड्यूल एक पीसीबी मुद्रित संस्करण, या मोनोपोल एंटीना के साथ $ 1 के तहत पाया जा सकता है। इन सस्ते मॉड्यूल के साथ समस्या यह है कि उनमें कई मुद्दे हैं और आसानी से खराब हो जाते हैं। मुख्य रूप से क्योंकि आईसी मूल रूप से नॉर्डिकसेमी द्वारा नहीं बनाया गया है, बल्कि पीसीबी की खराब छपाई की गुणवत्ता के कारण भी है।

इस पूरे लेख में मैं आपको दिखाऊंगा कि कैसे अपना खुद का nrf24L01 आधारित मॉड्यूल बनाया जाए, और रेंज और आउटपुट पावर बढ़ाने के लिए PA (पावर एम्पलीफायर), LNA (लो नॉइज़ एम्पलीफायर) कैसे जोड़ा जाए।

चरण 1: विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

यहाँ एक nrf24L01 आधारित मॉड्यूल के लिए विशिष्ट सर्किट है; यह आमतौर पर इस चिप के आधार पर वाणिज्यिक मॉड्यूल में उपयोग किया जाता है। सर्किट में वीडीडी और जमीन के बीच जुड़े कुछ डिकूपिंग कैपेसिटर होते हैं। 16 मेगाहर्ट्ज क्रिस्टल ऑसीलेटर का उपयोग किया जाता है और डेटाशीट में पाए गए विनिर्देशों को पूरा करना चाहिए। ANT1 और ANT2 एंटीना को RF आउटपुट प्रदान करते हैं, डेटाशीट के अनुसार 0dbm की अधिकतम आउटपुट पावर के लिए 15ohm + j88ohm लोड की सिफारिश की जाती है, एक मिलान नेटवर्क को फिट करके 50ohm लोड प्रतिबाधा प्राप्त की जा सकती है, ANT1 और ANT2 में VDD_PA के लिए एक डीसी पथ है। (इसके बारे में बाद में)। अंत में एक एसएमए कनेक्टर सर्किट को एक द्विध्रुवीय एंटीना से जोड़ता है।

चरण 2: पावर और रेंज बढ़ाने के लिए फ्रंट एंड मॉड्यूल जोड़ना

ऊपर चर्चा किए गए सर्किट में आउटपुट पावर के 4 स्तर हैं: 0dBm, -6dBm, -12dBm, -18dBm। पावर लेवल कंट्रोल सीधे रेंज में होता है, बेशक ऐन्टेना (प्रतिबाधा, पावर रेट, टाइप…) और प्रोपेगेशन एनवायरनमेंट से संबंधित अन्य विशेषताएं हैं, लेकिन आइए मॉड्यूल पर ही ध्यान दें।

आउटपुट पावर बढ़ाने के लिए फ्रंट एंड मॉड्यूल का इस्तेमाल किया जा सकता है। मैंने स्काईवर्क्स सॉल्यूशंस से यह RFX2401C बिल्कुल सही पाया; यह एक 2.4GHZ ZigBee/ISM फ्रंट-एंड मॉड्यूल है, जिसमें 50ohm इनपुट और आउटपुट पोर्ट, 25db का छोटा सिग्नल गेन और 22dBm का सैचुरेटेड आउटपुट पावर है (ये सभी विशेषताएँ ट्रांसमिट मोड से संबंधित हैं)। स्काईवर्क्स एक मूल्यांकन बोर्ड भी प्रदान करता है जो अपने आईसी के साथ आसानी से प्रोटोटाइप बनाने में मदद करता है।

इस मॉड्यूल में अपेक्षाकृत सरल नियंत्रण तर्क है (तर्क तालिका देखें)। रिसीविंग (RX मोड) को सक्रिय करने के लिए, TXEN को LOW और RXEN को हाई खींचा जाना चाहिए और ट्रांसमिशन (TX मोड) को सक्रिय करने के लिए TXEN ने हाई खींचा RXEN की स्थिति महत्वपूर्ण नहीं है। nrf24L01 डेटाशीट के अनुसार जब भी ट्रांसीवर को RX मोड में प्रवेश करना होता है तो CE पिन को उच्च खींचा जाना चाहिए। एक आस्टसीलस्कप का उपयोग करके मैंने VDD_PA पिन की स्थिति को मापा है, यह पता चलता है कि जब भी ट्रांसीवर TX मोड में होता है और RX मोड में LOW होता है तो यह उच्च होता है। इस तरह TXEN को VDD_PA से और RXEN को CE से जोड़ा जाना चाहिए

चरण 3: सामग्री का बिल

इस तालिका में उन घटकों की सूची है जिनकी आपको इस सर्किट को बनाने की आवश्यकता है, मैंने उन्हें यहां आदेश दिया है:

चरण 4: स्कैमैटिक्स

यह हमारे ट्रांसीवर का विशिष्ट सर्किट है जिसका आरएफ आउटपुट फ्रंट एंड मॉड्यूल से जुड़ा है; यह VDD_PA और CE पिन से कमांड प्राप्त करता है, कुछ डिकूपिंग कैपेसिटर जहां जोड़े जाते हैं। आउटपुट अंत में एक एसएमए कनेक्टर के साथ एक असतत एलसी फिल्टर से जुड़ा है।

चरण 5: निष्कर्ष और सुधार

गेरबर फाइलें निकालने के बाद मैंने 10 पीसीबी का ऑर्डर दिया और एक स्टैंसिल और रिफ्लो स्टेशन का उपयोग करके सोल्डरिंग किया।

यह पता चला है कि इस तरह के आरएफ सर्किट को बनाने के लिए किसी भी संभावित विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को ध्यान में रखना आवश्यक है, खासकर पीसीबी रूटिंग करते समय। यह दृढ़ता से एक नॉन-वेंटेड शील्ड की सिफारिश करता है और इसे जमीन से जोड़ता है, जो मॉड्यूल और उसके पर्यावरण के बीच कैपेसिटिव और चुंबकीय युग्मन को कम करने में मदद करता है।