Fanstel BT840XE представляет собой модуль nRF52840 Bluetooth 5.2 LE с усилителем мощности, предназначенным для передачи на расстояние более 4500 метров, а некоторые развертывания с двумя модулями BT840XE и антеннами 0Dbi достигают даже более 10 км.
Дома мы можем использовать гарнитуру Bluetooth на расстоянии от 6 до 8 метров от телефона до того, как звук начнет прерываться, и большинство устройств Bluetooth имеют заявленный радиус действия 10 метров, хотя устройства Bluetooth класса 2 могут передавать сигнал на расстоянии до 100 метров. Появление улучшенного стандарта беспроводной связи Bluetooth 5 означало, что было невозможно увеличить радиус действия в четыре раза, хотя, несколько лет назад, некоторые еще больше расширили диапазон своего оборудования с помощью усилителя мощности, как мы видели на плате RFCat N32.
На прошлой неделе компания RF Star связалась с нами по поводу многопротокольного мобильного телефона Texas Instruments CC2652P с PA (усилителем мощности), который может достигать дальности 500 метров с BLE и 800 метров с Zigbee при максимальной мощности передачи +20. дБм. В поисках информации о радиусе действия Bluetooth, мы наткнулись на модуль Fanstel BM833 Bluetooth 5.1 на базе SoC nRF52833 с предполагаемым радиусом действия 3,4 км с BLE на скорости 125 Кбит/с и мощностью +8,16 дБм. Это показалось странным, поэтому мы связались с Fanstel и через пару дней получили ответ:
Мы измеряем радиус действия Bluetooth в пустыне Аризоны. Методы измерения описаны на этой веб-странице.
https://www.fanstel.com/testreport
Диапазон 3400 метров был измерен между парой BT840E с антенной 0 дБи, ANT000. BM833E — это удешевленная версия BT840E. Максимальная мощность передачи, измеренная испытательной лабораторией FCC, примерно такая же. Итак, мы оцениваем дальность между двумя BM833E как одинаковую.
Диапазоны Bluetooth без маркировки «est» в прилагаемых руководствах измеряются в пустыне Аризоны. Испытательный полигон ограничивает измерения до 4500 метров. Диапазон для BT840X/BT840XE (nRF52840 + PA) отмечен как >4500 метров. Один клиент развертывает два BT840XE + ANT000 на расстоянии 11 000 метров/7 миль друг от друга.
Удивительно! Это означает, что компания использует модули BLE для передачи данных на расстояние более 10 километров… Если мы перейдем по ссылке отчета об испытаниях, мы сможем лучше понять, как это делается. Помимо использования Bluetooth Long Range с самой низкой скоростью передачи данных (125 Кбит/с) и усилителя мощности, они удостоверились в отсутствии препятствий в пределах 60% радиуса зоны Френеля , чтобы предотвратить затухание сигнала, используя антенны высоко над землей.
Тест проводился с разными модулями и антеннами на разной высоте: 0,55 м, 1,52 м (типичная высота для термостатов) и на высоте LMPI (Low Multiple Path Interference), установленной не менее чем на 60% просвета зоны Френеля. Вот результаты тестирования различных модулей в зоне прямой видимости 3,2 км.
Высота антенны имеет огромное значение для модуля BT840F (мощность +8 дБм) с дальностью действия всего 210 метров на расстоянии 55 см, до 640 метров с антенной, расположенной на высоте 1,52 метра, и огромными 2,3 км на высоте LMPI (около 6 метров) на дистанции 3,2 км). RF Everything предоставляет онлайн-инструмент для расчета радиуса зоны Френеля, а высота LMPI будет составлять около 11,1 метра для диапазона 11 км. Линейка модулей BT840X с высотой LMPI и скоростью 125 Кбит/с не могла быть полностью протестирована, так как тестовая площадка была слишком короткой!
Для справки давайте быстро взглянем на характеристики Fanstel BT840X/XE:
- WiSoC — Nordic nRF52840 QIAA с ядром Arm Cortex M4F, 1 МБ флэш-памяти, 256 КБ ОЗУ, поддержка BLE, ANT, Thread, Zigbee, NFC
- Радиочастотное решение со встроенной антенной
- BT840X: антенна на печатной плате
- BT840XE: антенный разъем u.FL
- Сертифицировано с антенной ANT000 0 дБи – бюджет канала: 137 дБ (между парой модулей)
- Сертифицировано для антенны ANT060 6 дБи. бюджет канала: 129 дБ (между парой модулей)
- Усилитель мощности для увеличения мощности передачи до +21 дБм и чувствительности приемника
- Ввод/вывод и периферия
- 12-битный АЦП 200 KPS
- 3x SPI Master/Slave, 8 Мбит/с
- 2x 2-проводной ведущий/ведомый, совместимый с I2C
- UART
- Квадратурный демодулятор (QDEC)
- Аудио интерфейс I2S
- Интерфейс цифрового микрофона
- Периферийные устройства — датчик температуры, общий компаратор, компаратор малой мощности, генератор случайных чисел.
- 20-канальное программируемое периферийное соединение (PPI), не зависящее от процессора
- 5х 32-битных, 3х 24-битных счетчика реального времени
- Безопасность — 128-битное аппаратное шифрование AES
- Отладка — последовательная отладка проводов (SWD)
- Напряжение питания — от 1,7 В до 5,5 В
- Размеры — 28 х 15 х 1,9 мм
- Температурный диапазон – от -40°C до +85°C
- Сертификаты – FCC, IC, CE, RCM
Модуль BT840X продается за 12,50 долларов при заказе от 1 тысячи единиц, а BT840XE — за 12,75 долларов плюс антенна, которая добавляет 5 или 6 долларов.
Компания также предоставляет оценочные комплекты EV-BT840X и EV-BT840XE с двумя платами за 120 и 132 доллара США (включая антенны ANT060), соответственно. Подробнее о модулях и оценочных платах можно узнать на странице продукта.
Выражаем свою благодарность источнику из которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.
Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.