Модуль WiFi 2,4 ГГц вызывает помехи в модуле радиочастотного приемника 433 МГц

У меня есть прототип платы с двумя радиочастотными модулями: модуль Wi-Fi 2,4 ГГц (ESP-01) и недорогой модуль радиоприемника 433,92 МГц (Wenshing RWS-371F-6). Мой передатчик 433 МГц (пульт дистанционного управления) отправляет данные, закодированные в Манчестере, для декодирования приемником, эта часть работает хорошо. Скорость передачи данных составляет 2000 бит в секунду, и я использую SAW-рессонатор 433,92 МГц на прототипе платы дистанционного управления. Частотомер у меня есть, и его частота передачи ровно 433,9МГц постоянно. Когда модуль ESP-01 не подключен к плате, я могу управлять реле платы с расстояния 50 метров короткими нажатиями на кнопки пульта, и оно почти всегда срабатывает на этом расстоянии (для управления реле) . Когда модуль ESP-01 подключен к плате, производительность RF 433 МГц очень плохая. Например, с расстояния всего 5 метров мне приходится долго нажимать на кнопку, чтобы управлять реле, и иногда оно не работает. И с модулем ESP, подключенным к плате, он никогда не работает, делая короткие нажатия на кнопку, как работает, когда модуль ESP-01 не подключен к плате...

Как видно на фото, я тестировал модульную антенну 433МГц со спиральным и прямым проводом (17,3см и 13см), а с проводом 13см результат еще хуже.

Эта плата имеет питание 12 В (100 кГц - LNK626DG), которое генерируется от сети, затем 12 В уменьшается до 5 В (7805) и 3,3 В (LM1117IMP-3.3), два линейных стабилизатора напряжения. На плате также есть заземляющий слой, общий для всех.

Единственное, что подключено к выходу 5 В, это радиочастотный приемник 433 МГц. На входе регулятора 5В у меня стоит керамика 100нФ, на выходе 10мкФ керамика 0805 16В, а на двух выводах питания 5В модуля 433МГц у меня керамика 100нФ.

ESP-01 питается от регулируемого напряжения 3,3 В (на следующем прототипе этот источник питания будет заменен понижающим преобразователем на 1,5 МГц). На выходе этого регулятора у меня есть один керамический конденсатор 22 мкФ, а очень близко к выводу 3,3 В модуля ESP у меня есть 2 керамических конденсатора по 22 мкФ 0805 10 В.

В эту плату также можно подключить модуль bluetooth, например HC-05 (Bluetooth тоже 2,4 ГГц) вместо ESP-01, и когда модуль BT подключен к плате и работает, он не вызывает помех на радиочастота 433 МГц, как у модуля ESP, возможно, из-за маломощной радиочастоты bluetooth.

Я заметил, что выход 3,3 В находится на одном краю печатной платы, а разъем ESP - на другом краю печатной платы...

Кто-нибудь знает, возможно ли на моей плате иметь хорошую производительность на частоте 433 МГц и одновременно использовать модуль ESP? Потому что на моей плате модуль ESP, похоже, вызывает помехи в приемной способности модуля 433 МГц.

Почему возникают эти помехи? И что можно сделать, чтобы решить?

Это проблема макета?

Спецификация модуля приемника 433 МГц: www.web66.com.tw/_file/C3/31776/Dfile/1402897191832file.pdf?t=2019091807

С уважением.

Вы проверили, нормально ли работает сам модуль ESP? Проверяли ли вы напряжение питания и т. д. на модулях (ESP и приемник 433 МГц) при возникновении этой проблемы?
ESP работает отлично, я сделал с ним веб-сервер, и он работает нормально. Я подключил прицел непосредственно к контактам VCC и GND радиочастотного модуля 433 МГц, и сигнал очень хороший (прямой), а напряжение 5 В хорошее независимо от того, подключен ли ESP или нет к плате. Сигнал на 3,3В ESP тоже в порядке. На ресивере 433МГц проблема постоянная, а результат сказать просто, то есть если ESP есть, то 433 плохо, если ESP нет, то 433 хорошо.
Эти маленькие модули 433 МГц, как известно, ужасны, особенно приемники. Не говорю, что это ваша единственная проблема, но вы должны знать, что маленькие дешёвые - довольно мусор.
Не могли бы вы поделиться файлами дизайна вашей прототипной платы (схема, печатная плата), чтобы любой мог видеть, какие ресурсы используются совместно между ESP и модулем 433 МГц?
Размещение антенны на печатной плате рядом с трансивером — не лучшая идея. Насколько я могу судить, магнитное поле катушки проходит прямо через антенну... И, конечно же, только этот радиомодуль вызывает проблемы. Оказывается, вы получаете то, за что платите.

Ответы (3)

Ваш модуль приемника 433 МГц имеет триммер в ВЧ-катушке и не имеет кристалла, что говорит о том, что это сверхрегенеративный тип. Они имеют плохую избирательность и поэтому подвержены помехам на других частотах. Он также не имеет экранирования, поэтому сильный радиочастотный сигнал может «прорваться» и попасть на активные компоненты на плате. Антенна ESP-01 находится менее чем в 10 мм от антенны 433 МГц, поэтому высока вероятность помех.

Первое, что я бы сделал, это повернул ESP-01 на 180° или установил его вертикально, чтобы его антенна находилась дальше от приемника 433 МГц. Я бы также рассмотрел возможность использования супергетеродинного приемника 433 МГц с более высокими характеристиками , ориентированного так, чтобы его антенна находилась как можно дальше от ESP-01, и с экранированием вокруг него, если оно еще не экранировано.

Ваш заземляющий слой можно улучшить, переместив его в верхнюю часть платы и проложив больше проводов внизу. Таким образом, он может действовать как экран, предотвращающий попадание ВЧ от ESP-01 в дорожки, идущие к другим частям схемы.

Вы имеете в виду что-то вроде этого? Могу купить пару на пробы... produto.mercadolivre.com.br/…
Если я заменю свой "суперрегенеративный" модуль на "супергетеродинный" (как модуль по ссылке выше), нужно ли будет менять и дизайн пульта? Чтобы работать?
Да, этот модуль должен нормально работать с вашим передатчиком.
Этот вопрос может относиться к этой теме: Почему супергетеродин должен быть лучше, чем суперрегенеративный?

Как уже упоминалось, регенеративные приемники общеизвестно ужасны.

Но даже строя что-то для приема сигналов OOK с хорошим радиоприемником передачи данных суб-ГГц, как продают Ti, SiLabs и т. д., вам все равно нужно беспокоиться о местных источниках шума.

Разделите всю мощность и сигналы между радио и цифровыми схемами с помощью фильтров нижних частот, таких как ферритовые шарики SMD. Если у вас есть отладочный последовательный кабель, особенно разъедините его.

Избегайте использования импульсного источника питания, если вы должны начать с него, используйте линейный стабилизатор.

Это не теоретические догадки, а проблемы, обнаруженные при создании устройства такого типа.

И наоборот, при разумном протоколе маловероятно, что Wi-Fi-радио будет передавать, пока вы пытаетесь получить, и это не так вероятно (по крайней мере, с хорошим суб-ГГц-радио), чтобы быть проблемой, как можно было бы предположить.

У меня должно быть несколько ферритовых шариков SMD, чтобы провести тесты. В случае этого модуля приемника 433 МГц он имеет 8 контактов, 3 контакта подключены к GND, 2 контакта подключены к 5 В, 1 контакт - антенна, 1 контакт - цифровой выход, а оставшийся контакт плавающий (это линейный/аналоговый выход). Тогда вы рекомендуете установить феррит последовательно между цифровым выходом и микроконтроллером и последовательно с двумя контактами, которые подключены к шине 5 В? Все эти ферриты возле контактов модуля 433 МГц? Я могу попробовать это завтра... Спасибо за вашу помощь!
Между цифровым выходом модуля 433 МГц и входом MCU есть резистор 1K, потому что модуль питается от 5 В, а MCU от 3,3 В. Нужен ли в этом случае дополнительный феррит?

Чтобы найти первопричину помех, используйте уже предложенные методы для изоляции кондуктивного шума с помощью ферритовых дросселей и излучаемого тактового шума с помощью фиктивного экрана, чтобы изолировать связь.

Это может быть заземленная «банка», надетая на защитный изолятор только для ослабления излучаемых электромагнитных помех, например, от гармоник прямоугольных часов 26 МГц. Если это улучшает прием, то вы знаете, что причиной является близость и излучаемые электромагнитные помехи.

введите описание изображения здесь

Я не понял, какие тесты мне нужно сделать. Куда мне добавить ферритовую бусину? Последовательно с сигналами VCC модуля 433? Я не понял насчет фиктивного шилда и где его нужно разместить, а также нужно ли его подключать к GND. Не могли бы вы объяснить больше? Спасибо за вашу помощь, но у меня меньше знаний о РФ.
Изолируйте ESP-01 от создания помех. (1) отрезать +5 В и добавить РЧ-дроссель поперек разреза перед конденсаторами (2) включить излучаемые электромагнитные помехи (остановить часы или заблокировать излучаемые шумы часов). Как экранировать электромагнитные помехи? крошечная клетка Фарадея в банке, заземленная через ESP-01 Или сделайте удлинительный ленточный кабель, чтобы отодвинуть карту от 433 МГц ccts.
Я сделал несколько тестов. Я поставил ферриты последовательно на контакты 5V модулей, перед конденсаторами, и также имел плохой результат с приемом 433 МГц, когда модуль ESP подключен к плате.
Поэтому я использовал 8-жильный кабель, чтобы сделать модуль ESP примерно на 15 см (~6 дюймов) дальше от того места, где он обычно устанавливается на плате. Результат: ухудшился прием и на частоте 433 МГц.
Это подразумевает близость и излучаемые помехи (экранируйте его)
Итак, я взял эту тестовую плату и отключил от нее ESP, после чего прием на частоте 433 МГц был отличным. Поэтому я поместил этот же модуль ESP на вторую тестовую плату (которая имеет ту же схему, что и первая, но не такую ​​же компоновку), и я разместил ESP второй платы рядом с антенной 433 МГц на первой плате. То есть первая плата без подключенного ESP, а вторая плата на боку, с подключенным и работающим ESP.
В этом случае Wifi/ESP и 433 RF находились в разных цепях, и помехи все равно возникали. При включении второй платы прием 433МГц первой платы хуже, если выключить вторую плату, прием 433МГц работает отлично..
На следующей неделе куплю две модели супергетеродинных модулей 433МГц, с такой же распиновкой, как у нынешнего. Один из них от Holtek. В техническом описании указано, что это «модуль приемника с низкой ПЧ OOK».
Если у вас нет способа измерить излучаемую радиочастоту с помощью анализатора спектра и проволочной петли или прямого короткого провода, вам потребуется опыт, чтобы добавить необходимую изоляцию, как это делается в вышках сотовой связи. Ориентация, разделение и экранирование всех вопросов
Модуль WiFi 2,4 ГГц вызывает помехи в модуле радиочастотного приемника 433 МГц
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v