tiểu luận angten truyền sóng một số sản phẩm liên quan đến truyền sóng bằng các module và anten trên

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢIHỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>LỜI CẢM ƠN</b>

Để hoàn thành tiểu luận này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:Ban giám hiệu trường Học viện Hàng khơng Việt Nam vì đã tạo điều kiện vềcơ sở vật chất với hệ thống thư viện hiện đại, đa dạng các loại sách, tài liệuthuận lợi cho việc tìm kiếm, nghiên cứu thơng tin.

Xin cảm ơn giảng viên bộ môn - Thầy Triệu Vân Trung đã giảng dạytận tình, chi tiết để tơi có đủ kiến thức và vận dụng chúng vào bài tiểu luậnnày.

Do chưa có nhiều kinh nghiệm làm đề tài cũng như những hạn chế vềkiến thức, trong bài tiểu luận chắc chắn sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót.Rất mong nhận được sự nhận xét, ý kiến đóng góp, phê bình từ phía Thầy đểbài tiểu luận được hồn thiện hơn.

Lời cuối cùng, tơi xin kính chúc thầy nhiều sức khỏe, thành công vàhạnh phúc.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>LỜI CAM ĐOAN</b>

Tôi xin cam đoan báo cáo tiểu luận này là cơng trình nghiên cứu củabản thân, được đúc kết từ quá trình học tập và nghiên cứu thực tiễn trongthời gian qua. Các thông tin và số liệu được sử dụng trong báo cáo tiểu luậnnày là hoàn toàn trung thực.

Tp.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 SINH VIÊN THỰC HIỆN

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

⦁ Ý thức thực hiện:⦁ Nội dung thực hiện:⦁ Hình thức trình bày:⦁ Tổng hợp kết quả:

Điểm bằng số: Điểm bằng chữ:

Tp. Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2023GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT VỀ CÁC LOẠI BO MẠCH TRUYỀN SÓNG</b>

<b> 1. RF Zigbee UART</b>

- Mạch thu phát RF Zigbee UART CC2530+PA V2 sử dụng IC CC2530 từ TI + với tầng khuếch đại công suất PA CC2591 cho khoảng các truyền nhận rất xa, điều khiện lư tưởng có thể đạt tới 1000m, mạch được lập trŠnh sẵn firmware để có thể dễ dàng sử dụng như một module truyền nhận dữ liệu không dây chuẩn Zigbee với giao tiếp UART rất dễ kết nối với vi điều khiển hoặc máy tính (thơng qua cáp chuyển USB-UART) với chỉ một vài bước config bằng nút nhấn.

- Mạch thu phát RF Zigbee UART CC2530+PA V2 có khoảng cách truyền nhận xa, chuẩn truyền sóng Zigbee 2.4Ghz chuẩn cơng nghiệp rất ổn định vàcó khả năng cấu hŠnh tạo thành mạng truyền nhận không dây với nhiều nút, điểm mạng khác khau qua giao thức Zigbee.

Thông số kỹ thuật:

- Mạch thu phát RF Zigbee UART CC2530+PA V2.

- IC chính RF Zigbee SoC CC2530 từ TI, khuếch đại công suất PA CC2591.- Điện áp sử dụng: 2.8 - 3.5VDC

- D“ng tiêu thụ: < 30mA

- Chuẩn truyền sóng Zigbee 2.4Ghz.- Tốc độ truyền sóng tối đa 3300bps.- Cơng suất truyền: 20dbm

- Khoảng cách truyền lư tưởng: 1000m.

- Giao thức kết nối UART TTL 3.3V, Baudrate tối đa 115200.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

HŠình 1 Mạch thu phát RF Zigbee UART CC2530+PA V2

- Cự ly truyền phụ thuộc vào nhiều yếu tố: như tần số truyền (tần số càng thấp truyền càng xa); độ ẩm khơng khí hoặc tính đồng nhất của mơi trường truyền, phân cực sóng, cơng suất phát (dBm), độ nhạy máy thu (dBm) v.v…*Bộ thu

- Model: MX-05V- Điện áp hoạt động: 5VDC- D“ng hoạt động: 4mA - Tần số thu: 433Mhz

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

- Kích thước: 30 * 14 * 7mm

- Anten cần lắp thêm: dài 32cm đơn lơi, có thể cuộn tr“n.*Bộ phát

- Model: MX-FS-03V

- Khoảng cách khơng có Anten: 20-30CM

- Tùy thuộc vào Anten Và Môi Trường Truyền. Khoảng cách từ 50-100M. Có thể đạt tới khoảng cách 500M (điện áp cấp càng cao, truyền càng xa)- Điện áp cấp: 3.5-12VDC

- Kích thước: 19*19mm- Tốc độ truyền: 4Kb/s

- Cơng suất truyền: 10mW - Tần số truyền: 433Mhz

- Anten cần gắn thêm: dài 25cm đơn lơi có thể cuộn tr“n- Thứ tự chân: DATA, VCC, GND.

HŠình 2: Bộ thu phát RF 433MHz

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>2.1 Nguyên lý hoạt động của RF 433MHz</b>

<b>2.1.1 Khối phát</b>

- Tín hiệu thơng tin tần số thấp (Low frequency information signal) là tín hiệu chúng ta cần truyền đi như giọng nói, hay nút bấm remote (on/off) v.v… được được đưa đến bộ điều chế (Modulator) cùng với tín hiệu sóng mang tần số cao (high frequency carrier).

- Sau khi điều chế được đưa lên tầng khuếch đại (Amplifier) để bức xạ ra khơng gian nhờ anten.

HŠình 3: Ngun lý hoạt động của khối phát

<b>2.1.2 Khối thu</b>

- Sau khi truyền qua khoảng không gian vào anten nhờ bộ cộng hưởng, tín hiệu RF 433Mhz đă suy giảm sức mạnh (Biên độ sóng suy giảm) nên cần đi qua mạch khuếch đại.

- Tín hiệu sau bộ khuếch đại đủ rơ ràng để đưa qua bộ giải điều chế (Demodulator). Sóng mang 433Mhz bị loại bỏ tín hiệu thơng tin tần số thấp được khuếch đại (Amplifier) lên đủ lớn đến mức giao tiếp để đến đầu ra.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

HŠình 4: Nguyên lý hoạt động của khối thu

<b>3. RF NRF24L01 2.4Ghz </b>

- Module thu phát RF NRF24L01 2.4Ghz có nhiều cải tiến so với chip NRF24L01 cũ về tốc độ truyền, khoảng cách, độ nhạy, bổ sung thêm pipelines, buffers, và tính năng auto-retransmit nhưng vẫn tương thích ngượcvới phiên bản cũ về cách sử dụng… Module thu phát NRF24L01+ hoạt độngtrên dải tần 2.4GHz và sử dụng giao tiếp SPI, khoảng cách tối đa trong điều kiện không vật cản lên đến 100m.

<b>THÔNG SỐ MODULE THU PHÁT RF NRF24L01 </b>

- Điện thế hoạt động: 1.9V – 3.6V- Có sẵn anten sứ 2.4GHz.

- Truyền được 100m trong môi trường mở với 250kbps baud.- Tốc độ truyền dữ liệu qua sóng: 250kbps to 2Mbps.- Tự động bắt tay (Auto Acknowledge).

- Tự động truyền lại khi bị lỗi (auto Re-Transmit).

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

- Multiceiver – 6 Data Pipes.

- Bộ đệm dữ liệu riêng cho từng kênh truyền nhận: 32 Byte separate TX and RX FIFOs.

- Các chân IO đều chịu được điện áp vào 5V.

- Lập trŠnh được kênh truyền sóng trong khoảng 2400MHz đến 2525MHz (chọn được 125 kênh).

- Thứ tự chân giao tiếp: GND, VCC, CS, CSN, SCK, MOSI, MISO, IQR.

HŠình 5 Module thu phát RF NRF24L01 2.4Ghz

<b>4. RF HC-12 giao tiếp UART TTL 433MHz</b>

- Mạch thu phát RF UART SI4463 433Mhz HC-12 khoảng cách 1Km có thểdễ dàng cài đặt và sử dụng, giao tiếp bằng giao thức UART với khoảng cách xa 1km (lư tưởng theo thông số nhà SX), dễ dàng ứng dụng vào các thiết bị điều khiển từ xa, xe điều khiển từ xa, thu thập thông tin cảm biến từ khoảng cách xa,... module hoạt động ở tần số 433MHz.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Thông số kỹ thuật:- Điện áp: 3.2 - 5.5V

- Khoảng cách hoạt động : khoảng 600m, có thể đạt 1000m. Tốc độ truyền: 5000bps trong khơng khí.

- D“ng cấp: 16mA (ở chế độ chờ).

- Tần số hoạt động: 433.4 - 473.0MHz cơng suất phát tối đa 100mW (có thể cài đặt)

- Kích thước: 27.8mm × 14.4mm × 4mm

- Cài đặt mặc định: chế độ FU3, tốc độ 9600bps, kênh CH001 (433.4MHz).

HŠình 6: Mạch thu phát RF UART SI4463 433Mhz HC-12

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>CHƯƠNG 2: ANGTEN1. Khái niệm:</b>

- Ăng-ten là một linh kiện điện tử có thể bức xạ hoặc thu nhận sóng điện từ.Có nhiều loại ăngten: ăngten lưỡng cực ăngten mảng ăngten đẳng, ,

hướng, ăngten định hướng... Trong một hệ thống thông tin vơ tuyến, ăng-tencó hai chức năng cơ bản. Chức năng chính là để bức xạ các tín hiệu RF từmáy phát dưới dạng sóng vơ tuyến hoặc để chuyển đổi sóng vơ tuyến thànhtín hiệu RF để xử lý ở máy thu.

- Chức năng khác của ăngten là để hướng năng lượng bức xạ theo một haynhiều hướng mong muốn, hoặc "cảm nhận" tín hiệu thu từ một hay nhiềuhướng mong muốn còn các hướng còn lại thường bị khóa lại. Về mặt đặctrưng hướng của ăngten thì có nghĩa là sự nén lại của sự phát xạ theo cáchướng không mong muốn hoặc là sự loại bỏ sự thu từ các hướng khôngmong muốn. Các đặc trưng hướng của một ăng-ten là nền tảng để hiểu ăng-ten được sử dụng như thế nào trong hệ thống thông tin vơ tuyến. Các đặctrưng có liên hệ với nhau này bao gồm Tăng ích tính định hướng, , mẫu bứcxạ (ăng-ten), và phân cực. Các đặc trưng khác như búp sóng, độ dài hiệudụng, góc mở hiệu dụng được suy ra từ bốn đặc trưng cơ bản trên. Trởkháng đầu cuối (đầu vào) là một đặc trưng cơ bản khác khá quan trọng. Nócho ta biết trở kháng của ăng-ten để kết hợp một cách hiệu quả công suấtđầu ra của máy phát với ăng-ten hoặc để kết hợp một cách hiệu quả côngsuất từ ăng-ten vào máy thu. Tất cả các đặc trưng ăngten này đều là một hàmcủa tần số.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Hình 7: Ăng ten

<b>2. Phân loại:</b>

- Ăng ten ăng ten một chiều và ăng ten hai chiều:

+Ăng ten dây một chiều bao gồm nhiều thành phần, chẳng hạn như dây hoặcđược sử dụng trên đường dây điện thoại, hoặc một số hình dạng khéo léo,giống như dây cáp trên TV trước khi sử dụng tai thỏ cũ. Anten đơn cực vàanten một chiều hai giai đoạn hai cơ bản.

- Ăng-ten có kích thước đa dạng, dạng tấm (kim loại hình vng), dạngmảng (mơ hình hai chiều của một bó mơ tốt), cũng như hình cái kèn, đĩa.- Ăng ten theo ứng dụng có thể được chia thành:

- Ăng ten trạm cầm tay, ăng ten ô tô, ăng ten cơ sở ba loại.

+ Bộ phận cầm tay dùng cho mục đích cá nhân Ăng ten máy bộ đàm cầm taylà loại ăng ten, ăng ten cao su thông thường và ăng ten rồi chia làm hai loại.+ Ăng-ten xe thiết kế ban đầu được gắn trên ăng-ten thông tin liên lạc củaxe, phổ biến nhất là ăng-ten hút rộng rãi nhất. Cấu trúc ăng-ten của xe cũngcó một phần tư sóng ngắn, một cảm giác của loại thêm trung tâm, bước sóngnăm phần tám, các dạng ăng-ten nửa bước sóng kép.

+ Ăng ten trạm gốc trong toàn bộ hệ thống thơng tin liên lạc có vai trị rất

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

quan trọng, đặc biệt là trung tâm thông tin liên lạc của các trạm thông tinliên lạc. Ăng ten trạm gốc sợi thủy tinh thường được sử dụng có ăng ten độlợi cao, ăng ten mảng Victoria (tám ăng ten mảng vòng), ăng ten địnhhướng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<b>CHƯƠNG 3. MỘT SỐ SẢN PHẨM LIÊN QUAN ĐẾN TRUYỀNSÓNG BẰNG CÁC MODULE VÀ ANTEN TRÊN3.1 Sơ đồ nguyên lý</b>

<b>3.1.1 Mạch phát</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<b>3.1.2 Mạch thu</b>

<b>3.2 Thiết kế bằng phần mềm Orcad</b>

<b>3.2.1 Mạch phát </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<b>3.2.2 Mạch thu</b>

</div>