m09-08 теория 6 мин

Радио: Wi-Fi, BLE, 433 МГц, LoRa

Радио в микроконтроллере — это не «магия», а выбор между дальностью, скоростью, потреблением и ценой.

Wi-Fi (2.4 ГГц): 30–50 м внутри помещения, скорость десятки Мбит/с, потребление высокое (ESP32 в передаче 150–240 мА). Подходит для устройств, которые передают данные часто и питаются от сети.

Bluetooth (BLE): 10–30 м, скорость низкая (килобиты), потребление низкое (единицы мА, в сне микроамперы). Подходит для датчиков на батарейке и связи с телефоном.

433/868 МГц (OOK/FSK): 100–500 м на открытом пространстве, скорость 1–10 кбит/с, очень дешёвые модули (FS1000A, XY-MK-5V). Подходит для пультов, простых датчиков, но помехоустойчивость низкая, и каналы общие.

LoRa (433/868/915): 2–15 км на открытом пространстве, скорость 0.3–37 кбит/с, потребление низкое. Подходит для датчиков на улице, сельского хозяйства, счётчиков. Требует шлюза.

Что влияет на дальность: антенна (длина, расположение, металл рядом), высота, препятствия, мощность передатчика (обычно 10–20 дБм), чувствительность приёмника, скорость (ниже скорость — больше дальность).

Практика:

— Не клади антенну на металл и не экранируй корпусом.
— Для BLE и Wi-Fi оставь зазор хотя бы 5 мм вокруг антенны.
— Для LoRa/433 антенна должна быть четверть волны: 17 см для 433 МГц, 8.2 см для 868.
— Питание: импульсный ток при передаче требует конденсатора рядом.

Выбор по задаче: телефон рядом — BLE; интернет — Wi-Fi; дальний датчик на батарейке — LoRa; пульт за 20 рублей — 433.

Зачем

Радио определяет архитектуру устройства и срок жизни батарейки; выбор неверного варианта переделывает проект.

Сделай сейчас

Посчитай длину четвертьволновой антенны для 433 и 868 МГц. Ответ: 17.3 см и 8.6 см. Сравни с тем, что стоит на твоём модуле.

Проверь себя

Почему LoRa передаёт дальше Wi-Fi при меньшей мощности?

У неё узкая полоса и расширение спектра: сигнал можно принять ниже уровня шума, а низкая скорость даёт большую энергетику на бит. Wi-Fi жертвует дальностью ради скорости.

Пройти тест 5 заданий
0 из 102 · 0%
Источники
  1. Wikipedia: Bluetooth Low Energy
    BLE
  2. Wikipedia: LoRa
    LoRa и дальность
Входит в маршруты
Автономное устройство
Теги
радио wifi ble lora