Hallo Forum,
ich möchte euch vorwarnen: Im folgenden Gebiet stehe ich noch ganz am
Anfang und mir fehlt vermutlich einiges an Grundwissen. Es kann sein,
dass ich Begriffe verwechsel und oder Sachverhalte falsch darstelle.
Ich habe bereits für einige Bastelprojekte Mikrocontroller in Assembler
programmiert (Atmega 8). Nun möchte ich mich an die drahtlose
Kommunikation wagen. Ich habe versucht mich im Internet ein bisschen
einzulesen, aber ich fühle mich erschlagen von der Vielfalt der
Möglichkeiten.
Ich muss dazu sagen, dass ich die Dinge gerne genau verstehe, bevor ich
mich für ein System entscheide und mich entschließe dieses zu benutzen.
Mir ist klar, dass es "Funkmodule" gibt, die über UART angesteuert
werden und meine Daten verschlüsseln, damit die von einem zweiten
"Funktmodul" wieder entschlüsselt werden. Ich würde allerdings gerne
verstehen, was zwischen diesen "Funkmodulen" abläuft.
Ich fange jetzt einfach mal an die Abläufe so zu beschreiben, wie ich
sie verstanden habe:
Physikalisch:
Ich erzeuge elektromagnetische Wellen ("Funkwellen"), indem ich einen
Strom durch einen elektrischen Leiter (Antenne) fließen lasse. Die
Häufigkeit, mit der der Strom ein- und ausgeschaltet wird, ergibt die
Trägerfrequenz, mit der die Funkwelle übertragen wird. Die Länge der
Antenne (abhängig von der Wellenlänge) und die höhe des Stroms bestimmen
die Intensität / Reichweite der Funkwelle. Der Empfänger empfängt an
seiner Antenne diese Funkwellen und wandelt sie in Strom / Spannung um.
Durch diverse Filter werden die Störwellen rausgefiltert und nur die
angestrebte Wellenlänge wird durchgelassen.
Ist das bis hierhin richtig?
Informationsübertragung:
Die Trägerwelle (mit der Trägerfrequenz) wird über zeitweises Ein- und
Ausschalten moduliert, um somit Informationen zu übertragen.
So und hier wird mein Wissen jetzt sehr dünn:
Funkstandard:
Definiert, welche Frequenz die Trägerwelle haben muss und wie eine 1
bzw. eine 0 im Signal moduliert wird?
Netzwerkprotokoll:
Falls mehrere Teilnehmer im gleichen Netzwerk über denselben
Funkstandard miteinander kommunizieren sollen, bestimmt das
Netzwerkprotokoll, wie sich die Teilnehmer authentifizieren müssen und
in welcher Reihenfolge sie kommunizieren?
Wozu gehören jetzt WLAN, Bluetooth, ZigBee etc.? Wenn ich jetzt keinen
speziell geeigneten IC für WLAN verwenden möchte, sondern die
Datenübertragung von Anfang an mit einem Mikrocontroller durchführen
lassen würde, wo kann ich dann nachlesen, wie das
Kommunikationsprotokoll auszusehen haben soll?
Sorry ich weiß, dass ich hier etwas wirr werde, aber eine ausgiebige
Recherche im Internet / Wikipedia hat mir jetzt nicht diese
Informationen geliefert. Vielleicht fehlen mir nur die richtigen
Schlagworte. Wenn mir jemand gute Artikel zu dem Thema empfehlen kann
(oder Skripte) werde ich sie mir gerne durchlesen.
Also vielen Dank bis hierhin und liebe Grüße
René
Hallo,
im Prinzip und ganz grob hast Du die Sachverhalte schon in etwa richtig
aufgefasst. Um genau zu werden müßte man nun jedes Detail extra
erklären.
Bei den einfachen Funkmodulen wird meistens ASK (amplitude shift keying)
und/oder FSK (frequency shift keying) angewendet. GFSK und LORA gibt es
auch. Das ist nichts anderes als digitale Amplitudenmodulation oder
Frequenzmodulation. Nachzulesen unter "digitale Modulationsverfahren"
Jedenfalls WLAN und Bluetooth wird niemand ohne spezielles IC mittels
"gewöhnlichem" Funkmodul nachempfinden. Dafür sind die Verfahren zu
kompliziert.
Normale Funkmodule haben UART-Anschluß oder SPI-Anschluß für den
schnellen Bus, den viele Mikrocontroller mitbringen. Also ich bevorzuge
immer diejenigen mit SPI. Diese Module verstehen Befehle und man kann
somit einstellen, in welcher Betriebsart das Modul arbeiten soll, kann
die Datenrate einstellen und sendet, indem in ein bestimmtes Register
geschriebn wird oder empfängt, indem aus einem bestimmten Register
gelesen wird.
Einfache Vertreter dieser Kategorie, z.B.:
RFM12, RFM75.
Oder wer 128 Register richtig einstellen möchte, nimmt RFM23.
Was man damit anstellen kann, steht wie immer im Datenblatt, sofern man
in der Lage ist, dieses zu verstehen.
MfG
Kibo schrieb:> Die> Häufigkeit, mit der der Strom ein- und ausgeschaltet wird, ergibt die> Trägerfrequenz
So ungefähr.
Da muss der "Digitaliker" auch mal analog denken lernen.
Es ist eine Wechselspannung ( Sinus ).
Strom ein und aus geht auch, erzeugt aber unmengen von Oberwellen (
Funkstörungen ).
Was Du haupsächlich suchst, ist das Verständnis von Modulationsarten.
Das Übertragen von digitalen Informationen ist dabei nur eine von vielen
Möglichkeiten.
Bei FM ( UKW Radio -nicht DAB!- ) ist es die Veränderung der
Trägerfrequenz mit dem NF Signal.
Bei AM wird die Leistung des Trägers mit dem Nutzsignal ( Information )
moduliert.
Das sind die Grundlegenden Modulationsarten.
Alles Andere ( FSK, ASK ) baut darauf auf.
Denn physikalisch betrachtet kann man die Trägerwelle nur in der
Leistung oder in der Frequenz verändern.
Es gibt auch noch die Phasenmodulation, die sich aber eng an die
Eigenschaften der Frequenzmodulation anlehnt.
Christian S. schrieb:>Bei den einfachen Funkmodulen wird meistens ASK (amplitude shift keying)>und/oder FSK (frequency shift keying) angewendet. GFSK und LORA gibt es>auch. Das ist nichts anderes als digitale Amplitudenmodulation oder>Frequenzmodulation. Nachzulesen unter "digitale Modulationsverfahren"> Jedenfalls WLAN und Bluetooth wird niemand ohne spezielles IC mittels> "gewöhnlichem" Funkmodul nachempfinden. Dafür sind die Verfahren zu> kompliziert.
Okay, ich schätze dann mal, dass für die allermeisten Projekte keiner
mehr selbst die Modulation des Signals realisieren wird, sondern man
immer auf die ICs zurückgreifen wird. Selbst bei "gewöhnlichen"
Funkmodulen...
Und danke für die Schlagwörter, dann weiß ich wo ich weiterlesen kann
Stefan M. schrieb:> Das sind die Grundlegenden Modulationsarten.> Alles Andere ( FSK, ASK ) baut darauf auf.
Ok, ich werde die Modulationsarten mal recherchieren.
Christian S. schrieb:> Das Protokoll überlegt man sich in der Regel selbst. Hier ein Beispiel,> wie das gemacht werden kann:> Beitrag "bidirektionale RS232 Funkbrücke mit RFM12">> oder Grundlagen:> https://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/0211195.htm>> MfG
Danke für die Links! Sehr interessant! Ok, du hast in der ersten Version
über UART Zeichen gesendet, die vom RFM12 verschlüsselt und auf der
Empfangsseite wieder vom RFM12 entschlüsselt wurden. Du hast dann also
selbst definiert in welcher Form der Empfangs-Mikrocontroller die Pakete
"erwartet". Und das kann man dann weiter treiben mit Rückantwort usw.
Klingt gut.
Mit dem Modul MRF89XA von Microchip kann man sehr viel über
Funktechnologien lernen.
(verschieden Modulationsverfahren, Datenübertragung und Datensicherung)
Das Datenblatt 70622B.pdf beschreibt die Übertragungsverfahren und deren
Realisierung im Chip.
Bei der Überschrift fiel mir erst mal Graf Bobby ein:
Wie funktioniert Telegrafie? - Ja da stellen wir uns eine gaaanz langen
Dackel vor. Wenn man dem hinten in Wien auf den Schwanz tritt, bellt er
vorne in Berlin. - Ah ja. Und drahtlose Telegrafie? - Ganz genauso. Nur
ohne Dacḱel.
Die elektromagnetischen Wellen kommen tatsächlich ohne Dackel oder
andere Materie aus, sie sind reine Energie, die sich vom Sender aus mit
Lichtgeschwindigkeit im Weltall verteilen. Der Empfänger pickt sich
einen winzigen Teil davon heraus. Um Information aufzumodulieren kann
man nur die beiden Parameter Amplitude und Phase variieren. Alle
Modulationsarten beruhen darauf.
