Nuvarande kretsar, det är väldigt smickrande att alls kalla dom radio, det är det sämsta som går tillverka och hittas i de allra billigaste leksakerna.
De är frekvensinstabila, påverkas av spänning och last av antenn.
Avsevärt bättre radio-kretsar med 10000 gånger bättre räckvidd kostar en del, kanske 10 gånger mer, då dessa skräp-kretsar brukar säljas för 5 kr stycket.
CC1101 och dess efterföljare, tillverkade av TI, brukar säljas för en 50-lapp på AliX och de har ungefär så pass mycket längre räckvidd, dvs 10 tusen gånger längre räckvidd. Ingen överdrift utan snarast tvärs om.
Även som ovan föreslaget, Hope Rfm69 är en modern radio med moderna prestanda.
Nackdelen med att köpa denna dessa lite mer kvalificerade radios på naket PCB är att man måste själv programmera upp den till vad man vill att den ska göra, modulationstyp och bandbredd.
Är det för komplicerat så finns färdiga radio-lösningar att köpa, fast då ryker prislappen upp en hundring.
Ett steg mitt emellan är att köpa ett färdigt utvecklingskit inklusive färdig programvara för olika funktioner:
https://www.aliexpress.com/item/1005003505105967.html
Valet av radio påverkas av vad man vill överföra, data-signal för att aktivera summer eller är det ljud-kanal som efterfrågas?
Med lågpris leksaker så är får man vara nöjd med om de klarar 10 meters kommunikation.
Praktiska test visar att en CC1101 klara långa avstånd så länge den har anständig antenn och fri sikt.
Denna video visar att kommunikationen fortfarande fungerar på 10 mils avstånd.
Det är inget unikt experiment utan en typisk räckvidd som man kunnat förbättrat avsevärt med bättre antenn. Det hade inte givet så mycket längre räckvidd men givit högre störmarginaler.
Videon är gammal så den där använda CC1101 är har numera fler efterföljande varianter och det finns många andra fabrikat, t,ex. Silicone Labs, som har radioi-kretsar som ger liknande prestanda.
För lång förbindelse krävs fri sikt mellan antennerna, och därmed hög höjd för att motverka effekten av jordens krökning som förhindra den fria sikten om man är i marknivå.
Om man befinner sej på marknivå så är 10-60 km mer normal räckvidd vid fri sikt, t.ex. tvärs över en sjö. Ett hus, en skog eller ett antal personer i siktlinjen kan drastiskt minska räckvidden.
Förutom radio-kretsen har man en display och lite kringkretsar då detta är TI's utvecklingskort i denna videon.
Man har i videon en fullstor dipol. Dipolen består av två delar. Det går precis som för ficklampsbatteri inte få funktion med bara en pol.
Antenns andra del, som inte är direkt uppenbar om man inget vet om antenner, är en virtuell antenn, speglad i radio-kretskortets jordplan.
För effektiv antenn måste detta jordplan ha låga förluster och vara av lämplig och synnerhet minsta storlek.
En dipolantenn, där den synliga delen av antennen kallas för monopol men det är givetvis två poler:
dipole_1.jpg
En hopknycklad koppartråd får sin antenn-funktion reducerad på två huvudsakliga sätt.
Dels har det med fysiska storleken att göra, antenn kortare än en halvvåg, här 340 mm, får funktion reducerad i paritet med krympningen. Att det finns tråd lindat som en spole gör inte antennen fysiskt större eller kompenserar för den korta längden.
Det andra och betydligt större problemet är att man tappar funktion genom impedansmässig missanpassning. Det blir som att koppla in en 240 Volts glödtråds-lampa på ficklampsbatteri, även om lampan är märkt att ge 10W så ger missanpassningen i spänning att ljuset-skenet blir obetydligt vid drift på enkelt batter på 1,5 Volt.
Spolen man ser på koppartråden, dess funktion är att motverka missanpassningen genom att tillföra seriell induktiv last.
Impedansmässiga missanpassningen kan man korrigera med reaktiva komponenter, spolar och kondensatorer men missanpassning beror på en kombination av trådnystandet och det egna jordplanets impedans, bägge är lika viktiga att hantera. Det kräver mätning och visst mått av elektriskt kunnande för att få bästa möjliga resultat, så effektiv antenn-funktion som möjligt.
Dessvärre, dessa mindre trådnystan i kombination med små jordplan gör denna typ av jobb lite knepiga om man ska få efter förutsättningarna bra antenn-funktion.
Alla antenner är dipoler, de har två poler liksom de flesta strömkretsar. Kortaste naturligt resonanta dipolen är 340 mm lång eller kan man se den som två ggr 170 mm.
Din tråd på 170 mm är en bra början. Alla, absolut alla kopparnystan är presterar sämre. Men som med alla strömkretsar är inte antennen bättre än sin sämsta del. Är jordplanet som tråden ska spegla sej i mindre än 170 mm långt så kommer det begränsa antenn-funktionen. Alternativet är att förse jordplanet med extra trådar i avsikt att ge 170 läng i motsatt riktning relativ den andra tråden.
Denna antenn-typen påverkas lätt negativt vid t.ecx. närhet till kropp, som ger absorption av RF-signaler och påverka impedans. För bärbara saker vill man kanske inte heller ha en total längd om 340 mm, som går fritt från kroppen.
I professionella sammanhang, där det är viktigt att hålla ned storleken men ändå tåla påtaglig närhet till absorberande kropp väljer man därför ofta loop-antenn.
Ett sådant exempel är fjärrkontrollen till bilar. Loopantennen är då ofta integrerad direkt på PCB och ger trots relativ liten antenn-storlek en hyfsad antenn-funktion.
Den är ofta så pass bra att mottagande antenn i bilen är medvetet valt usel och dålig placering som inte ger särskilt fri sikt då man av olika skäl inte vill ha en räckvidd som är så långt bort att du inte har uppsikt över bilen.
Om man ska nå långt eller ha tillförlitlig kommunikation i ett relativ närområde krävs att man kan mäta impedansen både hos radion och på antennen. För det krrävs mätinstrumen kallat VNA.
Finns från 600 kr och uppåt. De allra billigaste är som de allra billigaste multimetrarna, något av leksak , men kan duga för enstaka jobb.
Stora skillnaden relativt en multimeter som mäter resistans vid DC är att en VNA kan mäta reaktans för en viss frekvens. För att göra något nyttigt med mätvärdena krävs lite träning att hantera icke ideala reaktiva komponenter, spolar och kondensatorer och för frekvenser över 4-5 GHz, transmissionsledare och stubbar.
Ett sätt att slippa designjobbet:
https://www.aliexpress.com/item/1005003122371617.html
Ett första steg för bättre radio än nuvarande:
https://www.aliexpress.com/item/1005004003139757.html
Bra och kompakt antenn, finns inte. Man får välja det ena eller det andra. Tillräckligt bra antenn är var och ens värdering men med en vettig radio så minskar kravet på antenn-delen.
Kanske kan den radio-del som inte ska bäras omkring tillåtas ha bättre antenn? Det är ju summan av antenn-effektivteterna för sändande och mottagande antenn som räknas, så förbättras den ena antennen ger det ändå en total vinst i funktion, säkerhet och räckvidd.
Riktantenn ger ytterligare avståndsvinst om man vet att du befinner dej inom en viss sektor.
Bygg en ölburks-antenn. Kostar inte mycket att testa och effektiviteten är uppmätt hög, till skillnad från okända kopparspiraler som inte ens går mäta grad av missanpassning.
viewtopic.php?p=1503316#p1503316
Som synes är dessa ölburkar en ej virtuell dipol-antenn utan det är två tydliga poler. Den breda utformningen gör dom impedansstabila vid varierande omgivning. Vill man bygger man in radio och batteri i den ena ölburken så har man en väderskyddad radio. Garanterat bättre räckvidd än vad man fick i videon.
Beroende på krav, två mobiltelefoner kan överföra ljud? Två blåtand (BLE) likaså. Blåtand är högre frekvenser så fullstora antenner blir betydligt kortare men påverkas mer av ifall en kropp kommer i vägen för den fria sikten.
En möjlig nackdel är att det lätt blir 10 mS fördröjning eller mer i dessa paketförmedlande radio-system. Förstår inte helt vad du ska ha det till och hur det ska signaleras, audio eller summer, vibrator, lysdiod? men får intrycket att fördröjningar på 10 mS skulle kunna vara negativt. Därav heller inget LoRa som annars kan ge bra räckvidd.
Tändspole med tändstift till moped och en billig transistorradio för AM ger mycket kort fördröjning av signal-överföring. Förse gnistgapet med dipol-antenn och det lär lätt ge några hundra meter räckvidd.
Passande mottagarradio:
https://www.aliexpress.com/item/1005001949252463.html
Yttre antennen på radion används bara för FM och behövs inte. För AM används den interna ferrit-antennen.
En nackdel med gnistsändare är att den stör ett stort område av radio-frekvenser för de som finns i närheten.
Är RF-dugligt byggande och egen programmering inga hinder så kan man köpa nakna radio-chip och designa helt efter egna behov.
Om det bara är en ljudsignal som behövs, häng en koskälla på kastarmen? Ger iofs lite mer fördröjning vid ljud-överföring via luften.
En strömbrytare på kastarmen och kabel till ett signalhorn där du befinner dej bör ge än kortare överföringstiden av informationen?
Det är inget skoj, men vill du få informationen mycket snabbt så sätt två krokodilklämmor i örsnibben och lägg på en elektrisk signal. Det ger kort väg in till din hjärna och ännu kortare tid efter lite inträning. Signal-strömmen begränsas så att du överlever men vid lagom styrka så är det inte obehagligt, bara väldigt överraskande effekt de första gångerna. Det är en bra signalväg då den inte lätt blir utstörd av omgivningsljud eller bländande ljus. Reaktionstider på 4-5 mS till att utföra en medveten muskelrörelse har mätts denna vägen efter lite träning.
