Vues : 2762
UNE CONCURRENCE ACCRUE
Le secteur des produits WLAN est aujourd'hui le plus important sur le marché des systèmes sans fil. Selon les prévisions de la société d'analyse IDC, les expéditions de puces semi-conductrices destinées aux systèmes de réseaux locaux sans fil passeront de 23,5 millions en 2002 à 114,5 millions. en 2007, ce qui s'explique principalement par la croissance de leur utilisation dans les ordinateurs portables. Ainsi, selon les analystes de l'entreprise, d'ici 2007, 91 % de ces systèmes portables seront équipés de chipsets 802.11a/b/g, permettant à l'utilisateur de se connecter à des réseaux locaux fonctionnant à un taux de transfert de 54 Mbit/s (conformément à la norme 802.11g) ou 11 Mbps (conformément aux normes 802.11b/a) dans la gamme de fréquences 2,4 (normes 802.11b/g) et 5 GHz (norme 802.11a). Déjà en 2003, environ 42 % des ordinateurs portables étaient équipés de fonctionnalités Wi-Fi. L’utilisation des chipsets 802.11a/b/g dans les téléphones mobiles ne sera pas aussi répandue. Selon IDC, en 2007, la part des téléphones dotés de fonctions PDA intégrées basées sur des chipsets 802.11a/b/g ne dépassera pas 5 %. Dans le même temps, les chipsets standard 802.11b coûteront 5,9 dollars, le standard 802.11g – 6,8 dollars et les chipsets standard 802.11a/b/g double bande – 7,4 dollars. au cours de la période sous revue, la valeur augmentera de 599 millions à 1,1 milliard de dollars. Il n'est pas surprenant que le nombre de fournisseurs de puces pour les systèmes WLAN augmente également. Tout cela intensifie la concurrence sur le marché des puces 802.11, incitant les fabricants à réduire le nombre de puces dans le chipset et à étendre les fonctions qu'elles remplissent. Un chipset conçu pour prendre en charge la norme IEEE 802.11 doit contenir trois blocs fonctionnels principaux :
· émetteur-récepteur à une fréquence de 2,4 ou 5,6 GHz ;
· modem prenant en charge le multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (OFDM) et la modulation CCK ;
· un contrôleur d'accès aux médias unifié (Media-Access-Controller - MAC), prenant en charge une, deux ou les trois versions a/b/g de la norme 802.11, ainsi que leurs extensions.
Les chipsets 802.11 commercialisés aujourd'hui comprennent généralement deux puces : un processeur MAC/bande de base* et un module radio. Dans ce cas, l’accent est mis sur la création de chipsets adaptés pour fonctionner avec deux ou trois versions de la norme.
Le plus gros « bruit » publicitaire a été facilement créé par Intel en 2003 lors de la promotion de la technologie mobile 802.11b pour les ordinateurs portables et les PDA de la famille Centrino**. En 2004, sort un modem Wi-Fi mini-PCI de type PRO/Wireless 2200BG, supportant les versions a et b de la norme 802.11 et offrant des vitesses de transfert respectivement de 11 et 54 Mbit/s, ainsi qu'un modem de le type PRO/Wireless 2915ABG, prenant en charge les trois versions de la norme. Le PRO/Wireless 2200BG fonctionne dans la bande ISM 2,4 GHz et prend en charge la technologie DSSS (séquence directe) pour la connexion aux réseaux 802.11b et OFDM pour les réseaux 802.11g. Dans la norme 802.11g, le modem offre une portée de transmission en intérieur de 30 m à une vitesse maximale de 54 Mbit/s et de 91 m à 1 Mbit/s, dans la norme 802.11b - 30 m à 11 Mbit/s et 90 m à 1 Mbit/s. Le modem PRO/Wireless 2915ABG fonctionne dans la bande de fréquences UNII de la gamme 5 GHz et prend en charge OFDM pour les réseaux 802.11a/g et la technologie DSSS pour les réseaux 802.11b. En version a de la norme, la portée de transmission en intérieur est de 12 m à 54 Mbit/s et 91 m à 6 Mbit/s, en version b – 30 m à 11 Mbit/s et 90 m à 1 Mbit/s, en version g – 30 m à 54 Mbit/s et 91 m à 1 Mbit/s.
Le système de compatibilité sans fil d'Intel aide à réduire les interférences entre les puces PRO/Wireless et les appareils Bluetooth. L'étalonnage de la température optimise dynamiquement les performances en ajustant la puissance de sortie en fonction des changements de température.
Cependant, des sociétés telles que Broadcom, Atheros, Philips et IceFyre Semiconductor (Canada) rivalisent avec succès avec Intel, devançant celui-ci dans la production de chipsets 802.11 plus avancés, coûtant environ 20 dollars lorsqu'ils sont achetés en grande quantité. Et la promotion de leurs produits sur le marché a été grandement facilitée par les 300 millions de dollars dépensés par Intel pour une campagne publicitaire pour la technologie mobile Centrino.
Mi-2004, Broadcom a annoncé la création d'une solution monopuce pour les connexions WLAN de la norme 802.11g. Faisant partie de la famille AirForce One, ce circuit intégré émetteur-récepteur BCM4318 est 72 % plus petit et moins cher que les modules Wi-Fi traditionnels. Grâce à cela, il trouvera de nombreuses applications dans les ordinateurs portables, les PDA et les appareils électroniques grand public. La puce est basée sur la technologie BroadRange, qui utilise des méthodes de traitement du signal numérique pour atteindre une sensibilité élevée. Il contient une unité RF 2,4 GHz très efficace, un processeur de bande de base 802.11a/g, un MAC et d'autres composants radio. Grâce à une réduction de 45 % du nombre de composants utilisés par rapport aux solutions existantes, le microcircuit peut réduire le coût des équipements des réseaux d'appareils domestiques et des petites entreprises dans lesquels il est utilisé.
La puce prend en charge la technologie 54g, une implémentation de la norme 802.11g de Broadcom. Cette technologie offre la meilleure combinaison du secteur en termes de performances, de couverture et de protection des données. Les produits de la société prenant en charge la technologie 54g sont compatibles avec plus de 100 millions d'appareils 802.11b/g installés à ce jour.
La puce comprend un circuit de gestion de l'alimentation qui prolonge la durée de vie de la batterie, et le logiciel SuperStandby de la société garantit que le nombre minimum d'éléments de la puce est activé le moins de temps possible lors de la vérification des messages entrants. En conséquence, la consommation électrique en veille est inférieure de 97 % à celle des solutions WLAN traditionnelles.
En outre, la société a lancé un système sur puce - une puce de routeur monopuce BCM5352E qui exécute des fonctions de routage à une vitesse de 54 Mbit/s, passant à un réseau Fast Ethernet et traitant un ensemble de commandes avec un processeur MIPS. . Les deux puces prennent en charge le logiciel OneDriver de la société pour des performances et une sécurité supérieures.
À l'automne 2004, Broadcom a lancé une puce BCM4320 standard de 54 Go avec une interface USB 2.0 intégrée. La puce offre la possibilité de connecter par Wi-Fi n'importe quel appareil doté d'un port USB 2.0 à un réseau local. En plaçant le processeur MAC/bande de base 802.11a/g, l'émetteur-récepteur USB 2.0, le cœur du processeur et la mémoire dans un seul boîtier, l'entreprise a non seulement réduit la taille et la consommation électrique du module de communication sans fil, mais a également réduit de 50 % le coût des matériaux utilisés. %.
L'un des développeurs les plus célèbres de puces et de processeurs MAC, ainsi que de logiciels pour systèmes WLAN, est Texas Instruments. Son processeur MAC/bande de base monopuce TNETW1130 (Fig. 1) prend en charge un taux de transfert de 54 Mbit/s dans les bandes de fréquences 2,4 et 5 GHz, ainsi que les trois versions a/b/g de la norme 802.11. La puce a été sélectionnée par la Wi-Fi Alliance comme modèle de conception utilisé pour tester l'interopérabilité des appareils 802.11g et garantir l'interopérabilité des réseaux avec les appareils 802.11b et 802.11g. Conformément aux exigences de la norme 802.11i, qui offre le plus haut niveau de protection des données à ce jour, la puce contient un accélérateur pour la mise en œuvre des protocoles d'accès protégé (WPA) et des programmes obligatoires et facultatifs de la norme AES. Il comprend également un bloc de support de qualité de service (QoS) pour fournir une orchestration distribuée avancée et une orchestration hybride pour permettre la détection de bande passante en temps réel des applications émergentes telles que la voix sur WLAN, la radio, la conduite de vidéoconférences, etc. la puce comprend un contrôle de la puissance de transmission, ce qui permet d'optimiser la consommation d'énergie et de prolonger la durée de vie de la batterie.
La puce TNETW1130 est montée dans un boîtier de type BGA à 257 broches mesurant 16x16 mm. Le boîtier est compatible avec les puces de processeur MAC/bande de base des générations précédentes.
CONNECTEZ-VOUS PLUS, CONSOMMEZ MOINS
L'un des principaux domaines de travail des fabricants modernes de chipsets pour les réseaux 802.11 est l'augmentation de la portée. Ce paramètre pour la plupart des modems Wi-Fi standards ne dépasse pas 100 m en intérieur et 300 m en extérieur en visibilité directe. Le chipset 802.11a/b/g de la quatrième génération de la série Atheros Communications AR5004X, contenant deux puces et fabriqué à l'aide de la technologie eXtended Range (XR), offre une portée deux fois supérieure - jusqu'à 790 m. Le chipset offre la possibilité de connecter le appareil à un réseau local n’importe quelle norme 802.11 en vigueur aujourd’hui partout dans le monde. Le chipset comprend deux microcircuits réalisés en technologie CMOS (Fig. 2) :
· Radio-sur-puce (ARN) bi-bande de type AR5112, conçue pour les gammes de fréquences de 2,3 à 2,5 et de 4,9 à 5,85 GHz et contenant un amplificateur de puissance et un amplificateur à faible bruit. Pour des applications particulières, il est possible d'utiliser des amplificateurs externes (puissance et faible bruit). La puce élimine le besoin de filtres IF et de la plupart des filtres RF, ainsi que de VCO externes et de filtres SAW. La tension d'alimentation du microcircuit est de 2,5 à 3,3 V ;
· Processeur MAC/bande de base multiprotocole de type AR5213, prenant en charge l'ARN. La puce contient des blocs pour la compression des données en temps réel, la transmission rapide image par image et par paquets, le DAC et l'ADC. Tension d'alimentation 1,8-3,3 V.
L'augmentation de la portée de transmission a été obtenue en améliorant la puce du processeur MAC/bande de base, plutôt que la puce RF. La technologie XR utilisée dans la puce permet de suivre, de calibrer et d'interpréter les signaux de quatre canaux OFDM. En réinitialisant le taux de transmission sur de longues distances, le problème de réduction du rapport puissance crête/puissance moyenne est résolu et l'efficacité du codage est améliorée.
Les taux de transfert de données dans la norme 802.11a sont de 6 à 54 Mbps, dans la norme 802.11b de 1 à 11 Mbps et 802.11g de 1 à 54 Mbps. Le chipset offre également la possibilité de fonctionner en modes Super G et Super AG, qui utilisent la technologie radio adaptative et détectent automatiquement les canaux libres pour garantir un débit maximal. Dans le même temps, la vitesse de transmission atteint 108 Mbit/s. En conséquence, le débit typique du canal utilisateur peut dépasser 60 Mbit/s. La sensibilité du récepteur fournie par le chipset est de -105 dBm, soit plus de -20 dBm de mieux que la valeur de ce paramètre donnée dans la norme.
Un autre avantage important du nouveau chipset est la réduction de la consommation d'énergie. La plupart des radios WLAN modernes sont toujours allumées, même lorsqu'aucune donnée n'est transmise ou reçue. La radio basée sur le nouveau chipset coupe l'alimentation lorsqu'elle n'est pas utilisée, ce qui entraîne une réduction de 60 % de la consommation électrique globale par rapport à d'autres appareils similaires (même lorsqu'elle fonctionne à 54 Mbps) et une consommation de courant en veille de seulement 4 mA.
Le chipset fournit non seulement une connexion à un réseau sans fil, mais également une alarme en cas de vol. Dans ce mode, l'alimentation des puces du kit n'est pas coupée, même si l'appareil dans lequel elles sont utilisées (ordinateur portable, PDA ou autre périphérique hôte) ne fonctionne pas. S'il est déclenché par un vol, le chipset alerte le réseau en cas de suppression non autorisée d'un appareil mobile, même si l'appareil est éteint.
Les puces du kit sont montées dans un boîtier de support en cristal plastique sans plomb à 64 broches mesurant 9 x 8 mm ou dans un boîtier de type BGA à 196 broches.
Fin 2004, Atheros a annoncé la création du premier module Wi-Fi entièrement fonctionnel au monde - AR5006X - basé sur une puce CMOS monopuce AR5413 (Fig. 3), qui implémente la connexion aux réseaux locaux de 802.11a/b/ g normes. La puce contient un MAC, un processeur de bande de base et une unité RF double bande aux caractéristiques améliorées. Grâce à la possibilité de se connecter de manière transparente à n'importe quel réseau Wi-Fi, à la prise en charge de la norme 802.11i, ainsi qu'à la prise en charge des modes XR et Super AG, l'AR5006X sera très demandé par les fabricants de systèmes complexes pour PC, industriels, commerciaux. et les équipements électroniques grand public. L'AR5006X élimine non seulement une puce qui faisait partie du chipset précédent, mais réduit également le nombre de composants discrets utilisés de 24. En conséquence, il a été possible de réduire de 15 % le nombre de composants utilisés dans les appareils développés et de réduire considérablement les matériaux. frais.
La conception monopuce AR5413 802.11a/b/g utilise un récepteur large bande avancé qui comprend un séquenceur de canal de premier ordre qui offre une portée de transmission plus longue et une tolérance de trajets multiples plus élevée que les appareils traditionnels basés sur un égaliseur. Comme pour la puce ARN précédente, des applications spéciales permettent l'utilisation d'amplificateurs de puissance externes et d'amplificateurs à faible bruit, et éliminent tous les filtres IF et la plupart des filtres RF, ainsi que les VCO externes et les filtres SAW. En général, les paramètres du microcircuit monopuce sont comparables à ceux du chipset précédent.
La tension d'alimentation est de 1,8 à 3,3 V. Le microcircuit est monté dans un boîtier en plastique de type BGA mesurant 13x13 mm.
La production en série du périphérique WLAN était prévue pour le quatrième trimestre 2004. Son prix ne doit pas dépasser 12 dollars lors de l'achat d'un lot de 10 000 pièces.
Les opportunités offertes par la norme 802.11, et donc les marchés des microcircuits et des chipsets correspondants, sont illimités. Si chaque ordinateur de poche et téléphone portable était équipé pour prendre en charge cette norme (ou au moins une partie de celle-ci), le nombre d'utilisateurs de ces appareils passerait de dizaines de millions à des centaines de millions de personnes. Cela nécessitera un nombre considérable de chipsets à faible consommation d’énergie. Le premier pas vers la création de telles puces a été fait par IceFyre Semiconductor, qui a annoncé fin 2003 la création de deux chipsets : un SureFyre standard 802.11a et le second TwinFyre pour prendre en charge les trois versions des standards a, b et g. .
Le chipset SureFyre comprend :
· Puce contrôleur MAC ICE5125 à faible consommation d'énergie, prenant en charge les versions 802.11a, b, h, I et offrant une qualité garantie des services de transfert de données à des vitesses supérieures à 30 Mbit/s (Fig. 4). L'architecture du contrôleur peut être évolutive pour fournir des taux de transfert de données allant jusqu'à 108 Mbps ;
· Puce de couche physique 802.11 de type ICE5351 (selon les développeurs, au moment de la création du chipset, il s'agissait du seul circuit de couche physique monopuce de la norme 802.11a) ;
· Amplificateur de puissance GaAs de classe F avec architecture de sommation Chirex à une fréquence de 5 GHz, type ICE5352, dont l'efficacité est supérieure aux amplificateurs traditionnels de classe AB dans la plage de puissance de sortie de 40 à 120 mW.
Après avoir amélioré la conception d'un modem OFDM traditionnel, les développeurs de la société ont pu intégrer trois mécanismes informatiques dans la puce de couche physique ICE5351. Il s'agit d'un Light Clipper, qui limite le rapport entre la puissance de crête et la puissance moyenne du signal OFDM à un niveau acceptable ; source adaptative de distorsion préliminaire ; un fragmenteur de phase qui divise le signal de transmission OFDM en plusieurs signaux avec une enveloppe constante avec un rapport de puissance crête/moyenne de 0 dB (Fig. 5).
Le chipset TwinFyre comprend les mêmes puces de contrôleur MAC ICE5125 et d'amplificateur de puissance ICE5352, ainsi qu'une puce de couche physique ICE5825 double bande avec un processeur de bande de base intégré prenant en charge la modulation CCK et une puce de module radio 802.11b/g de l'ICE2501. type, ce qui garantit que le chipset fonctionne dans deux plages.
La puissance de sortie maximale des deux chipsets dépasse 1,1 W à un taux de transfert de 54 Mbps. La sensibilité du récepteur et la linéarité du signal de transmission sont respectivement supérieures de 10 et 2 dB à la norme 802.11. Ainsi, la sensibilité du récepteur à un débit de transmission de 54 Mbit/s est de -75 dB (par rapport au niveau spécifié par la norme -65 dB), à un débit de transmission minimum (6 Mbit/s) elle est égale à -95 dB. Avec une tolérance de propagation de délai de 150 ns, un espacement des antennes et un contrôle de puissance pour chaque transmission de paquets de données, la portée intérieure à 54 Mbps et un taux d'erreur de transmission de 6 % peuvent dépasser 40 M. Pour une connexion point à point extérieure, la portée de transmission peut dépasser 40 m et la vitesse maximale est de 2,9 km. De plus, les familles de chipsets SureFyre et TwinFyre offrent aux concepteurs une plus grande flexibilité, leur permettant d'utiliser soit un système complet, soit uniquement la couche physique pour s'interfacer avec un hôte intégré ou une puce MAC propriétaire. La linéarité de transmission du signal du chipset TwinFyre lors de la mise en œuvre de la norme 802.11b est de -30 dB et la norme 802.11g est de -27 dB. La puissance de sortie RF moyenne dépasse 20 dBm.
La consommation électrique maximale des deux chipsets est presque la moitié de celle des chipsets concurrents - 720 mW. Grâce à une consommation d'énergie aussi faible et à un contrôle de puissance agressif, les chipsets IceFyre seront capables de connecter un téléphone portable ou un PDA à un réseau 802.11. De plus, ces chipsets contribueront à la formation de réseaux d'appareils domestiques intégrant un téléviseur, un système audio, un décodeur, un modem câble, etc.
IceFyre prévoyait de commencer la production à grande échelle du chipset 802.11a au premier trimestre 2004 et du chipset 802.11a/b/g TwinFyre au troisième trimestre de la même année. Le prix initial du chipset SureFyre était censé être d'environ 20 $, TwinFyre sera vendu 5 à 7 $ de plus.
RÉPONSE À LA TECHNOLOGIE MIMO
Comme dans toute industrie, la promotion réussie des systèmes WLAN sur le marché nécessite une augmentation continue de leur débit et une amélioration de la qualité de la communication. Les trois domaines de travail clés suivants pour améliorer ces systèmes peuvent être identifiés :
· amélioration de la technologie des communications radio afin d'augmenter la vitesse de transmission ;
· développement de nouveaux mécanismes de mise en œuvre de modes au niveau physique ;
· Améliorer l'efficacité de la transmission pour compenser la dégradation des performances associée aux en-têtes de transmission et faire passer la radio en mode de transmission.
Et avec tout cela, il est nécessaire de prendre en charge les trois versions de la norme 802.11. L'un des moyens d'augmenter la vitesse de transmission des systèmes sans fil consiste à utiliser plusieurs antennes à l'entrée et à la sortie du microcircuit pour mettre en œuvre une connexion sans fil à un réseau local. Cette technologie, appelée MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), ou technologie d'antenne intelligente, utilise la propagation par trajets multiples, si indésirable dans les systèmes de communication sans fil, et la met au service de ces systèmes (Fig. 6). Il vous permet d'extraire de manière cohérente des informations provenant de plusieurs canaux à l'aide d'antennes spatialement séparées. La technologie MIMO résout le problème de l'augmentation des vitesses de transmission sur de longues distances et est entièrement compatible avec les normes existantes. Et tout cela sans utiliser de spectre de fréquences supplémentaire. Selon les représentants des entreprises produisant des puces Wi-Fi à semi-conducteurs, MIMO deviendra une technologie clé garantissant la mise en œuvre de la norme 802.11n, qui prend en charge des vitesses de transmission supérieures à 100 Mbit/s. Rien qu'aux États-Unis, il existe 24 canaux sans chevauchement dans la bande 5 GHz et trois canaux dans la bande 2,4 GHz. Avec un débit de données de 100 Mbps pour chacun de ces 27 canaux, la bande passante disponible peut atteindre 3 Gbps.
La technologie MIMO a été développée depuis 1995 par des scientifiques de l'Université de Stanford, qui ont ensuite créé la société Airgo Networks (www.airgonetworks.com), qui a annoncé en août 2003 la création d'un chipset Wi-Fi expérimental de type AGN100, réalisé à partir de True Technologie MIMO basée sur un système multi-antennes unique et offrant des vitesses de transmission allant jusqu'à 108 Mbit/s. Certes, pour atteindre une telle vitesse, il est nécessaire d’utiliser des routeurs et des cartes clients basés sur la technologie MIMO de l’entreprise. De plus, le nouveau chipset est compatible avec toutes les normes Wi-Fi existantes. Des tests ont montré que la portée de transmission du chipset est de deux à six fois supérieure à celle des appareils qui existaient au moment de sa sortie. En conséquence, la zone de couverture de chaque point d'accès (Access Point - AP) a augmenté d'un ordre de grandeur.
Le chipset AGN100 contient deux puces : un processeur MAC/bande de base (AGN100BB) et un module RF (AGN100RF). L'architecture de la puce est évolutive, permettant à un fabricant de mettre en œuvre un système à antenne unique utilisant une seule puce RF, ou d'augmenter la capacité en installant des puces RF supplémentaires. Le chipset prend en charge les trois versions de 802.11a/b/g et répond aux exigences de la norme 802.11i en matière de sécurité et de sécurité des communications, ainsi qu'à la norme de qualité de service adoptée par le groupe de travail IEEE.
Comme l'entreprise l'a annoncé fin 2004, au cours d'un trimestre depuis le début des ventes sur le marché de détail, plus d'un million de chipsets MIMO ont été achetés.
La popularité croissante de la technologie MIMO est également attestée par le fait qu'au Consumer Electronics Show (CES), qui s'est tenu du 6 au 9 janvier 2005, un certain nombre de sociétés OEM ont présenté leurs systèmes WLAN basés sur cette technologie ou sa description. Et bon nombre de ces systèmes, notamment ceux de Belkin, Netgear et Linksys, sont basés sur des chipsets d'Airgo Networks.
La situation s'intensifie et la démonstration au CES par Atheros Communications du chipset AR5005VL, qui prend en charge le fonctionnement de type MIMO de systèmes basés sur des antennes intelligentes. Le chipset prenant en charge les versions 802.11g et 802.11a/g peut fonctionner avec quatre antennes et fournir des performances utilisateur de 50 Mbps lorsqu'il est installé aux deux extrémités de la ligne (lorsqu'il est installé à une extrémité de la ligne d'un réseau avec de nombreux appareils 802.11g différents, la performance est de 27 Mbit/s). Il utilise des techniques de formation de faisceau d'antenne de phase et de diversité de relais cycliques. De plus, le circuit fournit des techniques avancées de traitement du signal pour combiner les signaux RF entrants et ainsi augmenter l'intensité et la qualité des signaux reçus.
La version 802.11a/g du chipset coûte 23 $ à l'achat d'un lot de 10 000 unités, la version 802.11g coûte moins de 20 $.
Le marché des appareils WLAN s'est considérablement développé au cours des quatre dernières années et, bien entendu, son taux de croissance ne ralentira pas dans un avenir proche. Et cela ouvre de grandes opportunités pour les fabricants de la base d'éléments de tels appareils.
FOURNISSEURS DE SYSTÈMES WLAN
Entreprise
Aujourd'hui, je vous propose de vous familiariser avec un nouvel équipement radioamateur - un module WiFi. C'est quelque chose comme le NRF24L01, familier depuis longtemps à tout le monde, mais légèrement plus petit et avec des fonctionnalités légèrement différentes. Le module WiFi présente à la fois des avantages indéniables et certains inconvénients, ce dernier étant probablement dû en partie au fait qu'il s'agit d'un nouveau produit et que les développeurs ont abordé cela d'une manière très étrange - les informations sont distribuées très lentement (la documentation ne donne que des informations générales idées sur les modules, sans révéler toutes leurs fonctionnalités). Eh bien, attendons la clémence de l'entreprise qui a fourni le matériel.
Il convient surtout de noter le coût du module : actuellement il est de 3 à 4 $ (par exemple sur AliExpress)
A droite se trouve NRF, à gauche se trouve le module ESP.
Quels sont exactement ces modules WiFi ? La carte contient la puce WiFi elle-même, de plus, dans le même boîtier il y a un microcontrôleur 8051, qui peut être programmé sans microcontrôleur séparé, mais nous y reviendrons une autre fois, puis sur la carte il y a une puce mémoire EEPROM, nécessaire pour sauvegarde des paramètres, également sur la carte du module. Il y a tout l'équipement minimum nécessaire - un résonateur à quartz, des condensateurs et, en prime, une indication LED de la tension d'alimentation et la transmission (réception) des informations. Le module implémente uniquement une interface UART, bien que les capacités de la puce WiFi permettent l'utilisation d'autres interfaces. Une antenne WiFi de la configuration requise est réalisée à l'aide d'un conducteur imprimé sur la carte. La partie la plus importante est le connecteur 4 x 2 broches.
Pour connecter ce module au circuit, vous devez connecter l'alimentation à VCC et GND, à TX et RX les broches UART correspondantes du périphérique de réception (rappelez-vous que RX est connecté à TX et TX à RX) et CH_PD (comme une activation puce, sans elle, tout est allumé, mais rien ne fonctionne) allumé plus la puissance.
Paramètres du module ESP8266 :
- tension d'alimentation 3,3 V (et le module lui-même tolère 5 V, mais les broches d'entrée-sortie refuseront très probablement de fonctionner)
- courant jusqu'à 215 mA en mode transmission
- Courant jusqu'à 62 mA pendant la réception
- Protocole 802.11b/g/n
- Puissance +20,5 dBm en mode 802.11b
- SDIO (deux broches sont présentes sur la carte module, mais elles ne peuvent pas être particulièrement utilisées sauf pour des opérations de service)
- Modes d'économie d'énergie et de veille pour économiser de l'énergie
- microcontrôleur intégré
- contrôle via les commandes AT
- température de fonctionnement de -40 à +125 degrés Celsius
- distance de communication maximale 100 mètres
Comme indiqué, le module peut être contrôlé à l'aide de commandes AT, mais leur liste complète n'est pas connue ; les plus nécessaires sont présentées ci-dessous :
| # | Équipe | Description |
| 1 | Juste une commande de test, si l'état est normal, le module répondra OK | |
| 2 | AT+RST | |
| 3 | En vérifiant la version du firmware du module, la réponse sera la version et la réponse OK | |
| 4 |
AT+CWMODE=<режим> |
Réglez le mode de fonctionnement du mode module : 1 - client, 2 - point d'accès, 3 - mode combiné, répondez OK |
| 5 | Obtenez une liste des points d'accès auxquels vous pouvez vous connecter, répondez avec une liste de points et OK | |
| 6 |
AT+CWJAP=<имя>,<пароль> |
Rejoignez le point d'accès en précisant son nom et son mot de passe, répondez OK |
| 7 | Déconnectez-vous du point d'accès, la réponse est OK | |
| 8 |
AT+CWSAP=<имя>,<пароль>,<канал>,<шифрование> |
Définissez le point d'accès du module lui-même en définissant ses paramètres, répondez OK |
| 9 | Obtenir une liste des appareils connectés | |
| 10 | Obtenir l'état actuel de la connexion TCP | |
| 11 |
|
Connexion TCP/UDP <айди>- identifiant de connexion <тип>- type de connexion : TCP ou UDP <адрес>- Adresse IP ou URL <порт>- port |
| 12 |
AT+CIPMODE=<режим> |
Définir le mode de transmission : <режим>= 0 - pas en mode données (le serveur peut envoyer des données au client et peut recevoir des données du client) |
| 13 |
Pour une connexion (+CIPMUX=0) : |
Envoyer des données <айди>- identifiant de connexion <длина>- quantité de données envoyées Les données transmises sont envoyées après que le module répond avec le symbole >, après avoir entré la commande |
| 14 |
Pour une connexion (+CIPMUX=0) : |
Fermez la connexion. Paramètre pour le mode multithread<айди>- identifiant de connexion. La réponse du module doit être OK et dissocier |
| 15 | Obtenir l'IP du module | |
| 16 |
AT+CIPMUX=<режим> |
Définir le nombre de connexions,<режим>=0 pour une connexion,<режим>=1 pour une connexion multithread (jusqu'à quatre connexions) |
| 17 |
AT+SERVEURCIP=<режим>, <порт> |
Soulevez le port.<режим>- mode furtif (0 - caché, 1 - ouvert),<порт>- port |
| 18 |
AT+CIPSTO=<время> |
Définir l'heure d'une connexion sur le serveur |
| 19 |
AT+CIOBAUD=<скорость> |
Pour les versions de firmware à partir de 0.92, vous pouvez définir la vitesse UART |
| 20 |
Recevoir des informations |
Les données sont reçues avec un préambule +IPD, suivi d'informations sur les données reçues, puis des informations elles-mêmes. Pour une connexion (+CIPMUX=0) : +IPD,<длинна>:<передаваемая информация> Pour multi connexion (+CIPMUX=1) : +IPD,<айди>,<длинна>:<передаваемая информация> Exemple : +IPD,0,1:x - 1 octet d'information reçu |
Comment saisir les commandes :
- Exécution de la commande :<Команда>.
- Afficher l'état par commande :<Команда>?
- Exécutez la commande en spécifiant les paramètres :<Команда>=<Параметр>
Lors de l'achat d'un module, vous pouvez vérifier la version du firmware du module à l'aide de la commande AT+GMR. La version du firmware peut être mise à jour à l'aide d'un logiciel séparé, ou avec la version du firmware à partir de 0.92, cela ne peut être fait qu'à l'aide de la commande AT+CIUPDATE. Dans ce cas, le module doit être connecté à un routeur pour accéder à Internet. Le firmware et le programme de flashage du module vers la version 0.92 seront fournis en fin d'article. Pour flasher le firmware via un logiciel, vous devez connecter la broche GPIO0 au positif de l'alimentation. Cela activera le mode de mise à jour du module. Ensuite, sélectionnez le fichier du firmware du module dans le programme et connectez-vous au module WiFi, le firmware sera mis à jour automatiquement après la connexion. Après la mise à jour, les mises à jour ultérieures du firmware ne seront possibles que via Internet.
Désormais, connaissant l'organisation des commandes du module WiFi, vous pouvez sur cette base organiser le transfert d'informations via la communication sans fil, ce qui, je crois, est leur objectif principal. Pour cela, nous utiliserons le microcontrôleur AVR Atmega8 comme appareil contrôlé via un module sans fil. Schéma de l'appareil :
L'essence du schéma sera la suivante. Le capteur de température DS18B20 mesure la température, est traitée par un microcontrôleur et transmise sur un réseau WiFi dans un court laps de temps. Dans ce cas, le contrôleur surveille les données reçues via WiFi, lors de la réception du symbole « a » la LED LED1 s'allumera, lors de la réception du symbole « b » la LED s'éteindra. Le circuit est plus démonstratif qu'utile, bien qu'il puisse être utilisé pour contrôler la température à distance, par exemple dans la rue, il vous suffit d'écrire un logiciel pour un ordinateur ou un téléphone. Le module ESP8266 nécessite une alimentation de 3,3 volts, l'ensemble du circuit est donc alimenté par un régulateur AMS1117 de 3,3 volts. Le microcontrôleur est cadencé à partir d'un oscillateur à quartz externe de 16 MHz avec des condensateurs de 18 pF. La résistance R1 tire la jambe de réinitialisation du microcontrôleur vers le positif de l'alimentation pour empêcher le redémarrage spontané du microcontrôleur en présence de toute interférence. La résistance R2 remplit la fonction de limiter le courant traversant la LED afin que ni celle-ci ni la broche MK ne grillent. Cette chaîne peut être remplacée, par exemple, par un circuit relais et le circuit peut être utilisé pour la télécommande. La résistance R3 est nécessaire au fonctionnement du thermomètre via le bus 1-Wire. Le circuit doit être alimenté par une source suffisamment puissante, puisque la consommation maximale du module WiFi peut atteindre jusqu'à 300 mA. C'est probablement le principal inconvénient du module : une consommation élevée. Un tel circuit alimenté par batterie peut ne pas fonctionner pendant longtemps. Lorsque le circuit est alimenté lors de son initialisation, la LED doit clignoter 5 fois, ce qui indiquera l'ouverture réussie du port et les opérations précédentes (après avoir allumé le circuit en appuyant sur le bouton de réinitialisation, la LED peut clignoter 2 fois - ceci Est normal).
Vous pouvez voir le fonctionnement du circuit plus en détail dans le code source du firmware du microcontrôleur en langage C, qui sera présenté ci-dessous.
Le circuit a été assemblé et débogué sur une breadboard ; le thermomètre DS18B20 est utilisé au format « sonde » avec un capuchon métallique :
Pour « communiquer » avec un tel circuit, vous pouvez utiliser soit un contrôleur WiFi standard sur un ordinateur, soit construire un circuit émetteur-récepteur à l'aide d'un convertisseur USB-UART et d'un autre module ESP8266 :
En parlant d'adaptateurs et de terminaux, ces modules leur sont assez capricieux, ils fonctionnent bien avec un convertisseur basé sur CP2303 et refusent de fonctionner correctement avec des convertisseurs construits sur des microcontrôleurs (faits maison), le terminal est le mieux adapté pour Termite (il y a un ajout automatique d'un caractère de retour chariot dans les paramètres, sans lequel le module ne fonctionnera pas non plus correctement avec le terminal). Mais simplement lorsqu'ils sont connectés à un microcontrôleur, les modules fonctionnent parfaitement.
Ainsi, pour échanger des informations avec le microcontrôleur via WiFi, nous utiliserons le deuxième module connecté à l'ordinateur et au terminal Termite. Avant de commencer à travailler avec le circuit, chaque module doit être connecté via USB-UART et plusieurs opérations doivent être effectuées - configurer le mode de fonctionnement, créer un point de connexion et vous connecter au point auquel nous nous connecterons ensuite pour échanger des informations, trouver connaître l'adresse IP des modules WiFi avec la commande AT (il faudra connecter les modules entre eux et échanger des informations). Tous ces paramètres seront enregistrés et seront automatiquement appliqués à chaque mise sous tension du module. De cette façon, vous pouvez économiser de la mémoire du microcontrôleur sur les commandes pour préparer le module au fonctionnement.
Les modules fonctionnent en mode combiné, c'est-à-dire qu'ils peuvent être à la fois client et point d'accès. Si, selon les paramètres, le module fonctionne déjà dans ce mode (AT+CWMODE=3), alors lorsque vous essayez à nouveau de le configurer dans le même mode, le module répondra « aucun changement ». Pour que les paramètres prennent effet, vous devez redémarrer le module ou entrer la commande AT+RST.
Après paramétrages similaires du deuxième module, notre point appelé « ATmega » apparaîtra dans la liste des points disponibles :
Dans notre cas, le schéma WiFi sera le suivant - le module avec le microcontrôleur se connectera au routeur domestique (en fait, le microcontrôleur dans ce cas pourra accéder à Internet si cela est prescrit), puis augmentera le port et agira selon l'algorithme. De l'autre côté, nous connecterons également le module au routeur et nous connecterons au microcontrôleur via TCP (comme indiqué dans la capture d'écran, pour ce faire, vous devez configurer le mode de transmission et le nombre de connexions en utilisant AT+CIPMODE et AT +CIPMUX respectivement et entrez la commande pour vous connecter au serveur AT+CIPSTART). Tous! Si vous vous connectez à un point d'accès (point WiFi uniquement, vous devez vous reconnecter au serveur à chaque fois, tout comme à chaque fois que le serveur doit être relevé à l'autre extrémité à chaque mise sous tension) et redémarrez le module, alors il n'est pas nécessaire de vous reconnecter vous-même, cela est également enregistré en mémoire et se connecte automatiquement lorsqu'il est disponible lorsque le module est allumé. Pratique cependant.
Désormais, les données de température devraient automatiquement être transmises à l'ordinateur et, à l'aide des commandes de l'ordinateur, vous pouvez contrôler la LED. Pour plus de commodité, vous pouvez écrire un logiciel pour Windows et surveiller la température via WiFi.
Avec la commande AT+CIPSEND nous envoyons des données ; lorsque les données sont reçues, le message « +IPD,<айди>,<длинна информации>:" après les deux points viennent nos informations utiles (transmises) qui doivent être utilisées.
Un MAIS - il est conseillé d'alimenter le module non pas à partir de piles, mais à partir d'une prise de courant fixe (naturellement via une alimentation) en raison de la consommation élevée des modules.
C'est l'une des options de transfert d'informations entre les modules WiFi ; vous pouvez également les connecter directement les uns aux autres sans routeur, ou vous pouvez vous connecter au module via un ordinateur WIFi standard et travailler dessus.
La fonctionnalité la plus évidente de ces modules est impliquée, qui sait ce que les développeurs nous ont préparé d'autre !
Pour programmer le microcontrôleur, vous devez utiliser la combinaison suivante de bits de fusible :
En conclusion, je voudrais souligner qu’il s’agit bien d’une révolution de l’Internet des objets ! Avec un prix de module de plusieurs unités vertes, nous disposons d'un module Wi-Fi à part entière avec d'énormes capacités (qui sont encore limitées par les développeurs de ce miracle), le champ d'application est tout simplement illimité - partout où l'imagination le permet, et étant donné le fait que ce module a déjà Il y a un microcontrôleur, il n'est pas nécessaire d'utiliser un microcontrôleur externe, mais qui doit être programmé d'une manière ou d'une autre. Alors, mes amis, voici le problème : nous donnons le Wi-Fi à chaque prise !
L'article comprend le firmware du microcontrôleur, le code source du programme, la documentation de la puce du module Wi-Fi, un programme de mise à jour du firmware du module et la version 0.92 du firmware du module (l'archive est divisée en 3 parties car sa taille globale est trop grande à joindre à l'article), ainsi qu'une vidéo démontrant le fonctionnement du circuit (dans la vidéo, la carte contrôlée est connectée via WiFi au module de commande, la carte contrôlée transmet périodiquement des informations sur la température, lorsque le thermomètre est immergé dans eau, la vidéo montre que la température commence à baisser, puis si vous transmettez le symbole " a" depuis le module de commande, la LED de la carte contrôlée s'allumera, et si le symbole est "b", elle s'éteindra) .
Cela semble être tout. N’oubliez pas d’écrire vos commentaires et suggestions ; si ce sujet suscite l’attention, nous développerons des idées pour de nouveaux.
Liste des radioéléments
| Désignation | Taper | Dénomination | Quantité | Note | Boutique | Mon bloc-notes |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | Module Wi-Fi | 1 | Vers le bloc-notes | |||
| IC1 | MK-AVR 8 bits | ATmega8 | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| IC2 | capteur de température | DS18B20 | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| VR1 | Régulateur linéaire | AMS1117-3.3 | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| C1, C2 | Condensateur | 18 pF | 2 | Vers le bloc-notes | ||
| C3, C7, C8 | Condensateur électrolytique | 100 µF | 3 |
De Texas Instruments, il comprend un cœur WiFi entièrement fonctionnel et un puissant microcontrôleur Cortex-M4 avec une fréquence d'horloge de 80 MHz et un large éventail de périphériques familiers. La puce vous permet de créer des appareils Internet des objets complets qui utilisent un réseau WiFi pour accéder à Internet et une variété d'interfaces filaires pour communiquer avec le monde extérieur.
Toutes les ressources du microcontrôleur intégré sont disponibles pour l'application utilisateur : ADC 4 canaux 12 bits, minuteries 4 x 16 bits, interfaces UART, SPI, I2C et SD/MMC. Les capacités multimédia de la puce incluent une interface série pour l'audio I2S et une interface parallèle pour connecter une caméra vidéo. Pour atteindre une vitesse de traitement des données élevée, la puce dispose d'un contrôleur d'accès direct à la mémoire (DMA 32 canaux) et d'un accélérateur matériel pour protéger les informations transmises - une unité de cryptage AES-256.
Applications pour CC3200
- Maison intelligente et bâtiment intelligent ;
- Systèmes de sécurité et de contrôle d'accès ;
- Télémétrie industrielle et capteurs sans fil ;
- Transmission audio et vidéo sans fil ;
- Réseaux intelligents d'approvisionnement en énergie (SmartGrid);
- Accès à Internet et aux services cloud pour tous les appareils embarqués.
Le sous-système Wi-Fi CC3200 comprend un cœur ARM distinct qui effectue toutes les tâches de transfert de données sans fil de manière transparente pour l'utilisateur et ne nécessite pas les ressources du microcontrôleur Cortex-M4, qui est entièrement à la disposition du développeur. De ce point de vue, le CC3200 peut être considéré comme une puce à laquelle a simplement été ajouté un microcontrôleur externe doté d'un cœur Cortex-M4. La radio WiFi CC3200 fonctionne selon la norme 802.11 b/g/n et peut agir soit comme une station de base (« distribuer Internet »), soit comme un client, se connectant à n'importe quel routeur WiFi classique. La vitesse de l'air peut atteindre 72 Mbit/s, tandis que le taux de transfert réel des données utiles atteint 12 Mbit/s en mode connexion TCP. Ce qui distingue le CC3200 des autres solutions similaires est sa prise en charge d'une plus large gamme de modes de connexion sécurisée à un réseau WiFi et fournit une connexion sécurisée fiable basée sur les protocoles TLS/SSL.
L'avantage incontestable du CC3200 est l'écosystème créé par Texas Instruments, qui comprend des piles de protocoles Wi-Fi et TCP/IP intégrées, des outils de débogage peu coûteux, des exemples de programmes pour les tâches WiFi typiques et le développement ouvert de dispositifs WiFi complets pour lesquels un schéma de circuit, liste des éléments, disposition du PCB et code source du programme exécutable.
TOUTES LES COMMANDES QUI SONT AU STATUT « EN ATTENTE DE PAIEMENT » APRÈS L'EXPIRATION DES JOURS SERONT AUTOMATIQUEMENT ANNULÉES SANS PRÉAVIS.
Dans notre boutique en ligne, le prix des marchandises indiqué sur les pages du site est définitif.
Procédure de paiement par monnaie électronique, carte bancaire ou compte mobile :
- Après avoir passé votre commande, votre commande sera passée dans votre compte personnel avec le statut " En attente d'examen"
- Nos responsables vérifieront la disponibilité dans l'entrepôt et placeront en réserve le produit que vous avez choisi. Parallèlement, le statut de votre commande passe à « » Payé".À côté du statut" Payé"le lien sera affiché" Payer", en cliquant sur ce qui vous amènera à la page de sélection des modes de paiement sur le site Robokassa.
- Après avoir sélectionné un mode et effectué le paiement de la commande, le statut passera automatiquement à " Payé"Ensuite, dans les plus brefs délais, la marchandise vous sera envoyée selon le mode de livraison choisi lors du processus de création de commande.
1. Paiement en espèces
En espèces, vous pouvez payer les marchandises que vous avez achetées au coursier (qui livre vos marchandises) ou en magasin (pour le retrait). Si vous payez en espèces, vous recevrez un reçu de vente ou un ticket de caisse.
ATTENTION!!! Nous NE TRAVAILLONS PAS en contre-remboursement, le paiement à réception du colis postal n'est donc pas possible !
2. Paiement par virement bancaire
Pour les personnes morales, nous avons offert la possibilité de régler leurs achats par virement bancaire. Lors de votre commande, sélectionnez le mode de paiement par virement bancaire et saisissez vos informations de facturation.
3. Paiement via terminal de paiement
ROBOKASSA - vous permet d'accepter les paiements des clients en utilisantcartes bancaires, à n'importe monnaie électronique, en utilisant les servicescommerce ambulant(MTS, Megafon, Beeline), paiements viaBanque Internetprincipales banques de la Fédération de Russie, paiements via des guichets automatiques, viaterminaux de paiement instantané, et aussi avec l'aideApplications iPhone.