Zigbee-Transceiver unterstützen weltweite Standards für das ISM-Funkfrequenzband

Zigbee ist ein Kommunikationsprotokoll mit geringem Energieverbrauch, das für die Verwendung im ISM-Frequenzband vorgesehen ist. Dieses Band unterstützt industrielle und wissenschaftliche Hardware wie Gebäudeautomation und medizinische Geräte. In den letzten Jahren hat sich die Heimunterhaltung dem Band angeschlossen, um drahtlose Kommunikation in Anwendungen mit kurzer Reichweite zu ermöglichen.

Der Standard wurde Ende der 1990er Jahre etabliert, um dem wachsenden Bedarf an drahtloser Kommunikation mit geringem Energieverbrauch gerecht zu werden. Die geringe Leistung hielt die Übertragungen im Bereich kurzer Reichweiten, mit der Möglichkeit, Mesh-Netzwerke zu erstellen, falls eine längere Übertragungsreichweite notwendig war. Die über Zigbee übertragenen Daten sind typischerweise von geringer Bandbreite, was ihre Verwendung auf recht einfache Kommunikationsfrequenzen beschränkt.

Es gibt Transceiver-Chips, die eine Chip-Antenne im Silizium integrieren und so einen geringen Platzbedarf auf Hardware-Designs haben. Bauteilhersteller bieten einfache Transceiver-Module bis hin zu System-on-Chip-Modulen an, die einen Mikrocontroller hinzufügen. Zusammen mit dem Zigbee-Transceiver vervollständigt der Mikrocontroller ein komplettes Steuerungssystem, das Funktionalität auf kleinem Raum enthält.

Hintergrund von Zigbee

Viele Unternehmen bieten industrielle, wissenschaftliche und Heimautomatisierungsgeräte an. Daher gibt es eine Zigbee Alliance-Mitgliedschaft, die die Spezifikationen und Standards definiert und pflegt. Jedes Mitglied hat Einfluss auf Änderungen, die den Standard weiterentwickeln, und jedes hat Zugang zu kostenloser Lizenzsoftware für die Implementierung in ihren jeweiligen Hardware-Angeboten.

Im Jahr 2007 erweiterte Zigbee sein Angebot durch die Veröffentlichung von Anwendungsprofilen. Diese Anwendungsprofile umfassen Heimautomatisierung, intelligente Energie, Telekommunikation, Gesundheitswesen, Fernsteuerung, Light Link, kommerzielle Gebäudeautomatisierung, grüne Energie und Einzelhandelsdienstleistungen. Zigbee Smart Energy fügt Dienste für das Laden von Elektrofahrzeugen hinzu. Im Jahr 2009 arbeitete die Zigbee Alliance mit dem Radio Frequency Consortium for Consumer Electronics zusammen, um einen gemeinsamen Standard für Fernbedienungen und andere Verbraucherelektronikprodukte vorzuschreiben.

Definierende Merkmale von Zigbee

Zigbee arbeitet im unlizenzierten ISM-Band zwischen 2,4 und 2,4835 GHz weltweit und in den Bändern 902 bis 928 MHz und 868 bis 868,6 MHz in Australien und Europa. Im 2,4-GHz-Band gibt es 16 Kanäle, die 5 MHz auseinander liegen. Die Übertragungsreichweiten betragen etwa 10 Meter in Innenräumen, mit bis zu 1,6 Kilometern im Freien bei ungehinderter Sichtlinie.

Es gibt drei Arten von Zigbee-Geräten, die jeweils spezifische Funktionen zur Unterstützung der Übertragung unter Verwendung des Zigbee-Protokolls und der Verbindungsschichten ermöglichen. Einige Netzwerke durchlaufen ihre Übertragungsbänder mit Unterstützung von Beacons, während andere dies nicht tun. Einige verwenden Router. Einige bilden Mesh-Netzwerke, um die Übertragungsreichweiten zu erhöhen, indem sie Geräte und Sprungpunkte im Raum nutzen.

Zu berücksichtigende Parameter bei der Auswahl eines Zigbee-Transceivers

Zigbee-Transceiver-Komponenten enthalten typischerweise integrierte Antennen. Einige unterstützen sowohl integrierte als auch externe Antennen und bieten damit Flexibilität in der Systemkonfiguration. Einige gehen noch einen Schritt weiter, indem sie einen Steuerungsprozessor im Schaltkreis integrieren, um die Notwendigkeit für zusätzliche Teile zu eliminieren. Wir stellen drei mögliche Komponenten für die Unterstützung von Zigbee in der Designkonfiguration vor.

Texas Instruments, CC2530 RF IC

Diese Komponente integriert einen Zigbee-Transceiver zusammen mit einem Mikrocontroller für Zigbee-Anwendungen. Sie benötigt sehr wenige externe Komponenten und erfordert einen einzigen Kristall für asynchrone Netzwerke. Die Komponente entspricht weltweiten Funkfrequenzvorschriften. Sie bietet mehrere Energiesparmodi für einen effizienten Energieverbrauch im aktiven Betrieb und im Ruhezustand über einen weiten Versorgungsspannungsbereich von 2V bis 3,6V. Diese Komponente wird mit einem Entwicklungskit geliefert, dem CC2530ZDK-ZLL.

*Der CC2530 ist eine echte System-on-Chip (SoC)-Lösung für IEEE 802.15.4, Zigbee und RF4CE-Anwendungen. Er ermöglicht den Aufbau robuster Netzwerkknoten mit sehr niedrigen Gesamtmaterialeinkaufskosten. Der CC2530 kombiniert die hervorragende Leistung eines führenden RF-Transceivers mit einem Industriestandard-8051-MCU mit erweiterten Funktionen, in-system programmierbarem Flash-Speicher, 8-KB-RAM und vielen anderen leistungsstarken Funktionen. Der CC2530 ist in vier verschiedenen Flash-Versionen erhältlich: CC2530F32/64/128/256, mit jeweils 32/64/128/256 KB Flash-Speicher. Der CC2530 hat verschiedene Betriebsmodi, was ihn besonders geeignet für Systeme macht, bei denen ein ultraniedriger Energieverbrauch erforderlich ist. *

Gefunden auf Seite 25 des CC2530-Datenblatts

Microchip, MRF24J40MD/ME

Diese Komponente arbeitet mit einer typischen Spannung von 3,3V und zeichnet sich durch einen niedrigen Stromverbrauch im ISM-Band aus. Sie ist kompatibel mit den Mikrocontroller-Familien von Microchip PIC16, PIC18, PIC24, dsPIC33 und PIC 32 unter Verwendung des SPI-Interface-Protokolls. Sie ist für den Einsatz in den Vereinigten Staaten, Europa und Australien/Neuseeland mit Reichweiten von bis zu 4000 Fuß zugelassen.

Das MRF24J40MD/ME ist ein 2,4 GHz IEEE-Standard 802.15.4-konformes, oberflächenmontierbares Modul mit integriertem Kristall, interner Spannungsregelung, Anpassungsschaltung, Leistungsverstärker, Rauscharmem Verstärker mit PCB-Spurantenne oder 50Ω externem Antennenanschluss. Das MRF24J40MD/ME-Modul arbeitet im lizenzfreien 2,4-GHz-Frequenzband. Das integrierte Moduldesign befreit den Integrator von umfangreichen RF- und Antennendesigns sowie regulatorischen Compliance-Tests und ermöglicht so eine schnellere Markteinführung.

Gefunden auf Seite 1 des MRF24J40MD/ME-Datenblatts

Digi, XBP24-Z7WIT-004

Dies ist ein Modul, das eine Antenne zur Übertragung von 2,4GHz Zigbee-Übertragungen zwischen kompatiblen Geräten integriert. Für die sofortige RF-Kommunikation ist keine Konfiguration notwendig. Seine Reichweite im Freien mit Sichtverbindung ist bis zu 1 Meile betriebsfähig.

Der XBP24-Z7WIT ist ein eingebettetes RF-Modul, das drahtlose Konnektivität für Endgeräte in ZigBee-Mesh-Netzwerken bereitstellt. Unter Nutzung des ZigBee PRO Feature Sets sind diese Module interoperabel mit anderen ZigBee-Geräten, einschließlich Geräten anderer Hersteller mit demselben Funktionsumfang.

Gefunden auf Seite 1 des XBP24-Z7WIT-004 Datenblatts

Es sind Teile verfügbar für die Übertragung von Zigbee-Kommunikationen und diese Teile können auf dieser Website mit dem Suchwerkzeug gefunden werden. Neben den aufgelisteten parametrischen Informationen bietet jede Teileseite Bezugsquellen und Preisinformationen sowie eine Liste ähnlicher Teile. Mit einer Liste ähnlicher Teile kann die beste Lösung für Ihre Anwendung leicht gefunden und in Betracht gezogen werden.

Bleiben Sie auf dem Laufenden mit unseren neuesten Artikeln, indem Sie sich für unseren Newsletter anmelden.