Los transceptores Zigbee soportan estándares mundiales para la banda de frecuencia de radio ISM

Zigbee es un protocolo de comunicación de baja potencia destinado para uso en la banda de frecuencia de radio ISM. Esta banda soporta hardware industrial y científico como la automatización de edificios y dispositivos médicos. En años recientes, el entretenimiento doméstico se ha unido a la banda para la operación de comunicación inalámbrica en aplicaciones de corto alcance.

El estándar se estableció a finales de los años 90 para satisfacer la creciente necesidad de comunicaciones inalámbricas de baja potencia. La baja potencia mantenía las transmisiones en territorio de corto alcance con la capacidad de crear redes de malla si era necesario un rango de transmisión más largo. Los datos transmitidos en Zigbee son típicamente de banda baja, manteniendo su uso en frecuencias de comunicación bastante simples.

Hay chips transceptores disponibles que integran una antena de chip dentro del silicio, lo que impacta mínimamente en el diseño del hardware. Los proveedores de partes ofrecen módulos transceptores simples hasta módulos de sistema en chip que añaden un microcontrolador. Junto con el transceptor Zigbee, el microcontrolador completa un sistema de control que contiene funcionalidad en un espacio pequeño.

Antecedentes de Zigbee

Muchas empresas ofrecen dispositivos industriales, científicos y de automatización del hogar. Como tal, existe una Membresía de la Alianza Zigbee que define y mantiene las especificaciones y estándares. Cada miembro tiene voz en los cambios que evolucionan el estándar y cada uno tiene acceso a software de licencia gratuita para su implementación en sus respectivas ofertas de hardware.

En 2007, Zigbee añadió a sus ofertas publicando perfiles de aplicación. Estos perfiles de aplicación incluyen automatización del hogar, energía inteligente, telecomunicaciones, atención médica, control remoto, enlace de luz, automatización de edificios comerciales, energía verde y servicios de venta al por menor. Zigbee Smart Energy añade servicios para la carga de vehículos enchufables. En 2009, la Alianza Zigbee se asoció con el Consorcio de Frecuencia de Radio para Electrónica de Consumo para prescribir un estándar conjunto para controles remotos y otros productos de electrónica de consumo.

Características Definitorias de Zigbee

Zigbee funciona en la banda ISM no licenciada entre 2.4 y 2.4835GHz a nivel mundial, y en las bandas de 902 a 928MHz y 868 a 868.6MHz en Australia y Europa. Hay 16 canales en la banda de 2.4GHz espaciados 5MHz aparte. Los rangos de transmisión son de aproximadamente 32 pies en interiores, con hasta 1 milla al aire libre en línea de visión despejada.

Hay tres tipos de dispositivos Zigbee, cada uno permitiendo funcionalidades específicas para soportar la transmisión usando el protocolo Zigbee y capas de enlace. Algunas redes viajan sus bandas de transmisión usando balizas de soporte mientras que otras no. Algunas usan routers. Algunas forman redes de malla para aumentar los rangos de transmisión usando dispositivos y piedras de paso a través del espacio.

Parámetros a Considerar al Seleccionar un Transceptor Zigbee

Las partes de transceptor Zigbee típicamente incorporan antenas a bordo. Algunas tienen la capacidad de soportar tanto antenas a bordo como externas, ofreciendo versatilidad en la configuración del sistema. Algunas van un paso más allá al incorporar un procesador de control dentro del circuito para eliminar la necesidad de partes extrínsecas. Destacamos tres posibles partes para el soporte de Zigbee en la configuración de diseño.

Texas Instruments, CC2530 RF IC

Esta parte incorpora un transceptor Zigbee junto con un microcontrolador para aplicaciones Zigbee. Requiere muy pocos componentes externos y necesita un único cristal para redes asincrónicas. La parte cumple con las regulaciones de radiofrecuencia a nivel mundial. Cuenta con varios modos de bajo consumo para un uso eficiente de la energía durante los modos activo y de reposo, operando en un amplio rango de suministro de 2V a 3.6V. Esta parte viene con un kit de desarrollo, el CC2530ZDK-ZLL.

*El CC2530 es una verdadera solución de sistema en chip (SoC) para aplicaciones IEEE 802.15.4, Zigbee y RF4CE. Permite construir nodos de red robustos con costos totales de material muy bajos. El CC2530 combina el excelente rendimiento de un transceptor RF líder con un MCU 8051 mejorado estándar de la industria, memoria flash programable en sistema, 8-KB de RAM y muchas otras características poderosas. El CC2530 viene en cuatro diferentes versiones de flash: CC2530F32/64/128/256, con 32/64/128/256 KB de memoria flash, respectivamente. El CC2530 tiene varios modos de operación, lo que lo hace muy adecuado para sistemas donde se requiere un consumo de energía ultrabajo. *

Encontrado en la página 25 de la hoja de datos de CC2530

Microchip, MRF24J40MD/ME

Esta parte opera con un voltaje típico de 3.3V presumiendo un bajo consumo de corriente en la banda ISM. Es compatible con las familias de microcontroladores de Microchip de PIC16, PIC18, PIC24, dsPIC33, y PIC 32 usando el protocolo de interfaz SPI. Cumple para su uso en Estados Unidos, Europa y Australia/Nueva Zelanda con alcances de hasta 4000 pies.

El MRF24J40MD/ME es un módulo montado en superficie compatible con el estándar IEEE 802.15.4 de 2.4 GHz, con cristal integrado, regulador de voltaje interno, circuitos de adaptación, Amplificador de Potencia, Amplificador de Bajo Ruido con antena de traza PCB o conector de antena externa de 50Ω. El módulo MRF24J40MD/ME opera en la banda de frecuencia no licenciada de 2.4 GHz. El diseño integrado del módulo libera al integrador de un extenso diseño de RF y antena, y pruebas de cumplimiento regulatorio permitiendo un tiempo de comercialización más rápido.

Encontrado en la página 1 de la hoja de datos de MRF24J40MD/ME

Digi, XBP24-Z7WIT-004

Este es un módulo que integra una antena para transcepción de transmisiones Zigbee de 2.4GHz entre dispositivos compatibles. No es necesaria ninguna configuración para comunicaciones RF directas desde el primer uso. Su alcance de línea de vista RF al aire libre es operable hasta 1 milla.

El XBP24-Z7WIT es un módulo RF embebido que proporciona conectividad inalámbrica a dispositivos finales en redes de malla ZigBee. Utilizando el Conjunto de Características ZigBee PRO, estos módulos son interoperables con otros dispositivos ZigBee, incluidos dispositivos de otros proveedores con el mismo conjunto de características.

Encontrado en la página 1 de la hoja de datos de XBP24-Z7WIT-004

Hay partes disponibles para la transcepción de comunicaciones Zigbee y esas partes se pueden encontrar en este sitio web utilizando la herramienta de búsqueda. Junto con la información paramétrica listada, la página de cada parte ofrece información de abastecimiento y precios y una lista de partes similares. Con una lista de partes similares, la mejor solución para su aplicación puede ser fácilmente encontrada y considerada para su uso.

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