Zigbee トランシーバは、ISM無線周波数帯域の世界基準をサポートします

Zigbeeは、ISM無線周波数帯域で使用するための低消費電力通信プロトコルです。この帯域は、建築自動化や医療機器などの産業および科学ハードウェアをサポートしています。近年、家庭用エンターテイメントが短距離アプリケーションでの無線通信の運用のためにこの帯域に加わりました。

この標準は、低消費電力無線通信の需要が高まる中、1990年代後半に確立されました。低消費電力は、送信を短距離範囲内に保ち、より長い送信範囲が必要な場合にメッシュネットワークを作成する能力を持っています。Zigbeeで送信されるデータは通常、低帯域であり、その使用を比較的単純な通信周波数に限定しています。

シリコン内にチップアンテナを統合したトランシーバチップがあり、ハードウェア設計への小さなフットプリント影響をもたらします。部品ベンダーは、単純なトランシーバモジュールから、マイクロコントローラを追加したシステムオンチップモジュールまでを提供しています。Zigbeeトランシーバと一緒に、マイクロコントローラは小さなスペースに機能を含む完全な制御システムを完成させます。

Zigbeeの背景

多くの企業が産業、科学、および家庭自動化デバイスを提供しています。そのため、仕様と標準を定義し維持するZigbee Alliance Membershipが存在します。各メンバーは、標準の進化に伴う変更に対して意見を持ち、それぞれのハードウェア提供において実装のための無料ライセンスソフトウェアへのアクセスを持っています。

2007年に、Zigbeeはアプリケーションプロファイルを公開することでその提供物に追加しました。これらのアプリケーションプロファイルには、家庭自動化、スマートエネルギー、通信、医療、リモートコントロール、ライトリンク、商業ビル自動化、グリーンパワー、および小売サービスが含まれます。Zigbeeスマートエネルギーは、プラグイン車両の充電サービスを追加します。2009年に、Zigbee Allianceは、リモートコントロールおよびその他の消費者向け電子製品のための共同標準を規定するために、Radio Frequency Consortium for Consumer Electronicsと協力しました。

Zigbeeの定義特性

Zigbeeは、世界中で2.4GHzから2.4835GHz、オーストラリアとヨーロッパでは902MHzから928MHzおよび868MHzから868.6MHzの帯域で、無許可のISM帯域で動作します。2.4GHz帯域には5MHz間隔で16のチャネルがあります。伝送範囲は屋内で約32フィート、障害物のない直線視界で屋外では最大1マイルです。

Zigbeeデバイスには3種類あり、それぞれがZigbeeプロトコルおよびリンク層を使用した伝送をサポートする特定の機能を許可します。一部のネットワークは、サポートビーコンを使用して伝送帯域を移動しますが、他のネットワークはそうしません。一部はルーターを使用します。一部は、デバイスとスペースを越えたステッピングストーンを使用して伝送範囲を増強するメッシュネットワークを形成します。

Zigbeeトランシーバを選択する際に考慮すべきパラメータ

Zigbeeトランシーバ部品には、通常、オンボードアンテナが組み込まれています。一部の製品はオンボードとオフボードの両方のアンテナをサポートする能力を持ち、システム構成の柔軟性を提供します。さらに一歩進んで、制御プロセッサを回路内に組み込むことで、余分な部品が不要になるものもあります。ここでは、Zigbeeの設計構成をサポートするための3つの可能性のある部品を紹介します。

Texas Instruments, CC2530 RF IC

この部品は、ZigbeeトランシーバとZigbeeアプリケーション用のマイクロコントローラを組み合わせています。非常に少ない外部コンポーネントが必要で、非同期ネットワーク用の単一のクリスタルが必要です。この部品は、世界中の無線周波数規制に準拠しています。2Vから3.6Vの広い供給範囲で動作し、アクティブモードとスリープモードの間でエネルギーを効率的に使用するための複数の低電力モードを誇っています。この部品には、CC2530ZDK-ZLLの開発キットが付属しています。

*CC2530は、IEEE 802.15.4、Zigbee、およびRF4CEアプリケーション用の真のシステムオンチップ（SoC）ソリューションです。非常に低い総材料費で堅牢なネットワークノードを構築できます。CC2530は、業界標準の強化された8051 MCU、インシステムプログラマブルフラッシュメモリ、8KB RAM、およびその他多くの強力な機能と、優れた性能のRFトランシーバを組み合わせています。CC2530は、CC2530F32/64/128/256の4つの異なるフラッシュバージョンで提供され、それぞれ32/64/128/256 KBのフラッシュメモリを持っています。CC2530には様々な動作モードがあり、超低消費電力が必要なシステムに非常に適しています。*

CC2530データシートの25ページに掲載

Microchip, MRF24J40MD/ME

この部品は、典型的な3.3V電圧で動作し、ISMバンドでの低電流消費を誇っています。SPIインターフェースプロトコルを使用して、MicrochipのマイクロコントローラファミリーPIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、およびPIC 32と互換性があります。アメリカ合衆国、ヨーロッパ、オーストラリア/ニュージーランドでの使用に適合しており、最大4000フィートの範囲を誇っています。

MRF24J40MD/MEは、統合されたクリスタル、内部電圧レギュレータ、マッチング回路、パワーアンプ、PCBトレースアンテナまたは50Ωの外部アンテナコネクタを備えた2.4 GHz IEEE標準802.15.4準拠の、表面実装モジュールです。MRF24J40MD/MEモジュールは、ライセンス不要の2.4 GHz周波数帯で動作します。統合モジュール設計により、統合者は広範なRFおよびアンテナ設計、および規制遵守テストから解放され、市場投入までの時間を短縮できます。

MRF24J40MD/MEデータシートの1ページに掲載

Digi, XBP24-Z7WIT-004

これは、互換性のあるデバイス間で2.4GHz Zigbee 通信を送受信するためのアンテナを統合したモジュールです。箱から出してすぐにRF通信が可能で、設定は必要ありません。屋外でのRF直線視界範囲は最大1マイルまで操作可能です。

XBP24-Z7WITは、ZigBeeメッシュネットワークのエンドポイントデバイスに無線接続を提供する組み込みRFモジュールです。ZigBee PRO機能セットを利用して、これらのモジュールは他のZigBeeデバイス、同じ機能セットを持つ他のベンダーのデバイスを含む、と互換性があります。

XBP24-Z7WIT-004データシートの1ページ目に記載

Zigbee通信を送受信するための部品があり、これらの部品はこのウェブサイトの検索ツールを使用して見つけることができます。リストされたパラメトリック情報と共に、各部品のページでは調達と価格設定が提供され、類似部品のリストがあります。類似部品のリストを使用すると、アプリケーションに最適なソリューションを簡単に見つけて検討することができます。

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