Transmisor y receptor inalámbrico uart

Tipos de Transmisores/Receptores Inalámbricos UART

Un transmisor y receptor inalámbrico UART se comunica utilizando un receptor-transmisor asíncrono universal (UART). Este dispositivo convierte los datos paralelos en un formato serial para su transmisión y viceversa para la recepción. Un UART puede utilizar muchos protocolos de comunicación, como I2C, SPI, RS-232 y RS-485.

Hay muchos tipos de modelos y variaciones de UART disponibles que se pueden agrupar según la técnica de modulación, la banda de frecuencia y la transmisión de potencia:

• Técnica de Modulación

  Existen principalmente dos tipos de UART que emplean diferentes métodos de modulación para cambiar las ondas de radio. El primer tipo es digital, que utiliza la modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) o la modulación por desplazamiento de amplitud (ASK) para modular los datos en la onda portadora. El segundo tipo es analógico, que utiliza la modulación de amplitud (AM) o la modulación de frecuencia (FM).

• Banda de Frecuencia

  El dispositivo de comunicación inalámbrica UART funciona dentro de bandas de frecuencia específicas determinadas por las regulaciones locales. Algunos dispositivos pueden operar en múltiples bandas, lo que aumenta la flexibilidad. Las bandas comunes incluyen 2.4 GHz con Bluetooth, Wi-Fi y espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS); 915 MHz con Zigbee y red de área amplia de baja potencia (LPWAN); y 868 MHz con LPWAN.

• Transmisión de Potencia

  Según la transmisión de potencia, los UART se pueden clasificar como de largo alcance o de corto alcance. Los transmisores y receptores de largo alcance pueden comunicarse a través de grandes distancias, a menudo superando varios kilómetros, y utilizan energía y antenas sensibles para lograrlo. Ejemplos de UART de transmisor y receptor de largo alcance son LoRa, Sigfox y NB-IoT. Los UART de corto alcance pueden comunicarse a distancias limitadas, generalmente unos pocos metros hasta decenas de metros como máximo. Generalmente son más compactos y menos costosos que los dispositivos de largo alcance. Esta categoría incluye Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi y RF.

Los dispositivos UART reales a menudo son una combinación de los diversos tipos descritos anteriormente. Conocer los requisitos específicos de la aplicación objetivo ayudará a determinar el tipo correcto de UART.

Características y funciones del transmisor y receptor inalámbrico UART

El sistema de transceptor inalámbrico que utiliza un receptor-transmisor asíncrono universal (UART) puede ser una solución efectiva para asegurar la transmisión inalámbrica de largo alcance donde el bajo consumo de energía es fundamental. Las siguientes son algunas de las funciones y características clave de un transmisor y receptor inalámbrico UART:

• Transmisión de datos: La función principal de un transmisor y receptor inalámbrico UART es transmitir y recibir datos de forma inalámbrica. Los datos se transmiten del transmisor al receptor en forma de señales de radio moduladas.
• Comunicación asíncrona: Un sistema UART típico funciona en un modo de comunicación asíncrono entre un transmisor y un receptor. Este tipo de comunicación no requiere sincronización entre el transmisor y el receptor, lo que permite la transmisión de datos a través de largas distancias.
• Técnicas de modulación: Las técnicas de modulación deben utilizarse para la transmisión inalámbrica para convertir la señal que transporta los datos en ondas de radio. El tipo de modulación que se utilizará dependerá de la frecuencia y la forma de onda de la señal. Por ejemplo, la FM se puede utilizar para transmitir ondas de señal analógicas, mientras que PSK, FSK y QPSK se pueden utilizar en la transmisión de señal digital.
• Codificación y decodificación: En un sistema de comunicación UART, los datos se codifican para la transmisión para garantizar que la integridad de los datos se mantenga durante la transmisión. Después de una recepción exitosa, los datos se decodifican y se ponen a disposición para su uso por el extremo receptor.
• Certificados y estándares: El cumplimiento de los certificados y estándares regulatorios es fundamental cuando se utiliza un sistema de transmisión inalámbrica. Estos certificados y estándares aseguran que un sistema de transmisión inalámbrica no interfiera con otros dispositivos electrónicos y mantenga niveles seguros de radiación.
• Rango: Los sistemas de transmisión inalámbrica tienen diferentes rangos según el nivel de modulación y los factores ambientales. El alcance debe tenerse en cuenta al elegir un sistema de transmisión inalámbrica para satisfacer los requisitos de una aplicación final.

Escenarios de un transmisor y receptor inalámbrico UART

El mercado es amplio para la transmisión inalámbrica UART, y las muchas aplicaciones abarcan muchas industrias. Aprovechar un transmisor UART puede facilitar las siguientes tareas:

• Tareas de automatización: Los usos industriales y comerciales para UART incluyen tecnología de automatización, industrias inteligentes y unidades de producción. El modelo UART ayuda a transmitir datos de la computadora al sistema inalámbrico para los usos anteriores y muchos más. Un dispositivo UART puede ayudar a acelerar el tiempo que se tarda en automatizar un proceso.
• Industria del juguete y los juegos: Muchos juguetes y dispositivos de juego aprovechan la tecnología UART para comunicarse en tiempo real con otros dispositivos conectados de forma inalámbrica. Las consolas de juegos y los mandos a distancia de coches de juguete utilizan esta tecnología.
• Telemetría: Los equipos militares y los sistemas de monitoreo utilizan la telemetría para monitorear y controlar sistemas críticos para la misión desde áreas remotas. La terminal UART ayuda en la transmisión de datos en tiempo real para que se puedan monitorear los parámetros del sistema y se intervenga si es necesario.
• Dispositivos de comunicación: Los sistemas de alarma, los dispositivos de seguridad inteligentes para el hogar y los sistemas de cámaras de seguridad dependen de la transmisión de datos en tiempo real para comunicarse de forma inalámbrica. Este tipo de transmisión de datos es fundamental para comprender el estado del dispositivo y tomar las medidas necesarias.
• Atención médica: Otra área donde se puede ver un transmisor de RF UART es en aplicaciones de atención médica. Los sistemas de monitoreo de datos, los dispositivos de seguimiento de pacientes y otros tipos de equipos pueden utilizar la tecnología UART para monitorear los movimientos de los pacientes y los datos vitales.
• Tecnología integrada: Muchas aplicaciones de automatización industrial y tecnología integrada utilizan UART para la comunicación cifrada de dispositivos. Robots, sensores, controladores y muchos otros dispositivos muestran cómo la tecnología UART puede ayudar en la transferencia de datos en tiempo real.

Cómo elegir un transmisor y receptor inalámbrico UART

Seleccionar el transmisor y receptor inalámbrico UART correcto implica varios factores que afectan directamente el rendimiento y la idoneidad para una aplicación específica.

• Rango de comunicación

  Los requisitos de la aplicación determinan el rango de comunicación. Las aplicaciones de corto alcance, como la conexión de sensores a un controlador dentro de un espacio confinado, necesitan un transmisor y receptor con un corto alcance. Por otro lado, los dispositivos de largo alcance son adecuados para aplicaciones que requieren la transmisión de datos a través de varias millas.

• Tasa de datos

  La tasa de datos es el número de bits transmitidos por segundo. Elija un dispositivo con una tasa de datos que satisfaga los requisitos de la aplicación. Por ejemplo, un dispositivo con una alta tasa de datos es adecuado para aplicaciones que requieren una transferencia de datos rápida.

• Esquema de modulación

  El esquema de modulación utilizado para transmitir datos de forma inalámbrica afecta el rango, la robustez y la calidad de la señal. Las aplicaciones que requieren señales robustas con excelente calidad a través de largos rangos necesitan transmisores que utilicen esquemas de modulación como la modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) o la modulación por desplazamiento de fase (PSK).

• Potencia de salida

  Una mayor potencia de salida puede aumentar el rango de transmisión y la confiabilidad. Sin embargo, la potencia de salida afecta el consumo de energía. Los dispositivos de baja potencia de salida son ideales para dispositivos pequeños y compactos alimentados por baterías.

• Frecuencia

  Considere la banda de frecuencia utilizada por los módulos transmisor y receptor. Asegúrese de que la banda esté libre para usar en el área donde se implementará el dispositivo. Si el dispositivo se implementará en entornos industriales, elija un módulo que opere en una banda de frecuencia menos congestionada.

• Características especiales

  Los módulos transmisor y receptor pueden venir con características especiales como cifrado para la seguridad de los datos, microcontroladores integrados para el preprocesamiento de datos o capacidades de largo alcance (por ejemplo, LoRa) para la comunicación a distancia extendida. Considere las características adicionales que pueden mejorar la funcionalidad y satisfacer requisitos específicos.

• Certificación del dispositivo

  Asegúrese de que el dispositivo inalámbrico tenga las certificaciones necesarias para el cumplimiento de las regulaciones locales. Verificar las certificaciones del dispositivo evita problemas legales y asegura que los dispositivos cumplan con los estándares de interoperabilidad.

Transmisor y receptor inalámbrico UART P&R

P1: ¿Puede funcionar un receptor UART sin un transmisor?

A1: Un receptor UART no puede funcionar sin un transmisor. La función principal de un transmisor es enviar datos que un receptor interpreta. Ambas partes son necesarias para la comunicación. Sin embargo, algunos dispositivos UART pueden funcionar en modos que les permiten operar como transmisor y receptor alternativamente. Los sistemas de dúplex completo también permiten que los transmisores y receptores funcionen simultáneamente en la misma línea. Los transmisores y receptores generalmente se pueden conectar como partes de un circuito o sistema incluso si no son dispositivos independientes.

P2: ¿Cuál es el rango de los transmisores y receptores inalámbricos UART?

A2: El rango varía significativamente según los factores ambientales, los obstáculos y la tecnología específica utilizada. En espacios abiertos, algunos sistemas pueden alcanzar rangos de hasta varios kilómetros. Sin embargo, los entornos industriales y urbanos pueden reducir el rango debido a la interferencia y la atenuación de la señal. Las condiciones de línea de visión optimizan el rango para muchos tipos de transmisores y receptores. Los sistemas de menor frecuencia generalmente tienen rangos más largos que las frecuencias más altas.

P3: ¿Cómo funciona la transmisión de datos entre los transmisores y receptores inalámbricos UART?

A3: El transmisor envía los datos a través de una señal de radiofrecuencia o infrarroja, que convierte los datos seriales UART en un formato adecuado para la transmisión inalámbrica. Esta señal es recibida y decodificada por el receptor, que convierte la señal inalámbrica nuevamente en datos seriales UART que el dispositivo receptor puede entender. Esta transmisión requiere el cumplimiento de un protocolo de comunicación inalámbrica específico además de UART.