Das 2,4-GHz-WLAN-Modul verursacht Interferenzen auf dem 433-MHz-HF-Empfängermodul

Ich habe eine Prototypplatine mit zwei HF-Modulen, einem 2,4-GHz-WLAN-Modul (ESP-01) und einem kostengünstigen 433,92-MHz-HF-Empfängermodul (Wenshing RWS-371F-6). Mein 433-MHz-Sender (eine Fernbedienung) sendet in Manchester codierte Daten, die vom Empfänger decodiert werden sollen. Dieser Teil funktioniert gut. Die Datenrate beträgt 2000 Bit pro Sekunde und ich verwende einen 433,92-MHz-SAW-Resonator auf dem Prototyp der Fernbedienungsplatine. Ich habe einen Frequenzmesser, und seine Sendefrequenz liegt konstant genau bei 433,9MHz. Wenn das ESP-01-Modul nicht an die Platine angeschlossen ist, kann ich das Relais der Platine aus 50 Metern Entfernung durch kurzes Drücken der Tasten der Fernbedienung steuern, und es funktioniert fast immer in dieser Entfernung (um das Relais zu steuern). . Wenn das ESP-01-Modul an die Platine angeschlossen ist, ist die 433-MHz-HF-Leistung sehr schlecht. Zum Beispiel, Aus nur 5 Metern Entfernung muss ich lange auf den Knopf drücken, um das Relais zu steuern, und manchmal funktioniert es nicht. Und wenn das ESP-Modul an die Platine angeschlossen ist, funktioniert es nie, wenn Sie kurz auf die Taste drücken, wie es funktioniert, wenn das ESP-01-Modul nicht an der Platine angeschlossen ist ...

Wie auf den Fotos zu sehen ist, habe ich eine 433MHz-Modulantenne mit spiralförmigem und geradem Draht (17,3cm und 13cm) getestet, und mit 13cm langem Draht ist das Ergebnis noch schlechter.

Diese Platine verfügt über eine 12-V-Stromversorgung (100 kHz - LNK626DG), die aus dem Netz erzeugt wird, dann werden die 12 V auf 5 V (7805) und 3,3 V (LM1117IMP-3.3) reduziert, zwei lineare Spannungsregler. Das Board hat auch eine Grundebene, die von allen geteilt wird.

Das einzige, was an den 5-V-Ausgang angeschlossen ist, ist der 433-MHz-HF-Empfänger. Am Eingang des 5-V-Reglers habe ich eine 100-nF-Keramik und am Ausgang eine 10-uF-Keramik 0805 16 V, und an den beiden 5-V-Versorgungspins des 433-MHz-Moduls habe ich eine 100-nF-Keramik.

Der ESP-01 wird von geregelten 3,3 V versorgt (diese Stromversorgung wird beim nächsten Prototypen durch einen Abwärtswandler von 1,5 MHz ersetzt). Am Ausgang dieses Reglers habe ich einen 22uF Keramik, und ganz in der Nähe des 3,3V Pins des ESP-Moduls habe ich 2x 22uF 0805 10V Keramikkondensatoren.

In diesem Board ist es auch möglich, ein Bluetooth-Modul wie das HC-05 (Bluetooth ist auch 2,4 GHz) anstelle von ESP-01 anzuschließen, und wenn das BT-Modul an das Board angeschlossen ist und funktioniert, verursacht es keine Störungen die 433-MHz-HF wie das ESP-Modul, möglicherweise aufgrund der energiesparenden HF von Bluetooth.

Mir ist aufgefallen, dass sich der 3,3-V-Ausgang an einer Kante der Platine befindet und der ESP-Anschluss sich an der anderen Kante der Platine befindet ...

Weiß jemand, ob es in meinem Board möglich ist, eine gute Leistung auf 433 MHz RF zu haben und gleichzeitig das ESP-Modul zu verwenden? Denn in meinem Board scheint das ESP-Modul die Empfangsfähigkeit des 433-MHz-Moduls zu stören.

Warum tritt diese Störung auf? Und was könnte man zur Lösung tun?

Ist es ein Layoutproblem?

Datenblatt des 433MHz Empfängermoduls: www.web66.com.tw/_file/C3/31776/Dfile/1402897191832file.pdf?t=2019091807

Grüße.

Haben Sie überprüft, ob das ESP-Modul selbst einwandfrei funktioniert? Haben Sie die Versorgungsspannungen usw. an den Modulen (ESP und 433-MHz-Empfänger) überprüft, wenn dieses Problem auftritt?
Das ESP funktioniert großartig, ich habe einen Webserver damit erstellt und es funktioniert gut. Ich habe das Oszilloskop direkt auf die VCC- und GND-Pins des 433-MHz-HF-Moduls gelegt und das Signal ist sehr gut (gerade Linie), und die 5 V sind gut, unabhängig davon, ob das ESP an die Platine angeschlossen ist oder nicht. Das Signal an 3,3V von ESP ist auch ok. Das Problem besteht auf dem 433-MHz-Empfänger, und das Ergebnis ist einfach zu sagen, dh wenn ESP vorhanden ist, ist 433 schlecht, wenn ESP nicht vorhanden ist, ist 433 gut.
Diese kleinen 433-MHz-Module sind notorisch schrecklich, insbesondere die Empfänger. Damit will ich nicht sagen, dass das Ihr einziges Problem ist, aber Sie sollten wissen, dass die kleinen Billigen ziemlicher Müll sind.
Können Sie vielleicht Designdateien Ihres Proto-Boards (Schaltplan, PCB) freigeben, damit jeder sehen kann, welche Ressourcen zwischen dem ESP und dem 433-MHz-Modul geteilt werden?
Es ist keine gute Idee, die PCB-Antenne neben dem Trafo zu platzieren. Soweit ich das beurteilen kann, geht das Magnetfeld der Spule direkt durch die Antenne ... Und natürlich fragt allein dieses Funkmodul nach Problemen. Es stellt sich heraus, dass Sie bekommen, wofür Sie bezahlen.

Antworten (3)

Ihr 433-MHz-Empfängermodul hat einen Trimmer in der HF-Spule und keinen Kristall, was darauf hindeutet, dass es sich um einen superregenerativen Typ handelt. Diese haben eine schlechte Selektivität und sind daher anfällig für Störungen bei anderen Frequenzen. Es hat auch keine Abschirmung, sodass ein starkes HF-Signal „durchbrechen“ und von aktiven Komponenten auf der Platine aufgenommen werden könnte. Die Antenne des ESP-01 ist weniger als 10 mm von der 433-MHz-Antenne entfernt, sodass die Wahrscheinlichkeit von Interferenzen hoch ist.

Als erstes würde ich den ESP-01 um 180° drehen oder vertikal montieren, damit seine Antenne weiter vom 433-MHz-Empfänger entfernt ist. Ich würde auch in Betracht ziehen, einen Superheterodyn -433-MHz-Empfänger mit höheren Spezifikationen zu verwenden , der so ausgerichtet ist, dass seine Antenne so weit wie möglich vom ESP-01 entfernt ist und mit einer Abschirmung um ihn herum, falls nicht bereits abgeschirmt.

Ihre Masseebene kann verbessert werden, indem Sie sie an die Oberseite der Platine verschieben und mehr Drähte auf der Unterseite verlegen. Auf diese Weise könnte es als Abschirmung fungieren, die verhindert, dass HF vom ESP-01 in Spuren gelangt, die zu anderen Teilen des Stromkreises führen.

Meinst du sowas? Ich kann ein Paar für Tests kaufen ... produto.mercadolivre.com.br/…
Wenn ich mein "superregeneratives" Modul durch ein "superheterodyne" (wie das Modul des obigen Links) ersetze, muss ich dann auch das Design der Fernbedienung ändern? Um zu arbeiten?
Ja, dieses Modul sollte mit Ihrem Sender gut funktionieren.
Diese Frage mag für dieses Thema gelten: Warum soll Superheterodyn besser sein als Superregenerativ?

Wie bereits erwähnt, sind regenerative Empfänger notorisch schrecklich.

Aber selbst wenn Sie etwas bauen, um OOK-Signale mit einem guten Sub-GHz-Datenfunkgerät zu empfangen, wie es Ti, SiLabs usw. verkaufen, müssen Sie sich immer noch um lokale Rauschquellen kümmern.

Entkoppeln Sie alle Spannungen und Signale zwischen Funkgerät und digitalen Schaltungen mit Tiefpassfiltern wie SMD-Ferritperlen. Wenn Sie ein serielles Debug-Kabel haben, entkoppeln Sie dieses besonders.

Vermeiden Sie die Verwendung eines Schaltnetzteils, wenn Sie mit einem beginnen müssen, folgen Sie ihm mit einem linearen Regler.

Dies sind keine theoretischen Vermutungen, sondern Probleme, die beim tatsächlichen Bau eines Geräts dieses Typs auftreten.

Umgekehrt ist es bei einem vernünftigen Protokoll nicht so wahrscheinlich, dass das WLAN-Funkgerät sendet, während Sie versuchen zu empfangen, und dies ist (zumindest bei einem guten Sub-GHz-Funkgerät) auch nicht so wahrscheinlich, wie man vermuten könnte.

Ich sollte einige SMD-Ferritperlen haben, um Tests zu machen. Im Fall dieses 433-MHz-Empfängermoduls hat es 8 Pins, 3 Pins sind mit GND verbunden, 2 Pins sind mit 5 V verbunden, 1 Pin ist Antenne, 1 Pin ist der digitale Ausgang und der verbleibende Pin ist schwebend (es ist ein linearer/analoger Ausgang). Dann empfehlen Sie, einen Ferrit in Reihe zwischen Digitalausgang und MCU und in Reihe mit den 2 Pins zu schalten, die mit der 5-V-Schiene verbunden sind? All diese Ferrite in der Nähe der 433-MHz-Modulstifte? Ich kann das morgen ausprobieren... Danke für deine Hilfe!
Zwischen dem Digitalausgang des 433-MHz-Moduls und dem MCU-Eingang befindet sich ein 1K-Widerstand, da das Modul mit 5 V und die MCU mit 3,3 V versorgt wird. Wird in diesem Fall ein zusätzlicher Ferrit benötigt?

Um die Grundursache von Interferenzen zu finden, verwenden Sie die bereits vorgeschlagenen Methoden, um leitungsgebundenes Rauschen mit Ferrit-Drosseln und abgestrahltes Taktrauschen mit einer Dummy-Abschirmung zu isolieren, um die Kopplung zu isolieren.

Dies könnte eine geerdete "Dose" sein, die über einen Schutzisolator gelegt wird, nur um abgestrahlte EMI zu dämpfen, z. B. von Oberwellen des 26-MHz-Rechteckwellentakts. Wenn es den Empfang verbessert, wissen Sie, dass Nähe und abgestrahlte EMI die Ursache sind.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe nicht verstanden, welche(n) Test(s) ich machen muss. Wo muss ich die Ferritperle hinzufügen? In Reihe mit den VCC-Signalen des 433-Moduls? Ich habe nicht verstanden, wo die Dummy-Shield-Dose platziert werden soll und ob sie mit GND verbunden werden soll. Können Sie mehr erklären? Vielen Dank für Ihre Hilfe, aber ich habe weniger Wissen über RF.
Isolieren Sie das ESP-01 davon, Störungen zu verursachen. (1) schneiden Sie +5V ab und fügen Sie eine HF-Drossel hinzu, bevor Sie die Kappen schneiden (2) schalten Sie die abgestrahlte EMI ein (stoppen Sie die Uhr oder blockieren Sie das abgestrahlte Rauschen der Uhr.) Wie schirmt man EMI ab? winziger Faraday-Käfig in einer Dose, die über ESP-01 geerdet ist, oder stellen Sie ein Verlängerungsbandkabel her, um die Karte von 433-MHz-CCTs wegzubewegen.
Ich habe einige Tests gemacht. Ich habe Ferrite in Reihe auf die 5V-Pins der Module gelegt, vor die Kondensatoren, und hatte auch ein schlechtes Ergebnis mit dem 433MHz-Empfang, wenn das ESP-Modul an der Platine angeschlossen ist.
Also habe ich ein 8-poliges Kabel verwendet, um das ESP-Modul etwa 15 cm (~ 6 Zoll) weiter von der Stelle entfernt zu machen, an der es normalerweise auf der Platine montiert ist. Ergebnis: Auch der 433MHz-Empfang wurde schlecht.
Das impliziert Nähe und abgestrahlte Störungen (abschirmen)
Also habe ich diese Testplatine genommen und das ESP davon getrennt, und dann war der 433-MHz-Empfang auf diese Weise großartig. Also habe ich dasselbe ESP-Modul auf eine zweite Testplatine gesetzt (die die gleiche Schaltung wie die erste, aber nicht das gleiche Layout hat), und ich habe das ESP der zweiten Platine in der Nähe der 433-MHz-Antenne auf der ersten Platine platziert. Das heißt, die erste Platine ohne angeschlossenes ESP und eine zweite Platine auf der Seite mit angeschlossenem und funktionierendem ESP.
In diesem Fall befanden sich Wifi/ESP und 433 RF auf verschiedenen Schaltkreisen, und die Interferenz trat immer noch auf. Wenn das zweite Board mit Strom versorgt wird, ist der 433MHz-Empfang des ersten Boards schlechter, wenn ich das zweite Board ausschalte, funktioniert der 433MHz-Empfang hervorragend.
Nächste Woche werde ich zwei Modelle von superheterodynen 433-MHz-Modulen kaufen, mit der gleichen Pinbelegung wie das aktuelle. Einer davon ist von Holtek. Das Datenblatt zeigt, dass es sich um ein "Low IF OOK-Empfängermodul" handelt.
Sofern Sie keine Möglichkeit haben, abgestrahlte HF mit einem Spektrumanalysator und einer Drahtschleife oder einem geraden kurzen Draht zu messen, benötigen Sie Erfahrung, um die erforderliche Isolierung hinzuzufügen, wie dies bei Mobilfunkmasten der Fall ist. Orientierung, Trennung und Abschirmung aller Materie
Das 2,4-GHz-WLAN-Modul verursacht Interferenzen auf dem 433-MHz-HF-Empfängermodul
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