На какой частоте радио маяк. Радио маяк: частоты вещания, история и особенности работы — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Какие частоты использует радио Маяк в разных городах России. Как работает сеть радиомаяков на КВ-диапазонах. Чем отличаются маяки на УКВ и СВЧ. Какие основные принципы работы радиомаяков.

Содержание

История создания и развития радиостанции «Маяк»

Радио «Маяк» — одна из старейших и наиболее известных радиостанций России. Она начала свое вещание 1 августа 1964 года. Изначально радиостанция задумывалась как информационно-музыкальная альтернатива официозному первому каналу Всесоюзного радио.

Чем отличалось радио «Маяк» от других станций того времени? Основными особенностями были:

Получасовой формат вещания: 25 минут музыки, 5 минут новостей
Разнообразие музыкальных жанров в эфире
Оперативная подача новостей
Прямые включения с места событий

За более чем 50-летнюю историю «Маяк» стал одной из самых популярных радиостанций страны. В 1990-е годы формат вещания был существенно изменен — появились авторские программы, интервью, аналитика. Сегодня «Маяк» остается одной из ведущих информационно-разговорных радиостанций России.

Частоты вещания радио «Маяк» в крупных городах России

Радио «Маяк» ведет вещание в более чем 500 городах России и ближнего зарубежья. Рассмотрим частоты вещания в некоторых крупных городах:

Москва — 103.4 FM
Санкт-Петербург — 107.0 FM
Екатеринбург — 100.8 FM
Новосибирск — 93.8 FM
Нижний Новгород — 92.4 FM
Казань — 93.9 FM
Челябинск — 93.6 FM
Омск — 88.6 FM
Самара — 92.1 FM
Ростов-на-Дону — 91.8 FM

Как видим, в большинстве городов радио «Маяк» вещает в FM-диапазоне на частотах от 88 до 108 МГц. Это обеспечивает хорошее качество звука и широкий охват аудитории.

Принципы работы радиомаяков и их применение

Радиомаяки — это специальные передающие радиостанции, излучающие сигналы для определения направления на них. Они широко применяются в навигации, радиосвязи и радиолюбительской практике.

Каковы основные принципы работы радиомаяков?

Непрерывное излучение сигнала заданной частоты и мощности
Передача позывного сигнала или другой идентифицирующей информации
Стабильность частоты и уровня сигнала
Работа в автоматическом режиме без обслуживания

Радиомаяки позволяют изучать распространение радиоволн, проводить настройку и калибровку приемной аппаратуры, определять качество прохождения сигнала на различных трассах.

Особенности КВ-маяков международной сети IBP

Международный проект радиомаяков (International Beacon Project — IBP) координируется Международным радиолюбительским союзом (IARU). В чем заключаются особенности этой сети маяков?

18 маяков расположены по всему миру
Маяки работают на частотах 14.100, 18.110, 21.150, 24.930 и 28.200 МГц
Каждый маяк передает сигнал в течение 10 секунд

Маяки передают по очереди, образуя 3-минутный цикл
Передается позывной и серия сигналов разной мощности

Такая организация работы позволяет оперативно оценивать прохождение на КВ-диапазонах в разных направлениях. Радиолюбители используют сеть IBP для изучения распространения радиоволн и настройки своего оборудования.

Маяки на УКВ и СВЧ диапазонах

На ультракоротких волнах (УКВ) и сверхвысоких частотах (СВЧ) также работают сети радиомаяков. Какие особенности имеют эти маяки?

Работают на частотах от 50 МГц и выше
Используются узкополосные виды модуляции (CW, FSK)
Применяются направленные антенны
Часто имеют небольшую мощность (единицы ватт)
Служат для изучения тропосферного прохождения

На УКВ и СВЧ распространение сигнала ограничено прямой видимостью. Однако при определенных условиях возможна связь на большие расстояния. Маяки позволяют отслеживать такие аномальные прохождения и проводить эксперименты.

Частотные диапазоны УКВ и СВЧ маяков

Рассмотрим типичные частоты работы маяков на разных диапазонах:

50 МГц (6 м) — 50.000-50.100 МГц
144 МГц (2 м) — 144.400-144.490 МГц
432 МГц (70 см) — 432.400-432.490 МГц
1296 МГц (23 см) — 1296.800-1296.990 МГц
2320 МГц (13 см) — 2320.800-2320.990 МГц
5760 МГц (6 см) — 5760.800-5760.990 МГц

Как видим, на каждом диапазоне для маяков выделен отдельный участок частот шириной 100-200 кГц. Это позволяет избежать взаимных помех между маяками.

Принципы планирования сетей радиомаяков

При создании сетей радиомаяков учитываются следующие принципы:

Географическое распределение частот по регионам
Разнос частот между соседними маяками
Группировка маяков по географическим зонам
Согласованность частот на разных диапазонах
Стандартизация форматов передачи

Такой подход позволяет эффективно использовать выделенный частотный ресурс и избежать взаимных помех. При этом сохраняется удобство для операторов при поиске и идентификации сигналов маяков.

Технические аспекты работы радиомаяков

Рассмотрим некоторые технические особенности работы радиомаяков:

Позывные сигналы

Каждый маяк имеет уникальный позывной сигнал, который передается не реже одного раза в минуту. Это позволяет однозначно идентифицировать источник сигнала.

Виды модуляции

На КВ-диапазонах чаще всего используется телеграфия (CW). На УКВ и СВЧ применяются узкополосные виды модуляции — CW, RTTY, PSK. Некоторые маяки используют несколько видов модуляции.

Антенны

На КВ обычно применяются вертикальные антенны. На УКВ и СВЧ используются направленные антенны — волновые каналы, параболические антенны. Это позволяет сконцентрировать излучение в нужном направлении.

Мощность передатчиков

Мощность маяков варьируется от долей ватта до нескольких сотен ватт. На УКВ и СВЧ обычно используются маломощные передатчики (5-10 Вт), на КВ мощность может достигать 100-200 Вт.

Использование радиомаяков в любительской радиосвязи

Радиолюбители активно используют сети маяков для различных целей:

Изучение распространения радиоволн
Настройка и проверка приемной аппаратуры
Калибровка измерительных приборов
Отслеживание аномального прохождения на УКВ
Проведение экспериментов по дальней связи

Прослушивание маяков позволяет оперативно оценить условия прохождения и выбрать оптимальные частоты для связи. Это особенно важно при работе на УКВ и СВЧ диапазонах.

Таким образом, сети радиомаяков играют важную роль в развитии радиосвязи и радиолюбительства. Они позволяют изучать распространение радиоволн, проводить эксперименты и совершенствовать технику связи.

Радио Маяк — слушать онлайн

Cлушайте Радио Маяк онлайн бесплатно на TOP-Radio в прямом эфире, в хорошем качестве без регистрации!

Главная
Радиостанции
Радио Маяк

Битрейт:

Like 14742

18 Позиция в рейтинге

Сейчас играет:

Плейлист радиостанции

Что сейчас играет:

Топ треков

Частота вещания по городам:

Волгоград 95. 3 FM
Воронеж 105.7 FM
Екатеринбург 100.8 FM
Казань 93.9 FM
Красноярск 106.6 FM
Москва 103.4 FM
Нижний Новгород 92.4 FM
Новосибирск 93.8 FM
Омск 88.6 FM
Пермь 96.2 FM
Ростов-на-Дону 91.8 FM
Самара 92.1 FM
Санкт-Петербург 107.0 FM
Уфа 100.6 FM
Челябинск 93.6 FM
Архангельск 106.0 FM
Астрахань 101.2 FM
Балаково 101.3 FM
Барнаул 101.0 FM
Белгород 88.7 FM
Бийск 107.2 FM
Биробиджан 103.4 FM
Благовещенск 90.2 FM
Братск 99.9 FM
Брянск 90.6 FM
Великий Новгород 101.2 FM
Владивосток 88.8 FM
Владикавказ 89.6 FM
Владимир 103.9 FM
Вологда 102.3 FM
Горно-Алтайск 104.2 FM
Грозный 90.1 FM
Донецк 88.7 FM

Иваново 104.2 FM
Ижевск 94.4 FM
Иркутск 88.1 FM
Йошкар-Ола 102.7 FM
Калининград 102.5 FM
Калуга 98.7 FM
Каменск-Уральский 95. 2 FM
Кемерово 102.3 FM
Киров 101.4 FM
Кисловодск 102.1 FM
Комсомольск-На-Амуре 89.4 FM
Кострома 100.9 FM
Краснодар 91.4 FM
Курган 102.0 FM
Курск 95.3 FM
Кызыл 102.5 FM
Липецк 106.6 FM
Луганск 102.9 FM
Магадан 105.0 FM
Магнитогорск 101.8 FM
Майкоп 104.0 FM
Махачкала 98.6 FM
Мурманск 103.5 FM
Набережные Челны 99.4 FM
Нальчик 101.1 FM
Невинномысск 98.3 FM
Нижневартовск 89.5 FM
Нижний Тагил 99.6 FM
Новозыбков 102.9 FM
Новокузнецк 103.0 FM
Орел 99.2 FM
Оренбург 106.3 FM
Орск 101.1 FM

Пенза 95.2 FM
Первоуральск 97.2 FM
Петрозаводск 107.9 FM
Петропавловск-Камчатский 103.5 FM
Псков 104.1 FM
Пятигорск 102.5 FM
Рыбинск 102.7 FM
Рязань 99.1 FM
Салават 106.7 FM
Салехард 104.3 FM
Саранск 102.6 FM
Саратов 72. 65 УКВ
Северодвинск 90.4 FM
Смоленск 101.5 FM
Сочи 70.07 УКВ
Ставрополь 104.3 FM
Старый Оскол 105.0 FM
Стерлитамак 106.7 FM
Сургут 107.0 FM
Сыктывкар 90.8 FM
Тамбов 89.8 FM
Тверь 93.1 FM
Тольятти 90.8 FM
Томск 106.6 FM
Тула 103.9 FM
Тюмень 100.0 FM
Улан-Удэ 103.2 FM
Ульяновск 100.6 FM
Хабаровск 90.6 FM
Ханты-Мансийск 101.2 FM
Чебоксары 99.5 FM
Череповец 102.5 FM
Чита 104.5 FM

Шахты 100.5 FM
Якутск 89.7 FM
Ярославль 107.9 FM

Все города

Радио Маяк — федеральная Российская государственная информационно-музыкальная радиостанция, в эфире с 1964 года на частоте 103,4 FM в Москве. Маяк ведет вещание в 514 городах России и мира, что говорит о его популярности. Музыкальный канал радиостанции наполнен отечественной музыкой и хитами. С начала своей истории, радио известно тем, что каждый час вещание продолжают новости, а потом гости студии дают свои комментарии о наиболее значимых событиях часа. Авторская программа Маяка и многочисленные шоу защитили право радиостанции быть первой в выборе слушателей.

Отзывы о «Радио Маяк» ()

Сергей 01.12.2022

Люблю, когда ведущие включают функцию -«Остапа понесло». Появляется ощущение присутствия моих друзей.

Татьяна 30.11.2022

Стиллавин лучший ведущий уже много лет.Когда его номинируют на премию лучший радиоведущий. Весь старый состав тоже ОК.

Владимир 29.11.2022

Зарубежная музыка примитивная, старая советская эстрада не меняется годами и включается циклами.

Алиса 28.11.2022

Любимое радио, слушаю с 7 класса вот уже 8 лет. Моя личность построена на совокупности всех передач эфира, особенно на Физиках и лириках! Сердечное спасибо радио Маяк❤️

Макс 23. 11.2022

Слушаю Вас всегда, когда есть возможность. Лучшее радио! Работаю в море, поэтому ,,Маяк ,, моё радио!

Лариса 23.11.2022

Не нравятся голоса некоторых ведущих новостей. Им не хватает профессионнальной сдержанности. И отбивки слишком резкие. Могли бы быть мелодичнее.

Никита 20.11.2022

Здравствуйте радио маяк музыка отличная нравится очень слушать по выходным да и в будни тоже удачи вам.

Наталья 17.11.2022

Вы делаете моё утро!

Татьяна 15.11.2022

Стиллавин-лучший!

Елена 11.11.2022

Верните, пожалуйста, ведущих с 00:00 до 3:00 ночи. Было время, когда и всю ночь были ведущие. Многие работают и учатся по ночам. Весь период архитектурного института рисовала под ночные передачи маяка,очень скучаю по этому контенту.

Радио Маяк // Смотрим

Профиль

Радио Маяк.
Прямой эфир
Провокация. Премьера
Физики и лирики. По будням
Добин

Тексты от Матецкого
Задайте свой вопрос
Задайте вопрос психологу

Сотворение кумира
Человек читающий
Студия Владимира Матецкого
Место действия: Россия
Смотрим всё

Хочу всё знать

Все подкасты

Весь эфир

Авто-геолокация

О маяках

Что такое маяк?

Маяк — это станция, передающая непрерывные сигналы для использования при изучении различных режимов распространения по разным трассам и для обеспечения раннего предупреждения об открытии полосы частот.

Маяки также обеспечивают стабильные сигналы достаточно точной частоты и постоянного уровня сигнала, которые можно использовать в качестве источника опорного сигнала для настройки приемника.

КВ маяки

Существует сеть радиобуев на КВ-диапазонах, деятельность которых координируется IARU в рамках Международного проекта радиомаяков. Сеть IBP состоит из 18 радиомаяков по всему миру, которые по очереди передают информацию на нескольких частотах. Эти частоты: 10,149 МГц, 14,100 МГц, 18,110 МГц, 21,150 МГц, 24,930 МГц и 28,200 МГц. В этой сети есть один австралийский маяк (VK6RBP).

Существует также ряд других КВ-маяков, не входящих в сеть IBP. Большинство из них находятся на 10-метровом диапазоне между 28,200 и 28,300 МГц. В отличие от сети IBP маяки в сегменте 28,200–28,300 МГц передают непрерывно. В этом сегменте работает несколько австралийских маяков.

6-метровые маяки

На 6 м большинство зарубежных маяков работают на частотах от 50,025 до 50,080 МГц. В этом сегменте работают несколько австралийских маяков. В последние годы ряд австралийских маяков перешли в новый сегмент между 50,280 и 50,320 МГц. Это помогает уменьшить перенаселенность в нижней части бандажа. В старом сегменте 52,300–52,500 МГц все еще работает несколько радиомаяков.

Маяки на диапазонах 2 м и выше

На диапазонах 2 метра и выше австралийские маяки работают в пределах сегмента шириной 200 кГц, который одинаков на каждом диапазоне. На 2-х метрах сегмент маяка 144,400 — 144,600 МГц. На 70 см это 432,400 — 432,600 МГц и так для всех верхних диапазонов.

Работа маяка

Позывные: Необслуживаемые радиобуи должны быть лицензированы ACMA, и большинство австралийских радиобуев имеют позывные, начинающиеся с суффикса «R». Маяки обычно передают свои позывные не реже одного раза в минуту.

Режимы: На диапазонах ниже 30 МГц стандартным режимом для маяков является CW. На 6 м большинство маяков используют CW, но некоторые используют узкую манипуляцию FSK. На диапазонах 2 метра и выше большинство маяков используют FSK. С ростом интереса к цифровым режимам разрабатываются новые маяки, которые будут передавать в одном или нескольких различных цифровых режимах.

Антенны: Вертикальная поляризация обычно используется в диапазонах ниже 30 МГц. Горизонтальная поляризация является стандартной для маяков на диапазонах УКВ-УВЧ. Направленные антенны часто используются на более высоких диапазонах, где целью является изучение распространения по определенному пути.

Планирование частот радиомаяка в диапазонах ОВЧ-УВЧ

Частоты маяков ОВЧ-УВЧ распределяются в соответствии с планом географического распределения. Основными особенностями этого плана являются:
Для каждого крупного региона Австралии зарезервированы уникальные частоты, поэтому каждый маяк может работать на свободном канале.
По возможности частотный интервал между маяками пропорционален расстоянию между ними.
Разнос частот маяка составляет 2 кГц (1 кГц на 50 МГц и более низких диапазонах). Этот интервал является необходимым компромиссом, который позволяет использовать разумное количество радиомаяков при сохранении разумного частотного интервала между ними.
Маяки в каждом штате или географической области сгруппированы вместе в одной и той же части сегмента маяка.
Многодиапазонные маяки работают на одной и той же соответствующей частоте в каждом диапазоне.

Дополнительная информация

Дополнительную информацию о планировании радиомаяков и технических стандартах можно получить в Национальном техническом консультативном комитете.
Последние списки австралийских маяков находятся на странице данных маяков.

Файлы для скачивания

Руководство по распределению частот маяка
Руководство по использованию маяка GUT2 180700.pdf

Последнее обновление страницы: Четверг, 5 июля 2018 г., 13:37, Tac

Устройство отслеживания радиочастотных маяков

Этот проект представляет собой радиочастотный приемник, который поможет пользователю отслеживать направление и расстояние до радиомаяков, работающих на частоте 433 МГц.

В этом заключительном проекте ECE 476 мы построили блок радиочастотного приемника с ЖК-экраном, который будет отображать информацию о радиочастотных сигналах, которые он улавливает поблизости: идентификатор маяка, потерю пакетов от определенного маяка и общий уровень сигнала в непосредственной близости. Все это является полезной информацией, помогающей пользователю определить местоположение маяков. Пользователь сможет определить направление маяков, сравнив уровень сигнала, когда он или она охватывают направленную антенну Yagi.

Вдохновение |Фон| Логическая структура | Компромиссы | Стандарты

Вдохновение для идеи проекта

Мы черпали вдохновение в этой идее проекта от одного из членов группы – Эрика Ю, который имеет чрезвычайно небрежную привычку регулярно оставлять и терять свои личные вещи. Мы подумали, что было бы очень неплохо, если бы было устройство, которое могло бы отображать местонахождение небольших прикрепляемых радиочастотных меток или маяков на его личных вещах. В идеале устройство сможет отслеживать несколько маяков и отображать направление и расстояние каждого маяка относительно текущего положения приемника. Как мы узнаем позже, есть много функций, которыми нам придется пожертвовать из-за фундаментальных аппаратных и теоретических ограничений.

Фон

Антенна представляет собой кусок провода, по которому течет переменный ток. Переменный ток создает электромагнитное поле, которое меняется вместе с током. Другой провод такой же длины на расстоянии может индуцироваться этим электромагнитным полем, и по проводу будет течь аналогичный ток, но более слабый. Это теория радиочастотной связи.

Существует множество различных способов изготовления антенн, и антенны разной формы по-разному реагируют на радиосигналы, а именно, у них разная диаграмма направленности. Самая простая из всех антенн, штыревая антенна, представляет собой просто кусок провода определенной длины. Эта длина зависит от частоты, на которой работает радиоволна:

Где f — частота
(Источник: Antennas for Low Power Applications, Kent Smith, RFM Corp. )

Штыревая антенна имеет следующую диаграмму направленности:

(Источник: Antennas for Low Power Applications, Kent Smith, RFM Corp.)

Из диаграммы направленности видно, что штыревая антенна имеет почти одинаковое усиление во всех направлениях. Это означает, что он одинаково хорошо реагирует на радиоволны со всех направлений.

Еще одна конструкция антенны, представляющая особый интерес для нашего проекта, — направленная антенна Яги-Уда. Антенна с направленным лучом означает, что она имеет особенно высокий коэффициент усиления в ответ на радиоволны с определенного направления, как и следующая диаграмма направленности:

(Источник: RFCafe)

Антенна Yagi-Uda имеет три типа антенных элементов: отражающий элемент, ведомый элемент и прямые элементы. Ведомым элементом является тот, который подключен к приемному модулю. Рефлекторный элемент является единственным, наиболее удаленным от ведомого элемента, а направляющие элементы находятся с другой стороны ведомого элемента, каждый короче и ближе к предыдущему элементу. Вот изображение 6-элементной Яги, которую мы будем использовать для этого проекта:

(Источник: проект Sky Scan Science Awareness Project)

Для проектирования антенны Yagi-Uda существует множество других параметров, таких как диаметр стержня, количество ведомых элементов и т. д. В Интернете доступны бесплатные приложения для расчета размеров антенны Yagi. антенна, такая как Quickyagi модели
ПО от WA7RAI. Однако доступна быстрая формула:
. Длина рефлектора: 0,495 * длина волны
Длина возбуждения: 0,473 * длина волны
Директор 1: 0,440 * длина волны
Директор 2: 0,435 * длина волны
Директор 3: 0,430 * длина волны
Директор 4: 0,423 * длина волны

В то время как интервал можно рассчитать следующим образом:
От отражателя к ведомому: 0,125 * длина волны
Привод к директору 1: 0,125 * длина волны
Директор 1 – директор 2: 0,250 * длина волны
Директор 2 – директор 3: 0,250 * длина волны
Директор 3 – Директор 4: 0,250 * длина волны

Логическая структура

Компромиссы аппаратного и программного обеспечения

В ходе нашего проекта было много соображений по проектированию и особенно компромиссов между аппаратным и программным обеспечением, которые повлияли на тип используемой технологии. Наше проектное предложение претерпело несколько изменений в результате попыток удовлетворить эти ограничения.

Изначально мы хотели использовать имеющиеся в продаже RFID-метки для наших маяков. Для увеличения расстояния до нескольких сотен футов эти метки будут активными метками RFID. Активные RFID-метки отличаются от обычных пассивных RFID-меток тем, что фактически содержат встроенный источник питания, помогающий усиливать сигнал на больших расстояниях. Преимущество этого заключалось в том, что нам не пришлось бы разрабатывать радиочастотные метки. Имеющиеся в продаже бирки также чрезвычайно малы для начала и лучше соответствуют нашей первоначальной идее о прикрепляемых бирках к личным вещам.

К сожалению, это не было реализовано, потому что мы осознали сложность расшифровки и доступа к этим тегам. Сами теги не кодируются в соответствии со стандартом, который легко доступен, и попытки сделать это могут оказаться трудоемкими и не стоящими усилий. Во-вторых, активные метки RFID чрезвычайно дороги и могут стоить до 20 долларов за метку. Принимая во внимание наши цели — отслеживание РЧ-маяков — мы решили, что для нашего проекта лучше подойдет простой РЧ-передатчик, использующий модуль Radiotronix RCT-433. Эти передатчики также не могли быть такими маленькими, как метки TFID. В конце концов, нам пришлось пожертвовать наличием легкодоступных и миниатюрных RFID-меток ради простоты разработки и снижения затрат.

Второй компромисс, с которым мы столкнулись, связан с разработкой нашего программного обеспечения. Этот компромисс коренным образом изменил наш проект и переопределил то, чего мы могли бы достичь с помощью существующей технологии. Одним из основных преимуществ нашего первоначального проектного предложения было то, что мы могли бы оценить расстояние и направление радиомаяков посредством расчета, включающего время пролета. Наш первоначальный план включал два радиочастотных приемника, размещенных на каждом конце модуля приемника. Измеряя время, которое потребовалось сигналу для прохождения от маяка до каждой антенны приемника, мы могли бы извлечь информацию о том, как далеко находится маяк. Кроме того, теоретически мы могли бы также определить относительное направление маяка, сравнив время прохождения (следовательно, расстояние) на двух приемных антеннах и используя триангуляцию. В идеале все это можно было бы легко реализовать, но мы пришли к выводу, что на таких малых расстояниях время полета будет составлять наносекунды и очень легко зависеть от ошибок и шума. Это не та степень точности, с которой может справиться дешевый ATMEGA-32. Это еще более верно для оценки направления, потому что разница во времени пролета между двумя антеннами была бы ничтожной и почти невозможно точно рассчитать для нашей системы.

Если бы у нас было лучшее аппаратное обеспечение, мы бы решили реализовать идею времени пролета с триангуляцией в следующий раз. Но на данном этапе мы должны довольствоваться анализом относительной мощности всех РЧ-сигналов, работающих на частоте 433 МГц, в непосредственной близости от станции РЧ-приемника. Это, по крайней мере, дало бы нам и пользователю представление о том, где находится маяк, направляясь в направлении большей мощности сигнала в зависимости от приемника. Чтобы достичь этого, мы выбрали конструкцию направленной антенны Yagi-Uda, как указано в предыдущих разделах.

Технологические стандарты

Технологический стандарт, который мы должны учитывать в нашем проекте, — это стандарты и правила Федеральной комиссии по связи (FCC), касающиеся беспроводных и радиочастотных устройств. Мы должны внимательно прочитать правила FCC, чтобы убедиться, что наш проект не нарушает федеральные законы в этом вопросе.

Внедрение программного и аппаратного обеспечения

Программное обеспечение | Аппаратное обеспечение

Разработка программного обеспечения

Радиочастотные передачи

Для передачи и приема радиочастотных пакетов мы использовали «Wireless Rx/Tx Protocol» Меган Десаи, который доступен здесь. Во время передачи нас не так сильно заботит фактическое содержимое передачи, потому что нас больше интересует, насколько эффективно передается содержимое как мера мощности сигнала. Сторона передачи предполагает предустановленный идентификатор передатчика (по умолчанию: 9). ) и отправлять пакеты длины 1 через равные промежутки времени. Содержимое пакета представляет собой простой числовой подсчет от 1 до 255: диапазон переменной символов .

Измерения

На микросхеме микроконтроллера приемной стороны активирован простой опрос для операций аналого-цифрового преобразования. ADMUX был установлен на 01100000, чтобы активировать аналого-цифровой преобразователь и использовать внутреннее напряжение 5 В в качестве опорного напряжения. На входе Pin A.0 находится необработанный аналоговый выход модуля приемника RCR-433. Однако мощность сигнала не позволила бы отличить сигналы, исходящие от нашего собственного маяка, от сигналов других систем, работающих на той же частоте. Преобразованное значение аналогового сигнала антенны отображается на ЖК-дисплее.

Программное обеспечение также отслеживает скорость потери пакетов от определенного радиомаяка. Это достигается путем сравнения значения подсчета в полезной нагрузке данных каждого переданного пакета. Сравнивая номер пакета и номер предыдущего принятого пакета, мы можем определить, сколько пакетов было потеряно в процессе между этой и предыдущей передачей. Наше устройство запрограммировано на игнорирование любых пакетов длиной более 1, тем самым отфильтровывая значительную часть внешних помех. Это основано на том принципе, что пакеты длины 1 совершенно бесполезны для других приложений, поэтому только маяки, принадлежащие нашей системе, будут иметь такую длину пакета.

Пользовательский интерфейс

Простой пользовательский интерфейс с ЖК-дисплеем 16×4 отображает полезную информацию о принимаемых им сигналах. Он всегда будет отображать «Обнаружен маяк:» Когда микроконтроллер определяет, что он не обнаружил ни одного маяка, за который он отвечает (внешние помехи на той же частоте игнорируются), он будет отображать «Не найден». Если маяк, за который он отвечает, в непосредственной близости и успешно передает один пакет без повреждения данных, он отобразит идентификатор этого маяка. В третьей строке будет отображаться информация о потере пакетов.

Пользователь может использовать шестнадцатеричную клавиатуру и в любой момент нажать A, чтобы изменить маячок, отслеживаемый устройством. Действительные идентификаторы маяка — от 0 до 9.

«ID не отслеживается» отображается, если устройство обнаруживает сильное присутствие сигнала (выше 190), чтобы гарантировать наличие поблизости сигнала, но декодированный идентификатор не соответствует маяку, который отслеживается. Другой случай, когда отображается «Не отслеживаемый идентификатор», — это когда устройство не может декодировать идентификатор независимо от того, какой это идентификатор.

Как только мощность сигнала упадет ниже установленного уровня 160, микроконтроллер определит, что радиомаяк вышел из зоны близости или был выключен, и на дисплее снова появится «Нет…» Используя уравнение штыревой антенны, упомянутое ранее в разделе высокого уровня проектирования, мы можем рассчитать, что наша штыревая антенна должна иметь длину около 18,3 см. Мы отрезали кусок провода такой длины и прикрепили его к нашему модулю приемника.

Для антенны Yagi следуя формуле, упомянутой в предыдущем разделе, мы получим следующие размеры для 6-элементной антенны:

Длина:
Отражатель = 34,29 см
Ведомый = 32,7 см
Директор 1 = 30,5см
Директор 2 = 30,16см
Директор 3 = 29,85см
Директор 4 = 29,3 см

Разделение:
От отражателя до ведомого = 8,6 см
Доведено до директора 1 = 8,6 см
Директор 1 — Директор 2 = 17,1 см
Директор 2 к Директору 3 = 17,1см
Директор 3 – Директор 4 = 17,1 см

К счастью, у доктора Брюса Лэнда уже есть антенна Yagi, которая соответствует приведенному выше описанию, и он готов предоставить ее нашей группе (только для этого проекта) бесплатно. Антенна должна быть возвращена ему в конце проекта.

Передатчик

Передатчик-маяк использует модуль радиопередатчика Radiotronix RCT-433 и передает данные на частоте 433 МГц. Схема почти полностью заимствована из дизайнерского проекта Тайтуса Мака и Дэниела ДиБернардо из радиоуправляемой машины с сенсорным экраном, выпущенной весной 2007 года, которая, в свою очередь, также заимствована из радиоуправляемой машины с двойным управлением Донна Кима и Антонио Дорсета. Мы внесли одно изменение в схему, потому что в ней нет элемента индуктивности 47 мкГн. Один из способов сделать это — изготовить катушку индуктивности на заказ из намотанной проволоки. Поскольку индуктивность последовательно складывается так же, как и сопротивление, мы обнаружили, что последовательное соединение пяти катушек индуктивности по 10 мкГн даст нам 50 мкГн.

Хотя 50 мкГн на 3 мкГн больше, чем указано на принципиальной схеме, результаты были приемлемыми, и эта конструкция катушки индуктивности использовалась как для нашего передатчика, так и для приемника.

Приемник

Вот дизайн, который мы использовали для нашего приемника, который, как и наш передатчик, также взят из прошлогоднего проекта Тайтуса Мака и Даниэля ДиБернардо. В приемнике используется модуль приемника RCR-433, также поставляемый компанией Radiotronix. Тем не менее, мы внесли одно изменение в конструкцию приемника: мы также использовали выходной контакт 6: необработанный аналоговый сигнал от ВЧ-приемника и подключили его к контакту A.0 микроконтроллера (вход аналого-цифрового преобразователя).

Аппаратное обеспечение пользовательского интерфейса

Наш проект также включает в себя 16-кнопочный шестигранник для пользовательского ввода и ЖК-дисплей 16 x 4. Оба они использовались в лабораторных классах в течение семестра. Шестнадцатеричная панель и ЖК-дисплей напрямую связаны с микроконтроллером, как указано в логической структуре в High Level Design.

То, что не сработало

Нам удалось избежать проблем при фактическом проектировании системы, потому что мы заранее определили и взвесили, что можно и что нельзя сделать с имеющимся у нас оборудованием. Все это описано в разделе, посвященном компромиссам между программным и аппаратным обеспечением.

Однако, как мы уже говорили, отслеживание по мощности сигнала имеет фундаментальный недостаток, заключающийся в том, что при наличии нескольких источников сигнала, работающих на частоте 433 МГц, невозможно сказать, какой источник имеет сигнал какой мощности. Это означает, что отслеживание по мощности сигнала работает только в том случае, если поблизости есть один маяк или нет других помех, работающих на той же частоте 433 МГц.

Кроме того, у нас возникли трудности с преобразованием исходных данных аналогово-цифрового преобразователя. В идеале для мощности радиочастотного сигнала в качестве единиц измерения использовались бы dbmW, db или просто W для ватт. Это то, что мы могли бы изучить в будущем.

Результаты

Устройство работает с приемлемой скоростью. ЖК-дисплей для уровня сигнала обновляется каждую секунду. На самом деле при определении производительности этого устройства не так много показателей скорости. К сожалению, это устройство работает ниже среднего в категории точности.

Это устройство очень точное, когда поблизости нет маяка. Уровень сигнала должен превысить 170, чтобы устройство определило, что маяк находится поблизости. Однако этому устройству очень трудно идентифицировать сигнал, который оно обнаруживает. По-видимому, у устройства могут возникнуть проблемы с захватом полных сигналов для приемника, чтобы декодировать их в приемлемые данные для микроконтроллера. Если целостность сигнала плохая, то как бы близко мы ни расположили антенну, иногда будет трудно идентифицировать маяк. Он распознает наличие сигнала, но не сможет распознать маяк, если пакеты не могут быть интерпретированы. В целом, я считаю, что точность нашего устройства при обнаружении маяков довольно низкая. Но показания уровня сигнала в какой-то степени адекватны, если никакие другие устройства не работают в то же время на частоте 433 МГц.

Это безопасное устройство. Нет опасности поражения пользователя электрическим током из-за питания 9-вольтовой батареи. Однако антенна представляет небольшую опасность из-за алюминиевых стержневых элементов. При обращении с антенной необходимо соблюдать осторожность, чтобы никто не задел ее.
Ресивер не мешает работе других проектов или устройств на частоте 433 МГц. Тем не менее, передатчик работает, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы не нарушить работу других устройств.

На передатчик не влияют внешние помехи в радиочастотном диапазоне, но на приемник они влияют несколько. Хотя он не обнаружит посторонний сигнал или маяк из-за условий, которые мы установили в нашей программе, которые ограничивают его только сигналами длины 1. Однако на показания мощности сигнала сильно повлияют другие устройства, работающие на частоте 433 МГц.

Пользоваться этим устройством довольно сложно. Кажется, что он лучше улавливает показания маяков, если он наклонен вертикально, и требуются определенные навыки, чтобы расположить антенну так, чтобы можно было прочитать идентификатор маяка. В противном случае для использования считывателя уровня сигнала не требуется никаких навыков.

Заключение

В завершение нашего финального проекта мы разработали радиочастотную антенно-приемную станцию, которая поможет отслеживать радиомаяки нашей системы. Пока мы построили только один передающий маяк из соображений стоимости, но теоретически наша система способна отслеживать до 3 маяков. Под отслеживанием мы подразумеваем обнаружение и измерение общей мощности сигнала вблизи приемника, а также обнаружение потерянных пакетов. Это далеко от нашего первоначального плана, который должен был дать нам точное расстояние в метрах и относительное направление. Но, конечно, это отмечено серьезными физическими и техническими ограничениями, уже описанными в компромиссы раздел.

Действительно, в идее использования силы сигнала есть фундаментальный недостаток, заключающийся в том, что невозможно отличить силу одного сигнала от другого, если все они работают на одной частоте. Измерения уровня сигнала сами по себе не могут нести информацию о том, от какого маяка он исходит, а цифровые пакеты не могут помочь разделить суперпозицию всех радиоволн в заданной области.

Если бы мы делали это по-другому, мы, вероятно, сделали бы одно из следующего: прошли курс проектирования радиочастотных цепей (например, ECE488 от профессора Шварца) или выбрали другую идею проекта. Первая заключалась в том, что мы пришли в этот проект с абсолютно нулевыми знаниями о том, как работают радиочастотные схемы и связь, и нам нужно было провести много исследований. И даже в этом случае мы сделали несколько неверных предположений о том, что мы можем сделать с радиочастотой — например, о возможностях RFID — что привело к пустой трате драгоценного времени, поскольку нам пришлось несколько раз корректировать цели нашего проекта, чтобы они соответствовали тому, чего мы могли достичь.

Последнее (выберите другой проект) исходит из осознания того, что мы на самом деле недостаточно понимаем радиочастотную связь, чтобы делать проект, посвященный фундаментальным принципам радиочастот. Другие проекты, связанные с радиочастотной связью (например, радиоуправляемая машина), не требовали явного понимания радиочастотной связи. Это был уровень, который можно было абстрагировать в протоколе Wireless Rx/Tx (от Меган Десаи), и все, что нужно было сделать людям, это запрограммировать такой модуль, если они хотят использовать RF. Когда мы говорили о другом проекте, мы имели в виду проект, который использовал радиочастотную связь, но не требовал понимания радиочастотной связи, или проект, в котором радиочастотная связь вообще не использовалась. Предпочтительно проектировать, используя знания, которые мы уже знаем, или знания, которые не требуют такой крутой кривой обучения.

Стандарты и правовые аспекты

Наши конструкции соответствуют всем применимым стандартам. Наиболее важными из них являются правила FCC в отношении радиочастотной связи. Он не создает помех для любых лицензированных передатчиков и работает исключительно в нелицензируемом диапазоне 433 МГц в соответствии с Частью 15 правил FCC для беспроводных устройств. Согласно FCC, нам необходимо получить разрешение, если мы планируем продать это устройство или если мы произведем более 5 таких устройств. Поскольку это не так, нам не требуется разрешение FCC.

Интеллектуальная собственность

Что касается вопросов интеллектуальной собственности, мы незамедлительно отдаем должное «Беспроводному протоколу» Меган Десаи за код отправки и получения радиочастотных пакетов. Мы немного модифицировали заголовочный файл rxtx.h, потому что в исходном коде был ошибочный символ, который делал невозможным ассемблирование. В противном случае драйвер беспроводного протокола остался нетронутым. Мы также очень благодарны консультанту лаборатории Титусу Маку за то, что он поделился с нами схемами радиочастотного приемника и модулей передатчика из своего проекта «RC Car с сенсорным экраном» (2007). Эти конструкции, в свою очередь, были заимствованы из работы Донна Кима и Антонио Дорсета «Р/У-автомобиль с двойным управлением» (2006). Кроме того, мы позаимствовали некоторый код для клавиатуры из лабораторной работы 2 «DTMF Dialer with Voice Feedback», но изменили его для использования в качестве шестнадцатеричной панели. Это то, что мы делали в течение всего семестра всякий раз, когда нам нужно было использовать клавиатуру, поэтому по этому поводу нет никаких опасений.

Мы не использовали какой-либо другой общедоступный код. Мы не реконструировали какой-либо дизайн. Мы не пробовали какие-либо детали. И мы не верим, что наш проект соответствует стандарту для патента.

Этика

Каждый шаг, который мы предприняли в ходе этого проекта, соответствует Кодексу этики IEEE.

Наши схемы точно соответствуют тому, что мы заявляем в нашей части дизайна. Когда мы поняли, что наш проект может не соответствовать нашему первоначальному предложению из-за ограничений оборудования, мы не пытались делать вид, что это выполнимо, и подделывать данные. Вместо этого мы признали свои недостатки и приспособили наш проект к чему-то более реалистичному.

Были случаи конфликта интересов, особенно во время тестирования беспроводного передатчика. Был шанс, что наша передача может нарушить работу других проектных групп, поэтому мы убедились, что другие группы не проходят тесты передачи в то же время, четко спросив каждую группу, прежде чем приступить к нашим тестам. Мы также сразу же отключили наш передатчик, как только получили результаты, чтобы он не нарушал связь и не тратил время других людей.

Мы приложили особые усилия, чтобы не причинить вреда другим людям нашей антенной. Антенна Yagi состоит из нескольких выступающих алюминиевых стержней, и одно неверное движение может оказаться в чьем-то теле. Мы проявляли особую осторожность, размахивая им, никогда не делая резких движений, и предупреждали людей, когда проходим мимо них с антенной. Все остальные пункты Кодекса этики IEEE были соблюдены аналогичным образом.

Фотографии

Проверка деталей на осциллографе

Строительство оборудования

Эрик Ю наблюдает за осциллографом

Эрик Ю тестирует проект

Эрик Ю тестирует проект (2)

Дальнейшее закрепление структуры проекта лентой

Дальнейшее укрепление проекта лентой (2)

Передатчик маяка

Эрик Чен выводит проект на пробный запуск

Ничего не наблюдалось…

У нас есть сигнал!

Приложение

Приложение 1: Код

Код передатчика: tx. c
Код приемника: rx.c
Transceiver driver code: rxtx.c

Appendix 2: Schematics

High-level Design:

Transmitter:

Receiver:

Appendix 3: Parts List

Parts name	Источник	Стоимость
АТМега32-16ПУ	Атмел (через Брюса Лэнда)	8$ * 2 = 16$
Малая плата для пайки	Брюс Лэнд	$1 * 2 = $2
Батарея 9 В	Лучшая покупка	2 доллара * 2 = 4 доллара
Прото-плата	Брюс Лэнд	5 долл. США * 2 = 10 долл. США
Приемник RCR-433	Radiotronix (через Брюса Лэнда)	4 доллара * 2 = 8 долларов
Передатчик RCT-433	Radiotronix (через Брюса Лэнда)	$4
ЖК-дисплей	Брюс Лэнд	$
40-контактный DIP	Брюс Лэнд	0,5 долл. США * 2 = 1 долл. США
Антенна	Позаимствовано у Брюса Лэнда	$0
Клавиатура	Брюс Лэнд	$6
Провода, конденсаторы, разная электроника	Брюс Лэнд	$0

Итого = $63

Приложение 4: Распределение работ

Эрик Ю
Антенна (только штыревая антенна), приемник и конструкция передатчика
Общее программирование
Написание итогового отчета
Создание веб-сайта

Эрик Чин-Хунг Чен
Конструкция макетной платы ATMega32 (x2)
Программирование пользовательского интерфейса
ЖК-дисплей
Написание итогового отчета
Диаграмма и схематический чертеж

Ссылки

Книги:
Книга антенн .