Qual o melhor método de transmissão de dados via RF

[felipefpt]

Então, eu tenho que transmitir dados de um veículo em movimento para um computador e também tenho que fazer uma comunicação com o motorista através de um laringofone. A distância da central para a pista que o carro vai circular varia até 2km. Qual técnica posso usar?

 

Zigbee na frequência de 900Mhz é a melhor opção? Para as minhas duas situações?

[albert_emule]

Basicamente para você conseguir transmitir por 2Km, precisará de potência na antena. É coisa pra lá de 2 ou 3 watts. 

Se tratando de RF isso é muito potente. Vai ser difícil achar dispositivos de transmissão de dados com esta potência.

 

Outro problema é que estas freqüência altas sofrem interferência de paredes, montanhas, prédios...... Tudo atrapalha.

[felipefpt]

Então... Esse veículo em movimento vai estar em um circuito de pista em campo aberto. É para um veículo de competição. O que pensei seria um walk talk para a transmissão de áudio e o zigbee 

 

O walk talk tem alcance longo, uns 10km e o zigbee em campo aberto com uma antena de alto ganho diz-se que vai até 45km

 

http://www.albacore.com.br/index.php/produtoss/solucoes-embarcaveis/modulos-zigbee-e-rf/modulos-zigbee-e-mesh/xbee-pro-900hp

 

Tem alguma opção? O que estou incomodado é que o walk talk é half-duplex, o motorista não vai ter tempo para abertar o botão pra abrir o canal de comunicação.

 

Acho que minha opção poderia ser GPRS, mas tenho que avaliar os custos da operadora. Tem alguma informação quanto a isso?

[albert_emule]

45Km nesta freqüência e com apenas 250 mile watts de RF?? Não creio.

 

Talvez vá a 14Km com uma boa antena direcional.

Mas a antena tem que estar numa torre alta o suficiente a ponto de ficar visível ao receptor, em linha reta.

 

Aí é complicado.

Talvez até consiga os 14Km, mas vai precisar que a antena fique tão alta quanto uma torre de TV.

[felipefpt]

45Km nesta freqüência e com apenas 250 mile watts de RF?? Não creio.

 

Talvez vá a 14Km com uma boa antena direcional.

Mas a antena tem que estar numa torre alta o suficiente a ponto de ficar visível ao receptor, em linha reta.

 

Aí é complicado.

Talvez até consiga os 14Km, mas vai precisar que a antena fique tão alta quanto uma torre de TV.

 

O zigbee não foi feito pra esse tipo de instalação. Mas basta testar. 2km pra mim já basta. Alguma alternativa ao walk talk para o áudio?

[felipefpt]

Sinto muito mesmo.

Preferiria estar dormindo....  sempre estou em alerta.

 

Mas tem licença pra trabalhar com este equipamento.?

 

A frequência é abaixo dos 2.4ghz nos 2 casos. Do walk talk e do zigbee. Então acho que se o produto é certificado pelo INMETRO, no problems.

 

E elas também não estão na faixa de rádio FM ou AM.

[albert_emule]

Conheço equipamentos certificados pela ANATEL que se você operar sem licença, pode até ser preso hehehe. 

[felipefpt]

A questão é que não precisa de licença pra esses equipamentos que postei.

[victhor393]

Inmetro não certifica equipamentos de RF, quem faz isso é a Anatel. Operadores não-licenciados em bandas ISM estão sujeitos a restrições de EIRP. Por exemplo, se você estiver transmitindo 40 dBm (= 10 W) de EIRP numa banda ISM sem licença, é ilegal e se você interferir com um operador de caráter primário (licenciado), você vai se meter numa bronca enorme...

Eu não sei se rádios Zigbee especificamente iriam funcionar nessa distância com baixa potência já que eles normalmente são rádios de baixo alcance, e você não vai estar usando uma antena direcional nas duas pontas porque seria excessivamente complicado. Nesse caso você precisa procurar por alguma solução que tenha o piso de ruído baixo e grande faixa dinâmica, isso vai permitir que o rádio trabalhe bem mesmo com o nível do sinal baixo e mesmo variando de intensidade (a não ser que a pista seja um círculo com a base no centro, rs). O carro deverá ser equipado com uma antena omnidirecional, mas tente encontrar uma que seja mais adequada a essa aplicação, que deve possuir menor irradiação na vertical, o que permite um ganho maior.

Você não precisa de potências absurdas e antenas enormes para fazer algo desse tipo funcionar. Meu celular está se comunicando com uma ERB a algumas centenas de metros sem problema nenhum, mesmo com 1W de potência de transmissão, orientação completamente desfavorável da antena e obstáculos. Isso graças à grande faixa dinâmica dos receptores envolvidos.

[albert_emule]

 

Você não precisa de potências absurdas e antenas enormes para fazer algo desse tipo funcionar. Meu celular está se comunicando com uma ERB a algumas centenas de metros sem problema nenhum, mesmo com 1W de potência de transmissão, orientação completamente desfavorável da antena e obstáculos. Isso graças à grande faixa dinâmica dos receptores envolvidos.

Mas em RF 1W já é uma potência considerada razoável hehehe.

Já é suficiente para ultrapassar 1Km facilmente.

 

Já estes rádios Zigbee possuem potência de 0,250 watts hehehe. 

[felipefpt]

Então, se o zigbee consegue esses 2km ou não sei lá. Estou dizendo o que li no datasheet dele.

https://www.sparkfun.com/datasheets/Wireless/Zigbee/XBee-900-Manual.pdf

 

E o Walk talk o que está na descrição....

 

Ambos são de uso não-profissional, tanto que no caso de walk talk se vê em vários lugares (Shopping, construção)

E o zigbee é muito usado para automação residencial.

 

 

Mas existe algum outro meio que posso utilizar para transmitir dados a longa distância a não ser

 

Zigbee ou GPRS? (Não rola 3g por causa da cobertura)

 

E de áudio?

 

Além de zigbee?

[victhor393]

GPRS tem bastante latência, porque as operadoras são um lixo, rs.   Como se isso já não fosse o bastante, a latência é inconsistente também! Pode ser que agora esteja dando 100-120ms, e menos de um minuto depois começar a dar 500, 800ms... No datasheet informa um alcance de 3 km com uma antena de 2 dBi (pequena). Mas essas figuras muitas vezes são um pouco otimistas, não tem como você realmente ter certeza sem dar uma certa margem ou testar na vida real. Por exemplo, muitas vezes assume-se que a velocidade usada é abaixo da velocidade máxima suportada pelo módulo. Nesse caso a velocidade parece ser fixa, mas dependendo da intensidade do sinal nas duas pontas, a taxa pode acabar por cair por causa da presença de erros nos dados.

Com 156.25 kbps (normalmente rádios são otimistas quanto a isso, então espere menos do que isso!) de velocidade vai ser muito difícil enviar áudio pelo mesmo canal que os dados. Existem outros rádios analógicos de voz que você poderia considerar fora os walkie-talkies que você está usando agora que talvez sejam mais convenientes para sua instalação.

[felipefpt]

Então, os dados não são críticos para se obter em tempo real mesmo. Uma amostragem a cada segundo ou 2 é suficiente pois as variáveis lidas são relativamente lentas. 

 

Eu vi um shield para arduino em que contém o modulo GPRS e no shield tem entrada para fone e microfone. Será que o shield aguenta realizar uma ligação e transmitir os dados simultaneamente? Alguém já teve alguma experiência com isso? Já que esse tipo de modulo retorna quando uma ligação cai e atender a qualquer chamada, acho que dá pra deixar sempre o telefone na chamada, enquanto isso atualizo os dados através de um vetor com texto( Pra economizar no tamanho dos dados). 

 

Quanto ao rádio analógico ele é simplex né?

[victhor393]

Voz e dados simultâneos só com UMTS/WCDMA (3G). O protocolo GSM (2G/2.5G) não suporta isso.

A maioria dos rádios que tem para vender são simplex mesmo.

[felipefpt]

Tava lendo aqui

http://www.infowester.com/2g.php

 e diz:

 

"Sigla para General Packet Radio Service (algo como "Padrão de Transmissão de Rádio por Pacote"), oGRPS tem como base a tecnologia GSM, funcionando como uma "extensão" desta, grossamente falando. Seu foco, é claro, é a transferência de dados, mais precisamente, a comunicação com a internet, dada a sua compatibilidade com o protocolo IP. Esta atividade pode ser realizada de maneira simultânea às chamadas de voz."

 

Acho que vai ser a melhor maneira, além de ser a mais barata. 

http://pt.aliexpress.com/item/GSM-GPRS-Shield-For-Arduino/733792647.html

[victhor393]

Seu link está errado. Repito, você não pode efetuar chamadas de voz e de dados simultaneamente numa rede 2G.

[aphawk]

Acho mais prudente dividir em dois o problema ....

Um simples par de HT de boa procedência ( Icom, Yaesu, Kenwood.... ) operando em Vhf ou Uhf cobre totalmente a transmissão de áudio em 2 Km, ainda mais se usar uma antena externa no carro. Ah, e tem de ser do tipo full duplex, existem alguns muito bons, que transmitem em uma banda e recebem em outra simultâneamente !

Para a transmissão de dados, existem rádios transceivers de dados, ou seja, eles tem uma entrada serial ou USB para conexão com um computador ou algo semelhante, e também precisam de uma antena externa. E o correto é utilizar um desses rádios homologados pela Anatel, o que significa que são transceivers de dados para uso comercial e não são baratos...

Qual seria o baud rate de seus dados ? Vou pesquisar se acho algum módulo ....

Paulo

[Ricardov]

Para a transmissão de dados o mais simples e barato é o GPRS mesmo. Concordo com o victhor393 que o GPRS não tem capacidade para voz e dados simultaneamente. E para a voz os HT indicados pelo aphawk são a melhor solução.

[felipefpt]

Tava vendo que uma opção também são os NRF24L01 com antena. Eles tem capacidade de 1km no módulo com antena. Aliás, estava conversando com outros competidores e eles me falaram que para 1km já está suficiente.

 

Gostei desses HT que envia sinal em um canal e recebe em outro. Mas para pesquisar mais sobre ele procuro sobre HT dual band?

 

Ainda não começamos a programação, mas provavelmente vamos no baud mais comum, 9600.

[xyko-2020]

Com o NRF24l01⁺  a 1Mbps dá pra digitalizar o áudio no transmissor e com um conversor DA dá pra reproduzir no receptor, porém fica half-duplex.

E claro... também dá pra enviar os dados.

[felipefpt]

Posso fazer como o aphawk falou também, enviar o áudio em um canal e receber em outro. Só vou precisar de um bom circuito de áudio, vou ter que avaliar essa opção pela disponibilidade de componentes que eu tenho para isso. 

 

Mas quanto a transmissão de dados, o NRF24L01 é bem mais barato que o zigbee e vai me atender.

[aphawk]

@felipefpt,

 

Procure como HT DUAL BAND FULL DUPLEX, ou seja, transmite e recebe ao mesmo tempo. voce pode escolher transmitir em VHF  e receber em UHF, ou transmitir em UHF e receber em VHF. Evite os que são muito pequenos pois transmitem com potencia de apenas 1 W . Procure pelos modelos com 4 Watts.

 

Agora, o módulo que voce escolheu ..... eu tenho um parzinho deles, na versão mais sofisticada, com pré amplificador de recepção e amplificador de potência para 100 mW de transmissão :

 

http://yourduino.com/sunshop2/index.php?l=product_detail&p=190\

 

e testei na praia, realmente consegui sem problemas em linha de visada pouco mais de 1 Km com 250 Kbps. Mas quando coloquei em casa e saí de carro para testar, mesmo com uma anteninha externa, quando dava a volta no quarteirão já perdia a comunicação, por causa da interferência das casas e carros. Creio que se usasse uma torre bem alta, que permitisse linha de visada, teria um bom resultado.

 

Me preocupa o fato de ser um rally, e o terreno deve ser muito variável, com pouquíssimo plano, deve ter alguns montes e vales, talvez travessia de um rio, nese caso nem perca o seu tempo com os NRF24Lxx . Vai precisar de algo mais potente.

 

Paulo

[felipefpt]

Realmente a pista é cheio de morros, vales e muita lama. 

 

Pelos estudos que estou fazendo parece mais simples captar os dados acumulados do carro quando chegar perto do "pitstop". Aí posso usar um zigbee ou um nrf24l01 mesmo. E quanto ao áudio uso um walktalk e tento abrir e adaptar o botão de abrir o canal para o motorista falar colocando ele em um lugar acessível como o volante. 

 

Digo isso, pois a única técnica que é possível captar dados de tão longe é o GPRS, mas não sei se posso confiar na cobertura da operadora em todos os lugares que a equipe viajar. A latência de transmissão de dados do GPRS não é algo crítico.

[xyko-2020]

Eu diria mais. dependendo da potencia, ...

pode?