ОРАКУЛ СЛАБОТОЧКИ
РАТЕОС · радиомодемы передачи данных 433 МГц
СПЕКТР 433 — радиомодем вместо кабеля: RS-232/RS-485 в эфир 433 МГц, 10 мВт без разрешений
Радиомодем 433 МГц для беспроводной передачи данных между RS-232/RS-485 устройствами: прозрачный и пакетный режимы, до 76 800 бод в эфире, 10 мВт без разрешений ГКРЧ, DIN и IP65.
Модели семейства
СПЕКТР 433, исполнение DINрадиомодем для крепления на DIN-рейку, подключение через разъём RS-232 (DB9) и винтовые клеммы
| Диапазон частот | от 433,05 до 434,79 МГц; номинал (433,92±0,2%) МГц |
| Мощность передатчика | номинальная 10 мВт — применение без дополнительных разрешений ГКРЧ РФ; девиация частоты ±5, ±10, ±20, ±40, ±100 кГц, модуляция FSK |
| Скорость в эфире | 4800, 9600, 19200, 38400, 76800 бод |
| Последовательный порт | RS-232 (дуплекс) или RS-485 (полудуплекс), выбор перемычкой на плате; скорости 1200, 2400, 4800, 7200, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 бод; 8 бит, чётность E, O, M, S, N; асинхронный обмен; аппаратный контроль потока CTS/RTS (отключаемый) |
| Питание | +7…+15 В постоянного тока; потребляемый ток не более 90 мА (приём), не более 200 мА (передача); выход встроенного стабилизатора OUT+5V — не более 50 мА для внешних устройств |
| Буфер | внутренний буфер 32 Кбайт (входные/выходные потоки буферизируются) |
| Исправление ошибок | CRC8 на 32 байта; код Хэмминга (12,8); коды Рида–Соломона (7,5), (7,3), (15,11), (15,19); перемежение; рандомизация (скремблирование) |
| Режимы работы | прозрачный; пакетный в сторону DTE; пакетный в сторону DCE; «прямой доступ» к радиоэфиру; командный; ретранслятор; смена ПО; тест; инициализация |
| Диапазон температур | от минус 40 до +50 °С |
| Корпус и подключение (DIN) | крепление на стандартную DIN-рейку (защёлка); разъём «RS-232» и винтовые клеммы (провода сечением 0,25–2,5 мм², зачистка 5–8 мм); защиты от воздействий окружающей среды НЕТ — при необходимости устанавливается в шкаф нужной степени защиты |
| Антенна | разъём «ANTENNA» (SMA); внешние антенны диапазона (433–435) МГц с волновым сопротивлением 50 Ом; рекомендуемые: АШ-433 (штыревая, круговая), АН-433 (волновой канал, ~10 дБ), АН2-433 (двухэлементная, ~4 дБ), АГ-433 (вандалоустойчивая, круговая) |
| Дальность (по РЭ) | при 38 400 бод и 10 мВт: несколько сотен метров с ненаправленными и 1–3 км с направленными антеннами при прямой видимости; при 4 800 бод — до нескольких километров; увеличивается в режиме «Ретранслятор» |
| Органы управления и индикации | кнопки MODE (переключение режимов) и RESET (аппаратный сброс); индикатор RX/TX (не горит — приём, зелёный — уровень сигнала выше порога, красный — передача); индикатор MODE (зелёный — данные во входном буфере, мигает при заполнении; красный — командный режим; жёлтый — смена ПО); контакт CTR: замыкание на GND аналогично нажатию MODE |
СПЕКТР 433, исполнение IP65пылевлагозащищённое исполнение (IP65) для установки вне шкафа, в том числе непосредственно у антенны
| Корпус | пылевлагозащитное исполнение со степенью защиты IP65; подключение пружинными клеммами на плате внутри корпуса (нажатие на рычажок сверху контакта); антенный кабель и кабель внешних устройств пропускаются через кабелевводы |
| Антенна | разъём «ANTENNA» расположен на отрезке кабеля, пропущенного через кабелеввод; модем можно ставить непосредственно возле антенны — минимизация потерь в антенном кабеле, связь с внешним оборудованием — витой парой нужной длины |
| Комплектный кабель | поставляется с «технологическим» кабелем (пружинные клеммы → разъём RS-232 DB9F + отрезок под питание) — удобен для первоначальной конфигурации в лаборатории; на объект РЭ рекомендует «специальный» кабель без разъёмов, не обеспечивающих защиту от внешних воздействий |
| Индикация | индикаторы находятся внутри корпуса и видны только при открытой верхней крышке — целесообразно включать перемычкой «Индикация» только на время настройки и проверки |
| Перемычки на плате | «Индикация» (вкл/выкл светодиодов — экономия тока), «Интерфейс» (RS-232 или RS-485), «Терминатор RS-485» (терминальный резистор включается на «концах» линии RS-485; при выбранном RS-232 рекомендуется отключать) |
| Радиотракт и питание | общие с исполнением DIN: 433,05–434,79 МГц, 10 мВт, FSK, скорости в эфире 4800–76800 бод, питание +7…+15 В, ток ≤90 мА (приём) / ≤200 мА (передача), буфер 32 Кбайт, температура от минус 40 до +50 °С |
Как это работает и подключается
- Модем — функционально и конструктивно законченное устройство приёма/передачи данных по радиоканалу: управляет встроенным FSK-приёмопередатчиком диапазона (433–435) МГц (частота, мощность, девиация, полоса приёмника, скорость), буферизует данные последовательного порта, формирует пакеты для эфира, вводит адресацию, помехоустойчивое кодирование и перемежение.
- Перед передачей модем проверяет занятость эфира по внутреннему сигналу RSSI, чтобы избежать коллизий; на приёме — демодулирует FSK-сигнал, декодирует пакеты и разбирает их адресацию.
- «Прозрачный» режим: последовательный поток устройства проходит по радио без изменения протокола — модем встраивается в уже построенные системы без доработки их ПО. Есть пакетные режимы («Пакетный #1» DCE→DTE и «Пакетный #2» DTE→DCE) с подтверждениями и окном пакетов.
- Режим «Прямой доступ»: внешнее устройство само ведёт обмен в эфире (свои протоколы, адресация, кодирование); внимание — в этом режиме назначение контактов RS-232 и работа индикаторов другие (раздел РЭ «Режим «Прямой доступ»»).
- Конфигурация (частота, скорости, девиация, состав пакетов, FEC, параметры порта, адреса, режимы) задаётся ASCII-командами диалогового интерфейса ($COM, $FREQ, $PWR, $FEC, $RST, $RSS и др.) в «Командном» режиме через любую терминальную программу ПК и хранится в энергонезависимой памяти (ЭНОЗУ).
- Возможно удалённое конфигурирование по радиоэфиру (чтение/запись профиля удалённого модема — $RPRF/$WPRF/$EPS/$EPE); в версии ПО 2.08 добавлена возможность запрета удалённого конфигурирования (бит $MDA.bRemoteCfgDisable).
- Поддерживаемые конфигурации сетей: точка–точка, точка–много точек, точка–много точек с базовой станцией и их комбинации; адресация и примеры организации сетей — раздел 9 РЭ.
- Обмен с компьютером/прибором — по RS-232 (сигналы TXD, RXD, RTS, CTS, DCD; DTR/DSR не используются) или RS-485 (контакты A и B); DCD программируется: нормальный режим, режим наличия соединения или DCD232 (активность выдачи данных), с инверсией — бит Invert_DCD.
Монтаж
- Установка DIN-исполнения: отвести вниз фиксирующую защёлку, поставить модем на рейку выступами верхней части корпуса за край рейки, вернуть защёлку вверх. DIN-исполнение НЕ защищено от окружающей среды — при необходимости ставить в шкаф нужной степени защиты.
- Антенный кабель — 50 Ом (например RG-58), не длиннее 10 м, иначе существенные потери ВЧ-сигнала и падение дальности; если нужен длиннее (до 100 м) — RG-213 или RG-8. IP65-исполнение выгодно ставить прямо у антенны.
- Питание: источник постоянного напряжения (7–15) В, ток до 200 мА в режиме передачи; от выхода OUT+5V можно питать внешние устройства с потреблением не более 50 мА.
- Интерфейс RS-232/RS-485 выбирается перемычкой «Интерфейс» на плате; терминальный резистор RS-485 включается перемычкой только на «концах» линии, при RS-232 — рекомендуется отключить (экономия энергии).
- Для коллизий в полудуплексной шине RS-485 введён параметр RS485_GUARD_TIME ($RG29); времена пред-/пост-установки DCD — PRE_DCD_TIME и POST_DCD_TIME ($RG24, $RG25), измеряются в интервалах, равных ½ времени передачи бита.
- Вход в командный режим после обновления прошивки: подать питание при нажатой кнопке MODE и отпустить её, когда светодиод MODE загорится красным; параметры порта при этом — 9600/8N1; затем выполнить инициализацию командой $IEE Mxxxx.
- РЭ предупреждает: модем — технически сложное электронное устройство, конфигурация, установка и эксплуатация должны выполняться пользователями с достаточной подготовкой и навыками.
Примеры
Беспроводная замена кабеля между двумя точками
В «прозрачном» режиме модем встраивается в уже построенную систему без доработки её ПО: данные последовательного порта идут по радиоканалу как по кабелю (точка–точка).
Сбор телеметрии с нескольких удалённых объектов
Сети точка–много точек и точка–много точек с базовой станцией: развитая адресация, пакетные режимы, помехоустойчивое кодирование; РЭ прямо называет назначение — системы сбора телеметрических данных и удалённого управления.
Добить дальность за горизонт
Режим «Ретранслятор»: пакеты ретранслируются промежуточным модемом, дальность связи растёт; есть интеллектуальная коррекция очереди пакетов (удаление дублей и устаревших).
Частые вопросы
Нужно ли разрешение на частоты 433 МГц?
По РЭ — нет: выходная мощность до 10 мВт в диапазоне (433,92±0,2%) МГц позволяет применять модем без получения дополнительных разрешений ГКРЧ РФ на использование полосы радиочастот.
Какая реальная дальность связи?
РЭ: при 38 400 бод и 10 мВт — несколько сотен метров с ненаправленными антеннами и до 1–3 км с направленными (АН-433, ~10 дБ) при прямой видимости; при 4 800 бод — до нескольких километров. Дальность зависит от скорости, антенн, местности и помех; вне прямой видимости расширяется ретранслятором.
Чем настраивать модем?
Любой терминальной программой ПК: в «Командном» режиме модем принимает ASCII-команды ($COM, $FREQ, $PWR, $IEE, $LOG, $SCAN и др. — раздел 11 РЭ), профиль хранится в энергонезависимой памяти. Поддерживается и удалённое конфигурирование по эфиру ($RPRF/$WPRF/$EPS/$EPE), которое можно запретить битом $MDA.bRemoteCfgDisable.
Можно ли заменить им кабель RS-232/RS-485 без переделки программы верхнего уровня?
Да, для этого и есть «прозрачный» режим: модем легко встраивается в уже построенные системы без необходимости доработки программного обеспечения — поток последовательного порта передаётся по радио как есть.
Нюансы и грабли
- Совместимость по эфиру определяется первым полем версии микропрограммы (AA.BB(CC)): модемы с разными AA НЕ работают друг с другом корректно — при обновлении прошивки её нужно менять у ВСЕХ модемов сети (история версий РЭ помечает такие переходы «!»).
- После обновления микропрограммы обязателен вход в командный режим (9600/8N1, кнопка MODE при подаче питания) и инициализация $IEE Mxxxx — иначе модем может работать некорректно.
- Данные, поступившие в модем при сброшенном CTS (входной буфер полон), УТЕРЯЮТСЯ — при аппаратном контроле потока внешнее устройство обязано его учитывать.
- Перемычка «Терминатор RS-485» нужна только на концах линии; включённый терминатор в середине шины и оставленный терминатор при RS-232 — типовые ошибки монтажа (вторая ещё и ест ток).
- Длинный антенный кабель съедает дальность: более 10 м RG-58 — уже существенные потери; тянуть RG-213/RG-8 или, что лучше, ставить IP65-модем у самой антенны.
- Индикатор RX/TX «не горит» — это приём (норма), а не «молчит»: горит зелёным он только когда уровень входного сигнала превышает заданный порог ($RST).
- В режиме «Прямой доступ» назначение контактов RS-232 меняется — подключение по обычной схеме даст не то поведение; читать соответствующий раздел РЭ до коммутации.
- DIN-исполнение без защиты от среды — установка только в шкаф; для улицы — исполнение IP65, у которого индикация видна лишь при снятой крышке (перемычку «Индикация» включать только на время настройки).
Документация
- БАКП.464426.004 РЭ. «Радиомодем «СПЕКТР 433». Руководство по эксплуатации» — ООО «РАТЕОС» (Москва, Зеленоград), версия руководства 02.08.00.00 (ПО mcv2.08.00, профиль pfv02.03), последнее изменение 28.05.2009, 89 стр.
- Рекомендуемые антенны (АШ-433, АН-433, АН2-433, АГ-433) и кабель RG-58/RG-213/RG-8 — раздел 4.2.1 того же РЭ.
- Упомянутые в РЭ смежные изделия: «Курс RADIO» и «СПЕКТР 433 OEM» (поддержка конфигурирования специальных свойств удалённых устройств, версия ПО 2.05).