RF verwijst naar de frequenties die vallen binnen het elektromagnetische spectrum dat verband houdt met de voortplanting van radiogolven. HF-stroom creëert elektromagnetische velden wanneer deze wordt toegepast op een antenne die het toegepaste signaal door de ruimte voortplant. Op elektromagnetische golven gebaseerde communicatie wordt al vele decennia gebruikt, in het bijzonder voor draadloze spraakcommunicatie en datacommunicatie. De frequentie van het RF-signaal is omgekeerd evenredig met de golflengte van het veld. De oscillatiesnelheid voor de radiofrequenties ligt in het bereik van ongeveer 30 KHz tot 300 GHz.
HF-golven die zijn gemoduleerd om informatie te bevatten, worden HF-signalen genoemd. Deze RF-signalen vertonen bepaalde gedragingen die kunnen worden voorspeld en gedetecteerd en ze kunnen communiceren met andere signalen. Voor de ontvangst van radiosignalen moeten antennes worden gebruikt. Deze antennes pikken meer radiosignalen tegelijk op. Door gebruik te maken van radiotuners kunnen bepaalde frequenties worden opgevangen. Er zijn enkele gratis banden beschikbaar die worden gebruikt voor toepassingen op afstand. Dit worden ook wel ISM-banden (Industrial, Scientific en Medical) genoemd. De meest aantrekkelijke frequentieband is 434 MHz
De payload-gegevens moeten worden gemoduleerd op de RF-draaggolf. Twee eenvoudige modulatietechnieken Amplitude shift Keying (ASK) en Frequency shift keying (FSK) zijn hiervoor populair. Om stroomverbruikredenen wordt ASK meestal geïmplementeerd als ON-OFF keying (OOK). De uitdaging is het vinden van een antenneontwerp of -concept dat een perfect compromis vormt tussen kosten en prestaties. Een duidelijk RF-ontwerp is nodig om aan de regelgeving te voldoen.
Bidirectionele koppelingen voor afstandsbediening voor RF-communicatie
Hoogwaardige afstandsbedieningen kunnen worden gebruikt op basis van bidirectionele RF-verbindingen. Naast de link voor de afstandsbediening naar het bestuurde apparaat, is er een extra link achteruit van het apparaat naar de controller. Deze achterwaartse link kan worden gebruikt om de robuustheid van de externe link te waarborgen door handshake-protocollen te gebruiken en feedback te geven aan de gebruiker. Bidirectionele RF-verbindingen worden geïmplementeerd met behulp van RF-transceiver-IC's die een RF-ontvanger en RF-zender bevatten die één enkele PLL en één enkele antenne delen.
Protocollen voor RF-communicatie
Het RF-afstandsbedieningsprotocol gebruikt apparaatadressen en opdrachten om de informatie weer te geven. Elke RF-afstandsbediening vereist een unieke ID, wat betekent dat elke zender wereldwijd een unieke ID heeft. Daarom is de bitlengte gereserveerd voor RF ID's langer (bijvoorbeeld 32 bits tot 40 bits lang).
Afbeeldingsbron - creativentechno.files
Voor een betere robuustheid van de RF-verbinding worden vaak cyclische redundantiecontrole (CRC) -waarden gegenereerd en verzonden als onderdeel van het frame. De ontvanger kan eventuele bitfouten duidelijk identificeren door de CRC-waarden van het ontvangen dataframe opnieuw te berekenen en te vergelijken met de waarden die vóór verzending zijn gegenereerd. Het oplaadniveau van de batterij van de zender kan worden gesignaleerd met een volledig 4-bits of 8-bits gegevensveld dat de gemeten batterijspanning vertegenwoordigt. De systemen maken communicatie in één richting mogelijk tussen twee knooppunten, namelijk verzending en ontvangst.
De RF-modules zijn gebruikt in combinatie met een set vierkanaals encoder- en decoder-IC's. HT-12E en HT-12D of HT-640 en HT-648 zijn respectievelijk de meest gebruikte encoders en decoders in RF-communicatie. De encoder wordt gebruikt voor het coderen van transmissiegegevens terwijl de ontvangst wordt gedecodeerd door de decoder. De encoder wordt gebruikt om de gegevens serieel te verzenden in plaats van parallel te verzenden. Deze signalen worden serieel via RF naar het ontvangstpunt verzonden. De decoder wordt gebruikt voor het decoderen van de seriële gegevens bij de ontvanger en omhult als parallelle gegevens.
Toepassingen van RF-communicatie:
RF-communicatie wordt voornamelijk gebruikt voor draadloze gegevens, spraakoverdrachtstoepassingen en domotica-toepassingen, afstandsbedieningen en branchegerichte toepassingen.
In-home automatiseringstoepassingen kunnen we bijvoorbeeld RF-gestuurde schakelaars gebruiken in plaats van conventionele schakelaars. Voor dit doel kan een RF-afstandsbediening worden gebruikt om verlichting en andere apparaten te bedienen zonder naar andere plaatsen te gaan. Deze applicatie is vooral handig voor lichamelijk gehandicapten. In branchegerichte toepassingen voor het besturen van robots en voertuigen kan RF-communicatie worden gebruikt. De robotvoertuigen worden over het algemeen gebruikt bij risicovolle operaties die niet door mensen kunnen worden uitgevoerd. Hiervoor is een zendeenheid nodig om de beweging van de robotvoertuigen te besturen.
RF-zendeenheid om robotvoertuig te besturen
Robotvoertuigeenheid bestuurd door een RF-transmissie-eenheid
Om vele redenen is transmissie via RF beter dan IR (infrarood). Ten eerste kan het signaal via RF grotere afstanden afleggen, waardoor het geschikt is voor toepassingen op lange afstand. IR werkt meestal in de gezichtslijnmodus, maar RF-signalen kunnen zich verplaatsen, zelfs als er een obstructie is tussen zender en ontvanger. RF-transmissie heeft een hoge betrouwbaarheid dan infraroodcommunicatie op afstand. RF-communicatie gebruikt een specifieke frequentie, maar IR gebruikt geen specifiek bereik en wordt beïnvloed door andere IR-stralingsbronnen.
