Перейти к содержанию

Какая дальность у модулей 433 МГц?

Обновлено Редакция GAW

Производители модулей 433 МГц почти никогда не пишут дальность: она зависит не только от модуля. Считают её по бюджету линии — разнице между мощностью передатчика и чувствительностью приёмника с поправками на антенны и запас. Как устроен этот расчёт, разобрано в статье «Бюджет радиолинии»; здесь — пример для трансивера CC1101.

Расчёт для CC1101

Условия (наши допущения): мощность +10 дБм, обе антенны — компактные спиральные с КПД −5,9 дБ по измерениям TI (DN031), запас на замирания и препятствия 20 дБ, частота 433,92 МГц. Чувствительность — по табл. 7 даташита CC1101 для каждой скорости.

СкоростьЧувствительностьДопустимые потериДальность в свободном пространстве
0,6 кБод−116 дБм94,2 дБ≈ 2,8 км
1,2 кБод−112 дБм90,2 дБ≈ 1,8 км
250 кБод−95 дБм73,2 дБ≈ 250 м

Допустимые потери — это 10 − 5,9 − 5,9 − S − 20, а расстояние находим из формулы ITU-R P.525 (наш расчёт):

20lg⁡d=L−32,4−20lg⁡433,9220 \lg d = L - 32{,}4 - 20 \lg 433{,}92

Для 1,2 кБод: 20 lg d = 90,2 − 85,15 = 5,05, d ≈ 1,8 км.

Что съедает дальность

  • Скорость. Каждые 6 дБ чувствительности в свободном пространстве удваивают дальность, поэтому медленная передача бьёт дальше. Плата — время в эфире и энергия батареи.
  • Антенны. Пружинка или кусок провода на модуле теряет больше, чем различаются хорошие приёмники; подробно — в статье «Антенны».
  • Трасса. Таблица — оценка сверху для прямой видимости. Стены, земля и рельеф ослабляют сигнал сильнее, чем расстояние.
  • Приёмник. У сверхрегенеративного приёмника, по описанию в патенте Samsung US 7,565,129, низкие чувствительность и избирательность, и чувствительнее супергетеродина он не бывает (наш вывод): сравнение видов модулей — в статье «Радиомодули 433 и 868 МГц».

Наш вывод: заявления продавцов «до 1 км» без указания скорости, антенн и условий проверить нельзя. Если нужен большой запас по линии, смотрят на модуляцию LoRa с чувствительностью до −148 дБм.

Похожие вопросы

Как увеличить дальность модуля 433 МГц?

Дешевле всего — снизить скорость и улучшить антенны. По табл. 7 CC1101 переход с 250 на 1,2 кБод даёт 17 дБ чувствительности, а антенна — сколько-то децибел на каждой стороне: в замерах TI на 433 МГц КПД компактных антенн различался до 2,4 дБ (DN031), штырь λ/4 там не мерили. Мощность передатчика ограничена нормами: в России условия для полосы 433 МГц задают решения ГКРЧ, проверьте актуальное решение.

Почему простой приёмник 433 МГц слышит хуже трансивера?

У сверхрегенеративных приёмников, по описанию в патенте Samsung US 7,565,129, низкие чувствительность и избирательность. Супергетеродин вроде CC1101 фильтрует сигнал в узкой полосе и на малой скорости различает более слабый сигнал. Чувствительность конкретного модуля берите из его документации: по внешнему виду её не определить.

Почему в квартире связь пропадает уже через две стены?

Расчёт по ITU-R P.525 описывает свободное пространство без стен и земли. Перекрытия, металл, мебель и отражения добавляют потери, которые формула не учитывает, и в здании они легко съедают десятки децибел запаса. Поэтому дальность всегда проверяют пробной связью на месте, а в расчёт закладывают запас.

Источники

  1. Texas Instruments. CC1101 Low-Power Sub-1 GHz RF Transceiver (SWRS061I, 2013) — табл. 7: чувствительность на 433 МГц при PER 1 %, пакете 20 байт, 25 °C и 3,0 В на плате CC1101EM — −116 дБм (0,6 кБод), −112 (1,2 кБод), −104 (38,4 кБод), −95 дБм (250 кБод); табл. 4: передача +10 дБм на 433 МГц
  2. Texas Instruments. DN031 CC-Antenna-DK and Antenna Measurements Summary (SWRA328, 2010) — разд. 4.6.3: КПД спиральных проволочных антенн на 433 МГц — 25,53 % (−5,93 дБ, Antenna Factor) и 19,62 % (−7,07 дБ, Pulse)
  3. Recommendation ITU-R P.525-4 (08/2019). Calculation of free-space attenuation — разд. 2.2: потери между изотропными антеннами в свободном пространстве Lbf = 32,4 + 20·lg f (МГц) + 20·lg d (км)
  4. Samsung Electro-Mechanics. US Patent 7,565,129 B2: Super-regenerative receiver (2009) — описание уровня техники: у сверхрегенеративного приёмника низкие чувствительность и избирательность

Нашли ошибку?

Смотрите также