El módulo WiFi de 2,4 GHz causa interferencias en el módulo receptor RF de 433 MHz.

Question

Tengo una placa prototipo que tiene dos módulos de RF, un módulo Wifi de 2,4 GHz (ESP-01) y un módulo receptor de RF de 433,92 MHz de bajo coste (Wenshing RWS-371F-6). Mi transmisor de 433MHz (un mando a distancia) envía datos codificados en manchester para ser decodificados por el receptor, esta parte está funcionando bien. La tasa de datos es de 2000 bits por segundo y estoy usando 433.92MHz SAW ressonator en el prototipo de PCB de control remoto. Tengo un frecuencímetro, y su frecuencia de transmisión es exactamente a 433.9MHz constantemente. Cuando el módulo ESP-01 no está conectado a la placa, puedo controlar el relé de la placa desde 50 metros de distancia con pulsaciones cortas en los botones del mando a distancia, y casi siempre funciona a esta distancia (para controlar el relé). Cuando el módulo ESP-01 está conectado a la placa, el rendimiento de RF de 433MHz es muy pobre. Por ejemplo, desde sólo 5 metros de distancia tengo que hacer una pulsación larga en el botón para controlar el relé, y a veces no funciona. Y con el módulo ESP conectado a la placa, nunca funciona haciendo pulsaciones cortas en el botón como funciona cuando el módulo ESP-01 no está conectado a la placa...

Como se puede ver en las fotos, he probado la antena de módulo de 433MHz con cable helicoidal y recto (17,3cm y 13cm), y con cable de 13cm de largo el resultado es aún peor.

Esta placa tiene una fuente de alimentación de 12V (100KHz - LNK626DG) que se genera de la red eléctrica, luego los 12V se reducen a 5V (7805) y 3.3V (LM1117IMP-3.3), dos reguladores lineales de voltaje. La placa tiene también un plano de tierra, compartido por todos ellos.

Lo único conectado a la salida de 5V es el receptor RF de 433MHz. En la entrada del regulador de 5V tengo una cerámica de 100nF, y en la salida una cerámica de 10uF 0805 16V, y en los dos pines de alimentación de 5V del módulo de 433MHz tengo una cerámica de 100nF.

El ESP-01 está siendo alimentado por un 3,3V regulado (esta fuente de alimentación será cambiada por un convertidor buck de 1,5MHz en el próximo prototipo). A la salida de este regulador tengo una cerámica de 22uF, y muy cerca del pin de 3.3V del módulo ESP tengo 2x condensadores cerámicos de 22uF 0805 10V.

En esa placa también es posible conectar un módulo bluetooth como el HC-05 (el bluetooth también es de 2.4GHz) en lugar del ESP-01, y cuando el módulo BT está conectado a la placa y funcionando, no causa interferencias en la RF de 433MHz como lo hace el módulo ESP, quizás debido a la RF de baja potencia del bluetooth.

Me he dado cuenta de que la salida de 3,3 V está en un borde de la PCB y el conector ESP está en el otro borde de la PCB...

¿Alguien sabe si es posible en mi placa, tener un buen rendimiento en 433MHz RF y utilizar el módulo ESP al mismo tiempo? Porque en mi placa el módulo ESP parece estar causando interferencias en la capacidad de recepción del módulo de 433MHz.

¿Por qué se producen estas interferencias? ¿Y qué se podría hacer para solucionarlo?

¿Es un problema de diseño?

Ficha técnica del módulo receptor de 433 MHz: www.web66.com.tw/_file/C3/31776/Dfile/1402897191832file.pdf?t=2019091807

Saludos.

Answer 1

Su módulo receptor de 433MHz tiene un trimmer en la bobina de rf y no cristal, lo que sugiere que es un superregenerativo tipo. Estos tienen poca selectividad y, por tanto, son propensos a sufrir interferencias en otras frecuencias. Además, no tiene blindaje, por lo que una señal de radiofrecuencia intensa podría "atravesarla" y ser captada por los componentes activos de la placa. La antena del ESP-01 está a menos de 10 mm de la antena de 433 MHz, por lo que la posibilidad de interferencia es alta.

Lo primero que yo haría es girar el ESP-01 180° o montarlo en vertical, para que su antena esté más alejada del receptor de 433MHz. También consideraría la posibilidad de utilizar un superheterodino Receptor de 433MHz, orientado de forma que su antena esté lo más lejos posible del ESP-01 y con blindaje alrededor si no lo está ya.

Tu plano de tierra podría mejorarse moviéndolo a la parte superior de la placa y colocando más cables en la parte inferior. De esta manera podría actuar como escudo de prevención de rf de la ESP-01 de conseguir en los rastros que van a otras partes del circuito.

Answer 2

Para encontrar la causa de la interferencia, utilice los métodos sugeridos para aislar Dirigido a ruido con choques en serie de ferrita y Radiación ruido de reloj con una lata de blindaje ficticia encima para aislar el acoplamiento.

Podría tratarse de una "lata" conectada a tierra colocada sobre un aislante protector para atenuar la EMI radiada, por ejemplo, de los armónicos del reloj de onda cuadrada de 26 MHz. Si mejora la recepción, entonces usted sabe la proximidad y la IEM radiada es la causa.

Answer 3

Como ya se ha mencionado, los receptores regenerativos son notoriamente terribles.

Pero incluso construyendo algo para recibir señales OOK con una buena radio de datos sub--GHz como las que venden Ti, SiLabs, etc, todavía hay que preocuparse por las fuentes de ruido locales.

Desacople toda la alimentación y las señales entre la radio y los circuitos digitales con filtros de paso bajo, como perlas de ferrita SMD. Si tienes un cable serie de depuración, desacoplalo especialmente.

Evita utilizar una fuente de alimentación conmutada, si tienes que empezar con una sigue con un regulador lineal.

No se trata de conjeturas teóricas, sino de cuestiones que se plantean al construir un dispositivo de este tipo.

A la inversa, con un protocolo razonable no es tan probable que la radio wifi esté transmitiendo mientras intentas recibir, ni es tan probable (al menos con una buena radio sub GHz) que sea un problema como cabría suponer.