Анализатор спектра 2,4 ГГц на Arduino

 

В данной статье описывается простой анализатор спектра от 2,4 до 2,5 ГГц Wi-Fi диапазона. Он основан на модуле Cypress CYWM6935 Wireless Radio . Модуль имеет разнос 1 МГц, который немного "груб" для полномасштабного анализатора спектра, но это достаточно для  быстрой диагностики  проблем помех  сигнала Wi-Fi маршрутизатора. Анализатор спектра предназначен только в оценке относительной силы принимаемого сигнала, а не в каких-либо цифровых  данных, который сигнал может носить.

 

 

Хотя существуют и другие радиомодули для Wi-Fi, я выбрал Cypress CYWM6935. Потому что хотел маленькое, портативное и  автономное устройство, которое использует свой собственный ЖК-дисплей. Модуль CYWM6935 легко перестраивается и имеет 84 интервала в полосе частот Wi-Fi: 2400 МГц до 2483 МГц. ЖК-дисплей Nokia 5110 составляет 84 пикселей в ширину, так что это идеальный отображатель с горизонтальным масштабом 1 пиксель на МГц.

Макетирование модуля CYWM6935

Одна небольшая трудность, связанная с модулем CYWM6935 является то, что он оснащен 6 выводами  х 2 ряда растоянием 2 мм, что приводит к трудностям монтажа на  макетных платах. Следующие фотографии могут быть полезны для тех, кто хочет сделать свой собственный  "адаптер".

 

 

Принципиальная схема конструкции

 

 

Модуль радио использует интерфейс SPI для доступа к регистрам Arduino. Выводы D13, D12 и D11 должны использоваться для интерфейса SPI-аппаратных средств - SCK, MISO и MOSI соответственно. Это удобно для разводки соседних выводов Arduino (D10, D9 и D8) для активных низких входов радиоприемника: Power Down (NPD), Signal (NSS) и nRESET. На практике NPD вывод  радиомодуля просто может быть привязан к Vcc через резистор 10К, но я решил подключить его к Arduino выходу. Так как  хотел экспериментировать дальше с режимом POWER_DOWN модуля. Я намеревался выключить Arduino, включив в POWER_DOWN (спящий режим), который будет также выключать питание дисплея и радио. К сожалению, не смог получить отключение питания (ток был меньше 0.45mA). Хотя в  техническом описании утверждается  <1 мкА. Поэтому остановился на обычной мощности включения / выключения. Функции каждого из выводов модуля  приведена в таблице 1. Затем соединил Nokia 5110 84x48 ЖК-дисплей. Кнопка MODE подключена к Arduino вход D7, просто изменяет отображаемый масштаб от 2,4 ~ 2,483 ГГц до номеров каналов Wi-Fi 1 ~ 14. Она также включает или выключает опцию для отображения силы пикового сигнала каждого 1 МГц ВЧ канала в дополнение к мгновенным значениям. Питание осуществляется 3.7V литиевым аккумулятором номинальной мощностью 1000 мАч. Полностью заряженная батарея лития 4.2V. Радио-модуль CYWM6935, не очень терпим к чрезмерному напряжению, поэтому включил регулятор 3.3В LDO для питания всей схемы. Регулятор MCP1702-330E имеет очень низкий ток покоя (обычно 1,6 мкА) с падением напряжения вокруг 25mV ток нашей цепи занимает (около 50 мА , включая подсветку ЖК - дисплея), поэтому очень мало заряда батареи расходуется впустую, используя регулятор.

Печатная плата

Nokia 5110 Дисплей

Обратите внимание , что цоколёвкой Nokia 5110 дисплеев варьируется в зависимости от поставщика , поэтому в PCB может потребоваться некоторое изменение.

Тип дисплея можно отличить, посмотрев на дорожки на задней стороне платы. Я разработал PCB для типа дисплея, показанного на левой стороне, ниже.

 

 

Макет печатной платы разработан с помощью мастера Circuit.

(Схема макета адаптера можно скачать здесь .)

 

Гнездо для модуля радио имеет 2 мм Расстояние между штырьками так небольшое (1 мм). Две кнопки припаяны к небольшой "дочерней плате", которая крепится к основной плате дорожками вверх.

 

 

Сборка

 

 

Компоненты

В следующей таблице приведены менее распространенные компоненты.

Модуль Cypress CYWM6935 Wireless Radio

6 способ х 2 строки 2 мм Женский разъем заголовка

Nokia 5110 LCD

ATMEL ATmega328 с Arduino Uno загрузчиком

 

Программирование ATmega328 ATMEL

 

 

Arduino IDE

 

Если вы уже знакомы с Arduino, вероятноу вас уже есть свое программное обеспечение для редактирования и программирования. Если нет, то вам необходимо скачать и установить Arduino IDE с главного сайта Arduino.

 

 

Выделите и скопируйте приведенный ниже код, вставьте его в Arduino IDE и загрузите его на ATmega328.

КОД  2.4 GHz Spectrum Analyser using the Cypress CYWM6935 radio module