使用元件

Zigbee模組ZM-H:由TI CC2530晶片所整合成的模組,uConnect公司提供API函式透過UART介面控制這個模組。每個模組內建TI Zigbee network protocol stack,通電後,模組會自動串連周邊的Zigbee節點,我們使用API就能控制Zigbee傳輸。

NXP LPC11系列的MCU:這是Cortex-M0為核心的控制器,運算速度約50 MHz,用來控制Zigbee模組,如下圖所示透過UART介面控制通訊模組,一邊是coordinator主控端,一邊是end device節點。

 Zigbee主控端  

 Zigbee終端節點  

元件特性

Zigbee模組[1]的工作電壓在3.3V,傳送功率為4 dBm (低功率)18 dBm (高功率),資料傳輸速度為250Kbps。這個具有三合一功能的模組,透過DIP切換分別可當作coordinator (主控端)router (路由)end device (節點)。主控端可連結最多20個節點在單一層級內,如果需要更多的節點,則要透過路由的方式串連起來。

做為end device節點的模組,本身有7GPIO點以及1ADC類比輸入點。不過,GPIO的輸出驅動功率可能不夠,所以需要如上圖的電路加上relay才能控制周邊I/O。或者,需要更多GPIO接點時,我們也可以加上MCU來擴充點數。此外,模組上的ADC類比輸入具有8-bit解析度,偵測的電壓範圍為0~3.3V

該模組可外接天線,需要一條u.FL接頭轉成SMA接頭,然後接上一根外部天線。如果沒有外接天線,模組通訊距離不到1公尺,但是接上上圖的天線後,通訊距離可達數十公尺以上,甚至百公尺。筆者的實驗在水泥樓層間通訊,資料傳輸不成問題。

實際操作的影片如下,一邊是主控端,一邊是終端節點。主控端發出命令控制節點的八個GPO,產生類似跑馬燈的現象。影片中段,我們把主控端的電源切斷後,節點的GPO就不再改變,當電源再次接上後,主控端的命令繼續傳給節點,GPO則繼續像跑馬燈變化。

 

[1] http://www.uconnect.com.tw/files/ZM-H_datasheet.pdf

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