Застосування WiFi у мікроконтролерах
У світі мікроконтролерів WiFi-з'єднання стало основою сучасних додатків, забезпечуючи безперешкодну передачу даних між пристроями, мережами та хмарними сервісами. Arduino, популярна платформа як для любителів, так і професіоналів, пропонує різноманітні мікроконтролери з вбудованими WiFi-модулями, надаючи розробникам міцні та універсальні рішення для їх проектів. У цій статті ми розглянемо основні протоколи передачі даних WiFi, зосереджуючись на системах, побудованих на основі Arduino, і досліджуємо особливості, радіус дії та стандарти комунікації, що визначають цю технологію.

Застосування WiFi у мікроконтролерах

WiFi (Wireless Fidelity) – це набір бездротових комунікаційних протоколів, що дозволяють пристроям підключатися до Інтернету та інших мереж без фізичних кабелів. Він базується на стандарті IEEE 802.11, який визначає різні методи бездротової передачі даних. У мікроконтролерах WiFi сприяє розвитку IoT (Інтернету речей), розумної автоматизації будинків, віддаленого моніторингу тощо.
Мікроконтролери з вбудованими WiFi-модулями особливо популярні завдяки компактному розміру, низькому споживанню енергії та простоті інтеграції у різні проекти. Ці контролери зазвичай мають вбудовану підтримку поширених функцій WiFi, дозволяючи розробникам зосередитися на створенні своїх програм без необхідності вирішувати складності низькорівневого налаштування мережі.

Популярні мікроконтролери Arduino з WiFi

Arduino пропонує кілька мікроконтролерів із вбудованими WiFi-модулями. Ось деякі з найпопулярніших:
  • Arduino Uno WiFi Rev2  : це універсальний мікроконтролер із вбудованим WiFi-модулем u-blox NINA-W13. Він підтримує стандарти IEEE 802.11b/g/n та забезпечує відмінне з'єднання для широкого спектру додатків.
  • Arduino Nano 33 IoT  : компактний мікроконтролер, розроблений для додатків IoT. Використовує модуль u-blox NINA-W102, пропонуючи підтримку IEEE 802.11b/g/n та Bluetooth 4.2. Його маленький розмір робить його бездоганним для пристроїв та інших компактних проектів.
  • Arduino MKR WiFi 1010  : цей мікроконтролер призначений для додатків IoT та бездротової комунікації. Він використовує модуль u-blox NINA-W102 та підтримує як WiFi, так і Bluetooth. Форм-фактор MKR підходить для об'єктів з обмеженим простором.
Ці мікроконтролери надають вбудовану підтримку протоколів передачі даних WiFi, дозволяючи розробникам зосередитися на створенні інноваційних проектів без зайвого клопоту з апаратними налаштуваннями.
Існує безліч мікроконтролерів, які мають убудовані модулі WiFi. Наприклад,  ESP8266  та  ESP32  – це популярні мікроконтролери з WiFi, які часто використовуються разом з Arduino.
ESP8266
ESP8266 - це мікроконтролер із вбудованим WiFi від Espressif Systems. Він має невеликий розмір, низьку вартість та велику гнучкість, що робить його ідеальним вибором для багатьох проектів IoT. Він підтримує стандарти зв'язку 802.11b/g/n та працює на частоті 2,4 ГГц.
ESP32
ESP32 - це новий і потужніший мікроконтролер від Espressif. Він має два ядра, працює на частоті до 240 МГц та має вбудовані модулі WiFi та Bluetooth. Він підтримує стандарти зв'язку 802.11b/g/n та працює на частотах 2,4 ГГц та 5 ГГц.

Особливості та можливості WiFi

Мікроконтролери із вбудованими WiFi-модулями мають кілька ключових характеристик, які роблять їх ідеальними для широкого спектру додатків:
  • Радіус дії: більшість мікроконтролерів з підтримкою WiFi підтримують стандартні радіуси дії WiFi зазвичай до 100 метрів у приміщенні та 300 метрів на відкритому просторі. Однак реальний радіус залежить від факторів навколишнього середовища, таких як перешкоди та інтерференція.
  • Стандарти комунікації: найпоширеніші стандарти WiFi, що використовуються – це IEEE 802.11b/g/n, які пропонують швидкість передачі даних від 11 Мбіт/с (802.11b) до 600 Мбіт/с (802.11n). Ці стандарти забезпечують сумісність із більшістю споживчих та промислових WiFi-мереж.
  • Безпека: мікроконтролери з підтримкою WiFi зазвичай підтримують різні протоколи безпеки, такі як WPA/WPA2 та WPA3, забезпечуючи безпечне з'єднання між пристроями та мережами.
  • Споживання енергії: мікроконтролери, розроблені для IoT, оптимізовані для низького споживання енергії, що робить їх придатними для пристроїв на батарейках та тривалого використання.
  • Гнучкість та інтеграція: мікроконтролери Arduino з WiFi-модулями розроблені для плавної інтеграції з іншими апаратними компонентами та програмними бібліотеками, надаючи розробникам гнучку платформу для створення індивідуальних програм.

Застосування мікроконтролерів з WiFi

Завдяки своїм потужним можливостям мікроконтролери з підтримкою WiFi знаходять застосування у різних сферах, зокрема:
  • Автоматизація будинку: використовуйте мікроконтролери з WiFi, щоб створювати системи розумного будинку, що дозволяють віддалено контролювати світло, прилади та системи безпеки.
  • Промисловий моніторинг: впроваджуйте бездротові моніторингові системи для відстеження температури, вологості та інших параметрів у промислових умовах.
  • Пристрої для носіння : розробляйте пристрої, що підключаються до мереж WiFi для передачі даних та комунікації.
  • Віддалений збір даних: створіть системи для віддаленого збору даних у сільському господарстві, екологічному моніторингу та інших галузях.

Протоколи передачі даних WiFi

WiFi використовує радіочастотні сигнали передачі даних між пристроями. Стандарти зв'язку, такі як  802.11b/g/n/ac визначають частоти і швидкості передачі даних.

802.11b

Цей стандарт був одним із перших і пропонує швидкість передачі даних до  11 Мбіт/с . Він працює на частоті  2,4 ГГц  і має досить великий радіус дії, але схильний до перешкод від інших пристроїв, що працюють на тій же частоті.

802.11g

802.11g працює на тій же частоті, що і 802.11b, але пропонує значно більшу швидкість передачі даних – до  54 Мбіт/с . Це робить його більш придатним для потокового відео та інших програм, що вимагають великої пропускної спроможності.

802.11n

802.11n може працювати як на  2,4 ГГц , так і на  5 ГГц , пропонуючи ще більшу швидкість передачі даних – до  600 Мбіт/с . Він також використовує технологію MIMO (Multiple Input Multiple Output) для збільшення пропускної спроможності.

802.11ac

  • Це найновіший і найшвидший стандарт, що пропонує швидкості передачі даних до  1300 Мбіт/с  на частоті  5 ГГц . Він також використовує технологію MIMO та підтримує більшу кількість одночасних з'єднань.


Відгуків: 0 / Написати відгук
Супутні товари
NodeMcu Lua плата розробника WIFI ESP8266
Плата розробника ESP8266 дозволяє задіяти зручно маніпулювати контролером WIFI модуля ESP8266-12Е з прошивкою NodeMcu LUA. На платі розведені всі доступні входи / виходи, а також є вбудований usb-інте..
1 відгук
62.00 грн.
Arduino WeMos D1 ESP8266
Варіант аналога Ардуінкі R3 з вбудованим Wi-Fi. WeMos D1 Відрізняється від версії R2 відсутністю додаткового ряду монтажних отворів і маркуванням на лицьовій частині. Версія плати: 2015-08 WeM..
145.00 грн.
ESP32 Wi-Fi Bluetooth модуль
Модуль розробника  ESP-WROOM-32 виконаний на базі популярного двоядерного чіпсету ESP32 ( ESP32S ESP32U), із змінною тактовою частотою від 80 МГц до 240 МГц, можливістю індивідуального управ..
1 відгук
272.00 грн.
Написати відгук
Увага: HTML не підтримується. Використовуйте звичайний текст.
    Погано            Добре