nRF24L01+通信距离问题

hiqrf3 · 发表于 2010-7-2 13:53:42

大家好，我这段时间研究2.4G无线通信，最开始买了几个nRF24L01的模块，现在要开始做项目了，于是自己制板，买的芯片是nRF24L01P。由于我以前不是搞射频的，也对这个没什么研究，只知道阻抗匹配很重要，但是第一缺少经验第二没有仪器，好在Nordic公司有提供他们的评估板的资料，SMA接头和PCB天线的都有，所以就按照资料上的说明来进行元件布局和PCB走线，PCB天线也是根据其尺寸来的。此外还参考TI的一个PCB天线的文档画了另一个模式的PCB天线。PCB图如下，SMA接口：

SMA接口 (原文件名:SMA.jpg)
PCB天线1：

PCB天线1 (原文件名:PCB1.jpg)
PCB天线2：

PCB天线2 (原文件名:PCB2.jpg)
现在的问题是，板子做出来后，效果很差，通信距离很短，空旷处10米都不到，而且更奇怪的是，我用SMA接口的外接天线居然比PCB天线的效果还差！！距离只有几米！本来，由于我画PCB的时候把那个SMA接头的封装画小了，所以焊接的时候把SMA接头四个角落的接地引剪掉了，然后通过焊锡将SMA接头的外表面和板子的地相接，觉得可能会造成阻抗不匹配等问题，但是我问了别人，说应该不会有多大影响，而且就算有影响也不至于这么差吧。这个项目的要求其实不高，也不要穿墙什么的，距离15米就可以了，但是没想到做出来这个板子还用了外接天线都达不到，现在的天线动不动就说可以上千米的，我就想，就算我板子做得不怎么好，但是抄原厂的，在加上天线，至少20 30米可以吧，结果才10米不到啊。现在很迷茫了，不知道该怎么做了，来这里求助于各位，希望大家能够帮帮我，感激不尽啊！！

bichen · 发表于 2010-7-5 14:52:46

我买了两块带增强芯片的NRF24L01+SMA天线的模块，自己试着用51单片机控制试验了一把，空旷的地方100米不成问题，但是自己没有制版，其实这个模块挺小的，自己做个底板，然后无线模块用别人搞定的好了，省得自己麻烦，就是有点偏贵

hiqrf3 · 发表于 2010-7-5 14:58:17

自己玩玩的话买模块是每什么问题，但是要做项目要量产，用模块的话成本就会多太多了啊。

USBFD · 发表于 2010-7-5 19:32:10

Nordic有pcb图的你可以下来看看,PCB天线1我用过15米可以,最好用陶瓷天线,器件相当重要,随便买的肯定不行

xiaoxu191 · 发表于 2010-7-6 00:17:48

首先用该鼓励一下楼主，能够自己做出实物来已经是不错的尝试了。

其次，nRF24L01不会有很远的距离，自制的板子即使使用仪器逐一调过的，开阔地带最大距离可能只有30米。Nordic原装板有50米，但是绝对不会超过100米。这是设计所限，其发射功率只有0dB，除非你加功率放大，才有较远的距离，作为产品这常常会违背无线电管理法规。所以没有仪器调试时，可以期望的距离大约是15～20米。要做量产的产品，没有一点仪器是不行的。

改进途径：
你手里得有一些电感和电容。
1）调整L1可能改变芯片本身的发生功率，可以在现有值附近试试接近的各档电感，Nordic的一个调试文档说增加L1可以增加功率，但是实际上也可能是相反的；
2）SMA接口接外接天线距离近可能和天线有关，可能该天线不是50欧姆的，或者电路输出不是50欧姆，可以调C6试一试，甚至可以试一试1uH～5.6uH的电感；
3）nRF24L01P是有250kbps空中速率的，和2Mbps相比，接收灵敏度大12dB，通讯距离可能有较大的增加。

hiqrf3 · 发表于 2010-7-6 10:00:16

谢谢各位的回复，不得不说这里的讨论气氛确实是最好的，也有很多热心人，呵呵！
感谢USBFD，我画板的时候就是按照Nordic提供的pcb图来进行元件布局和走线的，只是用的元件封装大点，用的0603的，他是0402的。不过正如正文说的，效果都不好，我这几天再测试了一下，两块PCB天线的通信，6米左右就开始丢包，稳定的通信距离只有4米多。SMA接口的外接天线效果就更差了，反正都这么差，我就没具体试多差了。陶瓷天线？我去赛格买天线的时候好像没有看到过，一般天线多少钱呢？我去买的时候从几块到二十都有，我买的便宜点的，天线+SMA接头一共8块。店家说是2.4G的50欧姆的天线，之前也有人在他那里买过，效果不错。不过现在我倒是有点怀疑了，应为当时感觉他是不怎么懂啦。其他电容电感器件的话，手册上也没有特别说明，应该是值一样就OK吧。
感谢xiaoxu191，谢谢你耐心的回复。如正文所说，目前这个项目对距离的要求是15米甚至10米就够了，不需要太远，太远了反而不怎么好。不过接下来的另外一个项目可能就要求20米或者30米了，很难做啊。调整L1的话，对芯片本身的发射功率增强作用应该很有限吧，最乐观的估计，大概能使距离提升多少呢。如果能有个5米就好了，呵呵，不过我想应该很难。对于天线问题，刚才我也说了我买的比较便宜的，不过店家声称是50欧姆的，我也没办法测量，不过我正准备去买好点的贵点的回来试试。电路的输出阻抗，由于我对RF没有系统的理论知识，也没有实践经验，只能参考Nordic的PCB照葫芦画瓢，所以可能会有很多问题，郁闷的是，就算知道很可能问题出在电路上，也想不到解决的方向，没仪器，没理论，没经验，唉。调整C6可是改变电路的输出阻抗吗？你是说用电感做天线？250kbps我试过，效果是要好一点点，不过很有限。而且我发现固定数据包长度比动态的效果好不少。
我先去买点天线、L1附近的电感和C6附近的电容试试，谢谢各位。

wzyllgx · 发表于 2010-7-6 10:32:19

不知道你PCB天线尺寸有多大？另外你的数据传输速率有多大？

hiqrf3 · 发表于 2010-7-6 12:46:29

尺寸啊，我是分别按照Nordic和TI的文档来做的。1Mbps和250kbps都试过的。

bichen · 发表于 2010-7-6 14:09:52

除非你加功率放大，才有较远的距离，作为产品这常常会违背无线电管理法规？

加功率放大会违背无线电管理法规吗？

bibao · 发表于 2010-9-26 21:14:00

楼主,我也自己做板,因为是做出产品,所以传输距离要求至少50m,目前的通信距离大约为30M,还挺纠结的,没想到楼主的情况更糟.目前还在调这个模块,当初学焊接这小东西就花了不少时间...建议楼主看nrf24l01的芯片资料,里面的布线相对较好,距离不够的原因可能还是因为我们自己做板和工厂的有差别吧....

lihongfang · 发表于 2011-3-18 13:01:44

mark

chenl0519 · 发表于 2011-3-19 17:56:04

关注中！

freud · 发表于 2011-3-19 20:47:35

以前毕设自己做过板子，直接用的微带天线，也是用51直接驱动的，简单通讯的距离在20米没问题，20米外没测过，如果按原厂的PCB做是没有问题的，我感觉是不是你的程序有问题，另外可将功率调高点试试。

ahuang227 · 发表于 2011-3-19 21:16:21

告诉PCB板厂,要用高频PCB....

zhuyi25762 · 发表于 2011-3-19 21:34:50

关注，楼主可愿意共享一下你的ＰＣＢ呀，一直都不敢搞高频，以前听人说，哪怕ＰＣＢ是一样的，买的器件件厂家不同，估计效果都不同，怕了，就买模块了

mark2011 · 发表于 2011-3-20 10:20:17

24L01用过，很不给力啊，做产品、工程慎用

mark2011 · 发表于 2011-3-20 10:21:41

尤其现在淘宝上的NRF24L01模块太多，也太烂

TTL1M1 · 发表于 2011-4-14 21:09:31

求教楼主，最近我在调试nRF24L01的模块，总是没有接收到信号，我的发送地址和接收地址是一样的，为{0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}，发送接收也是用相同的频率，一样的负载长度，接收设置为自动应答，只有一个频道0接收和发送，发射频率为1Mhz，发射功率为最大值0dB，发射机从串口接收一个字节，并将其发送给接收机，接收机接收到信号，送给led显示，检查是否接收得到，但是搞了很久，接收机总是没有反应？为什么会有这种情况？能否指点一下~ 有什么需要注意的地方吗？

bulinsheng · 发表于 2011-4-14 22:12:43

mark

quentin121 · 发表于 2011-5-10 16:38:17

mark

fengye2009 · 发表于 2011-5-12 18:10:52

nRF24L01板子属于高频布线，新手来说成功率不高，开发时候尽量买模块，提高开发进度。

wuchangqin · 发表于 2011-6-29 15:14:50

买过24L01的模块，空旷地也就25M，根本没有100米。拐个墙角就没有信号，2.4G的不行。

jhlsf · 发表于 2011-8-13 14:58:18

基板介质不同，天线谐振点不同

ninglu · 发表于 2011-8-28 09:22:20

mark

jiabin1024 · 发表于 2011-10-4 15:10:53

MARK!!!

klmt · 发表于 2011-10-20 11:03:11

最近我也在玩这个，距离只有8M，更惨啊，不过最惨的还不是这个，是要一主多从，都没思路了...

zplmcu · 发表于 2011-10-24 12:17:27

回复【楼主位】hiqrf3
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天线匹配这块没有设备去调试相当困难，难度大，建议直接买模块，现在模块也不贵！！！量大价格就不一样咯

hiqrf3 · 发表于 2011-11-4 15:39:19

没想到过了这么久还有人回复。这个问题已经解决了，板子和布局和正文的差不多，后来主要改进的是元器件，主要是电阻电容，质量一定要好，要用高频的，不能随便在电子市场买，觉得值对了就可以了。我后来换了村田的高频用的电容电感，效果就有明显改善，最后再紧缩了一下器件布局，减少板子的宽度，最终的效果是20米左右，用PCB天线2，板子只比天线的纵向宽度多一点点。
另外，最近尝试采用TI的另一种PCB天线，效果非常好，空旷距离基本能达到40米，不过缺点就是天线比较大。
希望能对跟我一样刚入手搞2.4G的朋友有所帮助。

xiubing65 · 发表于 2011-11-6 12:06:47

回复【31楼】hiqrf3
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回复【31楼】hiqrf3
没想到过了这么久还有人回复。这个问题已经解决了，板子和布局和正文的差不多，后来主要改进的是元器件，主要是电阻电容，质量一定要好，要用高频的，不能随便在电子市场买，觉得值对了就可以了。我后来换了村田的高频用的电容电感，效果就有明显改善，最后再紧缩了一下器件布局，减少板子的宽度，最终的效果是20米左右，用pcb天线2，板子只比天线的纵向宽度多一点点。
另外，最近尝试采用ti的另一种pcb天线，效果非常好，空旷距离基本能达到40米，不过缺点就是天线比较大。
希望能对跟我一样刚入手搞2.4g的朋友有所帮助。
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楼主你好，能否公布你的PCB2的天线尺寸和TI的天线尺寸呢？最近在搞2.4G，急需啊谢谢！

hiqrf3 · 发表于 2011-11-7 16:51:35

这些都是TI一份文档上的，这个文档上还列举了多做不同的PCB天线及其测试数据，网上应该可以找到，具体名字我不记得了。你找找。

lllmcu · 发表于 2011-11-7 23:15:06

学习了

jwxcelebrate · 发表于 2012-1-6 22:08:57

回复【21楼】TTL1M1
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请问，问题解决了吗？

jwxcelebrate · 发表于 2012-1-6 22:09:33

回复【18楼】maomao0258 莫远茂
祝楼主切顺利！！！！！！！！！！！
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请问问题解决了吗？

natertech · 发表于 2012-1-8 22:26:38

这个跟PCB板材有关系；
同时接收和发射需要匹配；
距离的决定因数多，发射功率/接受灵敏度/频偏这些都音响不小

QQ42142951 · 发表于 2012-1-8 22:44:14

你这个是一个多方面的原因;
发射功率;
接收灵敏度;
数据速率;
网络匹配;
天线?

这些都会直接影响到距离

zzt8899 · 发表于 2012-1-17 11:12:07

mark..

hehelloook · 发表于 2012-1-17 13:27:42

我以前用过NRF2402(单发，没加放大器，PCB天线)，NRF2401作为接收端（外接天线），在空旷有80M。因为用在煤矿下面，巷道里面有反射，结果通信距离都大于80M，远的300M都能接收到，楼主你制板的板材有没有要求呢？

seaso · 发表于 2012-1-17 13:52:33

相对来说还是发射频率低的nRF905通信距离远些

lanjingjing · 发表于 2012-1-17 14:53:00

我也是苦于通信距离的问题，未加AP，只有6、7米左右。想问下哪里有可靠些的陶瓷天线啊？

wise32 · 发表于 2012-2-6 14:42:54

一般來說，在高頻應用時要注意佈線，pcb及元件。
如果是參考nodic 的pcb做板，剩下的問題就應該是pcb及元件及元件。

查一下datasheet 中有沒有提過pcb 物料，pcb厚度等。1.5mm和0.5mm的pcb做出來的結果都不會相同。
而器件方面，在畢業習作中，一直都是用村田的電感和電容....

cshp138 · 发表于 2012-8-16 15:19:51

mark ...

HZKJ · 发表于 2012-12-29 20:59:56

深圳一家卖这个模块的，用到的PCB天线1方案，价格才10元不到。不知效果如何。做次白鼠，试试看

外卡传媒 · 发表于 2013-2-28 18:52:54

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

sgzzour · 发表于 2013-2-28 19:29:37

路过，其实我也做过一次，但是，失败了，距离短的不能再短。。。

bichen · 发表于 2013-3-10 16:10:47

我们后来放弃了，没这么做了，距离总是问题

随风允诺 · 发表于 2013-3-13 00:41:14

看大神的评论也是一种享受。

185724132 · 发表于 2013-3-13 00:47:17

虽然没接触过，嘿嘿学习中。

divineliu · 发表于 2013-4-28 15:27:13

hiqrf3 发表于 2011-11-4 15:39
没想到过了这么久还有人回复。这个问题已经解决了，板子和布局和正文的差不多，后来主要改进的是元器件，主 ...

问题得到解决，不错！

achieveIEEE · 发表于 2013-5-3 14:48:46

hehelloook 发表于 2012-1-17 13:27
我以前用过NRF2402(单发，没加放大器，PCB天线)，NRF2401作为接收端（外接天线），在空旷有80M。因为用在煤 ...

300M算是创纪录了

xingyuezh · 发表于 2013-7-29 00:31:31

hiqrf3 发表于 2011-11-4 15:39
没想到过了这么久还有人回复。这个问题已经解决了，板子和布局和正文的差不多，后来主要改进的是元器件，主 ...

不知道是哪种pcb天线

nomady · 发表于 2013-7-29 18:10:19

在tb上看到有一种贴片的陶瓷天线，有没有人用过啊，不知道效果怎么样

liaoze22 · 发表于 2013-12-3 19:45:39

看大神的评论也是一种享受。

qqwwrm110 · 发表于 2015-4-7 22:49:25

关注一下，最近在搞这个

rubbietao · 发表于 2015-4-13 15:57:27

可惜资料不够呀

345161974 · 发表于 2015-4-13 19:38:08

hiqrf3 发表于 2011-11-4 15:39
没想到过了这么久还有人回复。这个问题已经解决了，板子和布局和正文的差不多，后来主要改进的是元器件，主 ...

谢谢兄弟的总结！受教了！

恋芜 · 发表于 2015-6-7 05:48:56

谢谢楼主的分享精神

skyli · 发表于 2015-10-9 10:46:51

学习了，最近正想做一个

我是一个小毛驴 · 发表于 2016-1-6 13:55:39

achieveIEEE 发表于 2013-5-3 14:48
300M算是创纪录了

有那么远？

nRF24L01+通信距离问题

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