RF 통신 송수신 모듈

작성자: 지호준
작성 일자: 2018.10.5

1. RF 통신 송수신 모듈 개요

통신에는 여러가지 규격화된 기법들이 있다. WiFi, Bluetooth, RF- 만들고자 하는 프로젝트에 따라 어떤 기법을 사용하고 어떻게 디자인할지를 정해야한다. 이 페이지에서는 RF 무선통신에 사용되는 RF 통신 송수신 모둘에 대해 살펴본다.

1) RF 통신이란

RF 통신은 이름 그대로 Radio Frequency에서 작동하는 통신이다. 통신 주파수 대역은 일반적으로 30kHz에서 300GHz이다. RF 통신에선 digital 신호를 전파에 실어서 송신하는데, 전파에 전달하는 다양한 기법이 있다. Amplitude Shift Keying (ASK)와 Pulse Width Modulation (PWM) 등과 같은 다양한 기법을 사용하여 digital신호를 송신한다.
RF 통신을 IR (Infrared)통신과 간단히 비교해보도록 하겠다. RF통신은 IR통신에 비교해 더 멀리까지 신호를 전달할 수 있다. 두번째로, RF통신은 송신기와 수신기 사이에 장애물이 있어도 통신이 가능하다. 세번째 차이점은, IR통신은 다른 IR 신호들에 의해 간섭을 받을 가능성이 높은데 RF 통신은 특정 주파수 대역을 사용하므로 간섭의 영향이 낮다.
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Serialization Issue: 엔코더를 사용하지 않으면 한번에 하나의 버튼 명령만을 송신할 수 있다. 병렬로 데이터를 보내기에 한번에 하나씩밖에는 송신이 불가능하다. 하지만 엔코더를 사용하면 데이터를 직렬로 보낼 수 있게 되어 다양한 명령을 송신할 수 있게 된다.

Noise Issue: 무선 통신의 매체가 되는 공기 중에는 다른 여러가지 전파와 노이즈가 존재한다. 그렇기에 잘못된 신호가 들어왔을 시 신호를 검사할 수 있는 수단이 필요하다. 엔코더 IC는 이러 한 노이즈 체크를 해준다.

이러한 기능들은 엔코더 & 디코더 IC가 아니어도 각각 송수신부에 MCU를 부착해 원하는 Serialzation과 Noise 체크 기능을 코딩해줄 수도 있다. 하지만 엔코더와 디코더를 사용하면 더 간단하고 저렵하게 해결이 가능하기에 많은 무선 통신 어플리케이션에서 엔코더와 디코더를 사용한다.
그럼 이제 엔코더와 디코더 제품을 하나 소개하고 사용법을 간단히 살펴보겠다.

2. Encoder & Decoder 소개

1) Encoder HT12E

Encoder HT12E IC 는 병렬 인풋을 직렬 아웃풋으로 바꾸어준다. 이 IC는 12bits 의 병렬 데이터를 직렬로 바꾸어 RF 송신기로 보낸다. Datasheet를 참조하시면 TE라는 핀이 있습니다. 이 핀은 Trigger Enable 핀이고 이 핀으로 trigger 신호를 주면 12bits의 데이터를 RF를 통해 송신한다. HT12E IC는 8bits의 address와 4bits의 데이터 정보를 매 사이클마다 송신한다.

2) Decoder HT12D

Decoder HT12D IC는 Encoder HT12E IC와 세트로 사용되는 IC칩이다. 함께 RF 송수신에 사용된다. 만약 다른 HT12D IC 와 함께 다른 Encoder IC를 사용하시고 싶다면 똑같은 address 와 데이터 비트 형식의 엔코더 IC를 선정해야한다. 간단히 설명하면, HT12D IC는 직렬 데이터를 병렬 데이터로 바꾼다. RF수신기를 통해 받은 데이터를 병렬 핀들로 내보낸다. 수신시 주소핀 8bits데이터를 체크하고 에러가 없을시 데이터 4bits를 decode한다. IC 핀 중 Valid Transmission의 약자인 VT 핀은 제대로된 데이터 수신 완료시 high가 된다. 따라서 VT핀을 모니터하다 high가 되면 데이터를 읽어오면 된다.