Здравствуйте. В данной статье речь пойдёт о небольшом устройстве, которое может оказаться весьма полезным всем тем, кто имеет дело с разработкой, ремонтом, облуживанием или даже эксплуатацией беспроводных устройств. А для остальных оно может стать забавной игрушкой и не только.

Думаю, не для кого не секрет, что огромное число бытовых и не очень устройств, которые обладают функцией беспроводной передачи данных между собой и имеют небольшом радиус действия, работают в так называемых безлицензионных ISM-диапазонах. В данной статье речь пойдёт о диапазоне 2.4ГГц. А если быть точнее, то 2400-2500Мгц.

В данном диапазоне, на мой взгляд, работает наибольшее количество устройств. А именно: Wi-Fi роутеры и точки доступа, всевозможные Bluetooth устройства (это просто огромный пласт), датчики умного дома, радиоуправление, беспроводные клавиатуры/мыши, да вообще что угодно мыслимое и немыслимое. Даже микроволновка, да-да, и она тоже греет пищу излучением именно в этом диапазоне.

Ну и собственно раз речь пошла о таком большом количестве устройств, которые работают на одних и тех же частотах, то сразу возникает вопрос о создаваемых ими помехах для работы друг друга. А если помехи есть, то хотелось бы как-то на них «посмотреть»… В общем-то о таком устройстве дальше и пойдёт речь.

Заиметь анализатор спектра мне хотелось очень давно, еще задолго до появления и массовой доступности SDR-приемников. Хотя и на сегодняшний день нет доступных по цене устройств, позволяющих наглядно посмотреть весь диапазон 2.4ГГц одним экраном. А те же доступные RTL-SDR вообще не работают в этом диапазоне. И вот попалась мне плата от беспроводной клавиатуры с чипом CYRF6936, который по сути является законченным цифровым трансивером. Ну трансивер и трансивер, что тут такого. Но порывшись в даташите, я обнаружил заветную аббревиатуру RSSI, то есть в данной микросхеме помимо приёма-передачи пакетов данных имеется возможность замера уровня полезного сигнала (или шума), а главное получение этих данных управляющим микроконтроллером. Чем не может похвастаться, например, всем известная NRF24L01. Ну и завертелось…

 

 

Опыты показали, что функция RSSI в данном трансивере вполне не плохо работает, более того внутри имеется МШУ и аттенюатор, с помощью которых можно реализовать 3 режима чувствительности, что тоже было бы не лишним. Сказано - сделано.

 

 

Для опытов удобно оказалось использовать один из клонов Arduino, но лишь как удобную отладочную плату (боже упаси запустить Arduino IDE). Благо есть загрузчики, позволяющие загружать .hex файлы по USB

В конечном итоге конструкция обзавелась свой платой и корпусом, а так же был применён МК помладше. Но полная совместимость с ардуиной осталась. Поэтому у желающих повторить без изготовления печатной платы такая возможность есть, достаточно припаяться к соответствующим сигналам на Arduino UNO, Nano или ProMicro. В первые две платы прошивку можно даже загрузить без программатора по USB, единственное, что необходимо доработать, так это перевести МК на питание от 3.3В, т.к. модуль дисплея и трансивер работают именно на таком напряжении. Сам же модуль на CYRF6936, а так же дисплей можно свободно приобрести на Али.

 

 

Схема не представляет из себя ничего выдающегося. Питание схемы осуществляется от источника с напряжение 4.5-12В. В моём случае удобным оказалось запитывать от PowerBank-а, одновременно используя его как ручку. Далее напряжение понижается до 3.3В и все узлы схемы питаются от этого напряжения. Обвязка МК минимальная, один лишь кварцевый резонатор. И то он нужен только что бы запустить МК на частоте 16МГц, ибо встроенный RC-генератор позволяет максимум 8Мгц, что оказалось недостаточно для комфортного отображения спектра на дисплее. Пьезодинамик в схеме служит для реализации звуковой сигнализации о превышении уровня, что в некоторых случаях удобнее визуального контроля. Динамик можно заменить на любой другой минимаюрный, с входным сопротивлением от 30 и более Ом. Единственный транзистор в схеме управляет подсветкой дисплея, которую можно включать и выключать в меню. Марка транзистора так же некритична и может быть заменена на почти любой npn.

 

 

 

Корпус устройства печатался на 3D принтере (модельки в формате STL прилагаются). Корпус выполнен в виде «насадки» на достаточно распространенный PowerBank, опять же на Али продаётся в виде бокса под один элемент 18650. Из корпусу устройства торчит разъем USB-A. Выключатель питания не предусмотрен, включение происходи сразу после стыковки с PowrBank-ом.

Немного о работе с устройством:

Имеется два режима отображения: весь спектр и один канал. Ширина полосы одного канала фиксирована и составляет 1МГц. Переключаются режимы кратковременным нажатием кнопки «OK». Для перехода в меню необходимо удерживать кнопку «OK». Управление маркерами, а так же выбор и изменение пунктов настроек осуществляется четырьмя оставшимися кнопками. В меню можно выбрать несколько вариантов отображения спектра, включить и выключить маркер максимума и звуковую сигнализацию превышения заданного порога. Так же еще несколько настроек.

 

 

 

 

А теперь о том для чего можно использовать данную конструкцию. Применений на самом деле предостаточно. Начать можно с того, что определить причину и источник помех на вашу домашнюю Wi-Fi сеть. Не редко бывает ситуация в многоквартирных домах, что при небольшом расстоянии связь практически отсутствует, либо скорость падает в разы. Причиной может быть помеха от соседского оборудования или же из-за упавшей мощности вашего Wi-Fi роутера, всё это можно наглядно увидеть на спектрограмме. Так же при ремонте беспроводных устройств можно легко понять есть ли вообще передача в эфир или устройство молчит. Еще можно наглядно увидеть работу микроволновки (опять же при её ремонте), интересную она даёт спектрограмму…

Прошивка с исходниками под ATMEGA168PA и ATMEGA328PA, чертёж платы, а так же модели корпуса в STL для 3D печати прилагаются.