Projelerinize kablosuz haberleşme yetenekleri kazandırmanın kolay ve pratik yollarından birisi XBee modülleri tercih etmektir. Temel amacı kablosuz haberleşme olan bu modüllerin çoğunun işlevi aynı olsa da, kullanacağınız modüle ve modül üzerindeki bellenime (firmware) göre aralarında bazı farklılıklar mevcuttur. Bu yazıda XBee modüllerinin iletişim protokolü, serileri, haberleşme frekansları ve anten çeşitlerinden kısaca bahsederek projenizde tercih ederken dikkat etmeniz gereken önemli noktalara yönelik bir XBee tercih rehberi oluşturmaya çalıştım.

İsim Karmaşası

Öncelikle isim karmaşasının önüne geçmek adına bazı isimlerin ne anlama geldiğinden bahsedersek:

  • XBee: Digi firmasının üretmiş olduğu kablosuz iletişim cihazlarına verilen isimdir. Bu modüller, IEEE 802.15.4 ağ protokolünü kullanarak uçtan uca (peer-to-peer) veya çoklu bağlantı imkânları sunmaktadır. Bir diğer değişle XBee, Digi firmasının kendi geliştirdiği Zigbee protokolüdür.
  • Zigbee: Enerji tasarruflu ve ekonomik bir haberleşme standardıdır. Birçok farklı markanın Zigbee protokolü destekleyen ürünü mevcuttur (akıllı ev ve aydınlatma sistemleri vs.).

Hangi Seri?

XBee modülleri ile ilgili en çok karıştırılan konulardan birisi de serilerdir. Bunlardan temel olanları:

  • XBee Seri 1 (XBee 802.15.4 olarak ta bilinir): Bu modüller konfigüre edilmeden de kullanılabilir, fakat istenildiği takdirde konfigürasyon yapılabilir. Modülünüzün üzerinde herhangi bir bilgi belirtilmemiş ise büyük ihtimal ile Seri 1 modüle sahipsiniz demektir. Seri 1 modüller ile 2/2.5/ZB modüller uyumlu değildir.
  • XBee Znet 2.5 (Eski ismiyle Seri 2): Bu modülleri kullanmaya başlamadan önce konfigüre etmeniz gerekmektedir. Yüklediğiniz bellenime göre transparan iletişim veya API komutlarını kullanacak şekilde kullanabilirsiniz. Ayrıca mesh tipi ağları da desteklemektedirler. Bu modüller maalesef XBee Seri 1 modüller ile uyumlu değildir.
  • XBee 2B ve 2C: Seri 2 modüllerin donanımsal olarak güç tüketimi vs. gibi konularda güncellenmiş ve iyileştirilmiş sürümüdür. ZB bellenimini çalıştırmaktadırlar fakat donanım tarafında değişiklikler yapıldığından Znet2.5 bellenimi bu modüller ile uyumlu değildir. Bu yüzden Znet2.5 ağları ile bu modülleri kullanırken dikkat etmeniz gerekir.
  • XBee 900MHz: 900MHz frekans bandında çalışan ve yüksek menzil ihtiyacı duyacağınız uygulamalarınızda kullanabileceğiniz XBee modülleridir. DigiMesh veya point-to-multipoint bellenimi ile gelebilmektedir. İhtiyacınıza göre modülün bellenimini değiştirebilirsiniz.
  • XBee XSC: Temelde 900MHz XBee modülleri ile aynı olan bu seride, çıkış gücü düşürülerek veri aktarım hızı arttırılmıştır. Yüksek kazançlı bir anten ile menzilini daha da arttırmanız mümkündür.
  • XBee XSC S3B: XSC modüllerinin güç tüketimi iyileştirilmiş sürümüdür. Buna rağmen, 250mW gibi önceki nesile göre daha yüksek çıkış güçleri sunabilmektedir. Böylelikle daha yüksek menzile sahiptirler. Ayrıca daha yüksek veri hızları sunarlar.

Anten Tipleri

XBee modülleri arasında seçim yaparken dikkat etmeniz gereken bir diğer önemli nokta, modülün anten tipidir:

  • Çip anten: Modül üzerinde bulunan ufak ve çip şeklindeki antenlerdir. Güncel modüllerde bu tip antenler yerine devre kartının bakır yollarından oluşturulan antenler (trace antenna) kullanılmaktadır.
  • PCB anten: Baskılı devre üretilirken, anten görevi görecek uzunlukta bir bakır devre hattı açıkta bırakılması ile elde edilen dahili anten tipidir.
  • Kablo anten: Modül üzerinde frekansına uygun uzunlukta (çalışma frekansı ile anten boyu ters orantılıdır) bir kablo şekildeki antenlerdir.
  • u.FL anten: Bu tip modüller üzerinde harici anten bağlantısı için u.FL tipinde bir anten konektörü bulunur. Bu sayede, kapalı kutu içerisinde yer alan projenizin antenini harici bağlama imkânınız olur. Bu modülleri kullanabilmeniz için uygun tipte u.FL konektörlü bir anten veya u.FL’den farkı tipte konektöre dönüşüm yapan bağlantı kablosu almanız gerekir.
  • RP-SMA anten: Çoğu kablosuz modem veya router’dan aşina olduğumuz vidalı tipte RP-SMA anten konektörüne sahip modülleri kullanmak için harici olarak uygun frekansta bir RP-SMA anten temin etmeniz gereklidir. u.FL konektörden daha büyük yapıdaki bu konektörü de uzatma kablosu kullanarak projenizin muhafaza kutusu dışına taşımanız mümkündür.

Normal mi PRO mu?

XBee ile ilgili son olarak dikkat etmeniz gerekenler:

  • Normal veya PRO modül: XBee PRO modüller fiziksel olarak bir miktar daha uzundur fakat normal modüller ile aynı bağlantı ve pin yapısına sahiptir. PRO modüller, normal modüllerden farklı olarak daha yüksek çıkış gücüne, dolayısıyla daha uzun menzile sahiptirler. Normal modüller ile PRO modüller, serilerine dikkat edildiği sürece sorunsuzca haberleşebilmektedir.
  • Çalışma frekansı: Teorik olarak düşünüldüğünde, düşük frekanslar (868MHz veya 900MHz) yüksek frekanslara (2.4GHz) göre aynı çıkış gücünde daha yüksek menzil sunabilmektedir. Ayrıca düşük frekans, sinyali bozacak duvar, ağaç vb. engellerden daha az etkilenmektedir. Buna karşılık olarak, bu düşük frekansların kullanımının yasallığını araştırarak tercih etmeniz oldukça önemlidir (örneğin 900MHz bandında bazı GSM şebekeleri çalışmaktadır). 2.4GHz frekansta çalışan modülleri ise çok yüksek güçlerde olmadığı sürece kullanmanızda çoğunlukla bir sakınca yoktur. 2.4GHz frekansında gündelik kullandığımız birçok sinyal (WiFi, Bluetooth vb.) bulunduğundan girişim (interference) olma olasılığı daha yüksektir.

Farklı frekanslarda çalışan XBee modüllerini bir arada kullanabilmeniz mümkün değildir.

XBee Ürün Kodları

Yukarıda bahsedilen tüm özellikleri, XBee modülünün ürün kodundan öğrenebilmeniz mümkündür. Örnek olarak XBee 2mW Kablo Anten Seri 2 (ZigBee Mesh) – XB24-Z7WIT-004 ürününü inceleyelim:

  • XB ile başlayan ürün kodu, bize modülün PRO olmayan sürüm olduğunu gösteriyor. PRO modellerin ürün kodu XBP ile başlar.
  • XB’den sonra gelen 24 sayısı, modülün çalışma frekansının 2.4GHz olduğunu belirtir. Örneğin 900MHz frekansında çalışan bir modül (yalnızca PRO modeller bu frekansta çalışmaktadır) XBP9B ile başlayan ürün koduna sahiptir.
  • Kodun Z7WIT kısmındaki harfi, modülün kablo (wire) antene sahip olduğunu belirtmekte. Bu harfin olması modülümüzün u.FL anten, S olması RP-SMA anten, olması PCB antene sahip olduğunu belirtir.

Aynı seriden olan XB24-Z7WIT-004XB24-Z7SIT-004 ve XB24-Z7UIT-004 kodlu modüller tamamen aynı özelliklere sahiptir; farkları sadece anten tipleridir.

Bağlantı Seçenekleri

XBee modüllerini bilgisayarınıza bağlayarak projelerinizle haberleştirmek ve modül ayarlaması yapabilmek için bir XBee Explorer kartına ve XCTU isimli programa ihtiyacınız vardır.

XBee Explorer USB kartı

Explorer kartları, XBee modülün bilgisayarınız ile seri port üzerinden haberleşmesini mümkün kılan FT232 gibi USB-UART dönüştürücü entegresi ve 3.3V regülatörden oluşur. Bazı kartlarda reset butonu, FTDI programlama bağlantıları, haberleşme LED’leri ve modülün pinlerini harici bağlamaya imkan veren bağlantı noktaları ile gelmektedir.

XBee modülleri, standart 2.5mm (0.1″) aralıklı header’lar yerine 2mm aralğıa sahip header bağlantıları kullanır. Bu yüzden XBee modülleri doğrudan breadboard’a bağlanarak kullanılamaz. Bu sorunun önüne geçmek için adaptör kartları mevcuttur:

XBee adaptör kartı

Arduino kartlarımız ile XBee modüllerini kullanmanın en kolay yöntemi ise uygun bir shield temin etmektir. XBee modüllerine uygun 2mm header bağlantıları ile birlikte gelen bu kartlar, çoğunlukla ekstra donanımlara (motor sürücüler, röleler, sensörler vs.) veya kendi devrenizi kurabileceğiniz prototipleme alanına da sahiptir.

XBee modül bağlantısı, prototipleme alanı ve mikro SD kart konektörü bulunan Orijinal Arduino Wireless SD Shield.

3 Yorumlar

CEVAP VER