아두이노:2.4GHz 송수신
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개요
2.4GHz ISM 밴드는 별도의 사용 허가(라이선스) 없이 누구나 쓸 수 있는 주파수 대역으로, Wi-Fi·블루투스와 동일한 대역이다.
RF(Radio Frequency, 무선 주파수)통신 대역이다.
왜 2.4GHz인가?
원래는 "버려진 쓰레기 대역"이었다.
전자레인지, 산업용 가열기, 의료용 투열기 같은 기기가 부산물로 RF 에너지를 내뿜는 대역이었음. 이미 노이즈가 심한 대역이라, 규제 당국이 "어차피 시끄러우니 통신에 써도 되게 열어주자"고 개방한 것. 전자레인지가 2.45GHz에서 동작하기 때문에 이 대역은 이미 간섭에 "희생된" 상태였고, 그래서 오히려 부담 없이 통신용풀렸다.
무면허 개방 (법적/제도적 이유)
결정적 전환점은 1985년 5월 9일 미국 FCC가 2.4GHz를 무면허 대역으로 개방한 사건. 이때 라이선스 없이도 최대 1W 출력의 무선 기기를 시장에 내놓을 수 있게 되었고, 이것이 훗날 Wi-Fi(1997)와 블루투스(1998) 탄생의 토대가 되었다.
그런데, 물리적으로도 좋아.
- 안테나 크기: 주파수가 높을수록 파장이 짧아져 안테나가 작아진다. 2.4GHz의 파장은 약 12.5cm라, 마우스·이어폰 같은 소형 기기에 탑재 가능. + 정상파는 파장의 1/2이면 충분하고, + 접지면으로 인해 거리가 2배가 되는 효과라 결과적으로 파장의 1/4만 있어도 안테나로 기능이 가능한데,(3cm정도로도 기능) + 유전률이 높은 기판을 쓰면 빛의 속도가 감소하여 유효파장이 줄어들어 더 작게 만들 수 있다. + 접으면 효율이 떨어지지만 공진은 여전히 유지가 되어 또 더 작게 만들 수 있다.
- 대역폭/데이터 속도: 낮은 주파수(예: 433MHz)보다 넓은 대역폭을 확보할 수 있어 더 빠른 전송이 가능합니다.
- 투과성/도달거리: 5GHz보다 파장이 길어 벽 통과와 회절이 유리합니다. 더 높은 주파수는 빠르지만 장애물에 약하고, 더 낮은 주파수는 잘 뚫지만 안테나가 커지고 느립니다. 2.4GHz가 그 중간입니다.
활용 예시
- RC 송신기(조종기) 제작
- 무선 기상 관측소(센서 데이터 원격 수집)
- 로봇·드론 원격 제어
- 홈 오토메이션 및 센서 네트워크