433 MHz radijski dijagrami i opis. Domaći radio upravljački komplet baziran na telefonskoj slušalici (433 MHz)

433/315 MHz, saznat ćete u ovoj kratkoj recenziji. Ovi radio moduli obično se prodaju u paru - s jednim odašiljačem i jednim prijamnikom. Možete kupiti par na eBayu za 4 USD ili čak 2 USD po paru ako kupite 10 odjednom.

Većina informacija na Internetu je fragmentarna i nedovoljno jasna. Stoga smo odlučili testirati ove module i pokazati kako s njima postići pouzdanu USART -> USART komunikaciju.

Pinout radijskog modula

Općenito, svi ovi radio moduli imaju priključak od 3 glavna kontakta (plus antena);

Odašiljač

Napon vcc (napajanje +) 3V do 12V (radi na 5V)
GND (zemlja -)
Prijem digitalnih podataka.

Prijamnik

Napon vcc (napajanje +) 5V (neki mogu raditi na 3,3V)
GND (zemlja -)
Izlaz primljenih digitalnih podataka.

Prijenos podataka

Kada transmiter ne prima podatke na ulazu, oscilator transmitera se isključuje i troši oko nekoliko mikroampera u stanju mirovanja. Tijekom testiranja, 0,2 µA izašlo je iz napajanja od 5 V u isključenom stanju. Kada odašiljač primi neke ulazne podatke, emitira na 433 ili 315 MHz nosaču, a uz napajanje od 5 V troši oko 12 mA.

Odašiljač se može napajati i iz višeg napona (npr. 12 V), čime se povećava snaga odašiljača, a time i domet. Testovi su pokazali s napajanjem od 5 V do 20 m kroz nekoliko zidova unutar kuće.

Kada je prijemnik uključen, čak i ako odašiljač ne radi, primit će neke statičke signale i šum. Ako se signal primi na radnoj nosećoj frekvenciji, prijemnik će automatski smanjiti pojačanje kako bi uklonio slabije signale, a idealno će izolirati modulirane digitalne podatke.

Važno je znati da prijamnik troši neko vrijeme na podešavanje pojačanja, tako da nema "rafala" podataka! Prijenos bi trebao započeti s "uvodom" prije glavnih podataka i tada će prijemnik imati vremena za automatsko podešavanje pojačanja prije primanja važnih podataka.

Testiranje RF modula

Prilikom testiranja oba modula iz +5V DC izvora, kao i sa 173 mm okomitom bič antenom. (za frekvenciju od 433,92 MHz to je "1/4 vala"), realnih 20 metara je dobiveno kroz zidove, a vrsta modula ne utječe puno na ove testove. Stoga možemo pretpostaviti da su ovi rezultati tipični za većinu blokova. Digitalni izvor signala s preciznom frekvencijom i radnim ciklusom 50/50 korišten je za modulaciju podataka odašiljača.

Imajte na umu da svi ovi moduli u pravilu rade pouzdano samo do 1200 bauda ili maksimalno 2400 bauda serijskim prijenosom, osim naravno ako su komunikacijski uvjeti idealni (visoka snaga signala).

Gore prikazana je jednostavna verzija bloka za serijski prijenos informacija mikrokontroleru koji će biti primljen od računala. Jedina promjena je dodavanje 25V 10uF tantal kondenzatora na pinove za napajanje (Vcc i GND) na oba modula.

Zaključak

Mnogi ljudi koriste ove radije u kombinaciji s Arduino kontrolerima i sličnim, jer je to najlakši način za bežičnu komunikaciju od mikrokontrolera do drugog mikrokontrolera ili od mikrokontrolera do osobnog računala.

Raspravite o članku RF RADIO MODULI NA 433 MHz

Ovaj prijemnik je dizajniran kao "vikend dizajn" i namijenjen je za
praćenje frekvencije 433 MHz, procjena stanja u eteru, slušanje signala s AM/WFM/PWM odašiljača, kao i pri radu s usmjerenom antenom za pelengoniranje i traženje radiofarova i radiomikrofona. Prijemnik je izrađen prema krugu super-regeneratora s tranzistorom koji radi u barijernom načinu rada, koji je više puta testiran u radio upravljačkoj opremi. ULF koristi široko korišten LM358 op-amp čip, jedno od njegovih pojačala radi kao preliminarno pojačalo s kontrolom pojačanja, a drugo kao repetitor za usklađivanje sa slušalicama niske impedancije s otporom zavojnice od 20-50 ohma. Za razliku od sličnih radio-kontrolnih prijamnika, granična frekvencija niskopropusnog filtra nakon detektora smanjena je na 3-4 kHz kako bi se smanjio šum u odsutnosti signala, a kapacitet kondenzatora koji usmjerava ulaz antene povećan je kako bi se smanjio utjecaj rezonantne usmjerene antene "valnog kanala" na ugađanje kruga detektora. Osjetljivost prijemnika je otprilike nekoliko mikrovolti, širina pojasa je oko 1 MHz. Signal odašiljača od 423 MHz snage 80 mW s udaljenosti >2 m prima se na razini usporedivoj s razinom šuma (kada je prijamnik podešen na 433 MHz). Frekvencija prijema određena je postavkom zavojnice L2 i može se mijenjati unutar širokih granica.

Shematski dijagram prijemnika
Žuta LED dioda s prednjim naponom od oko 2 V služi za stabilizaciju načina rada super-regeneratora i također služi kao indikator uključenosti. Raspon napona napajanja je 3,7-0V, potrošnja struje pri napajanju od 9V u nedostatku signala je 4mA, pri primanju signala i punoj glasnoći je 12mA. Podešavanje prijemnika svodi se na podešavanje (kompresijom i istezanjem zavoja zavojnice L2) kruga super-regeneratora na potrebnu frekvenciju.

Fotografija sklopljene prijamne ploče.

Prijemnik s 3-elementnom "wave channel" antenom

U početku je planirano povezivanje usmjerene antene kroz trakaste komunikacijske linije na dvostranoj foliji od stakloplastike, ali zbog nestabilnog rada prijemnika pri dodiru elemenata antene, moralo se izvršiti spajanje aktivnog vibratora na ulaz prijemnika. na 2-žilnom vodu (od ravnih kabelskih žica) duljine 160 mm .

Spajanje se vrši pomoću vijaka budući da ugradbene dimenzije BNC konektora premašuju veličinu prijemne ploče.

Ovo je fotografija prijemnika s običnom bič antenom od 17 cm.

Crtež tiskane ploče.
Montaža se vrši na dvostrani folijski stakloplastični laminat debljine 1 mm. Kontakti označeni bijelom bojom spojeni su kratkim žicama na foliju s donje strane ploče (uzemljenje). Pažnja! Ispiši ploču za LUT u OGLEDALU!

Zabavna činjenica! Postoje i drugi ali kompatibilni odašiljači na 433 MHz, posebno jedan i dva. Osim toga, postoji alternativni prijemnik. Ali nije potpuno kompatibilan, budući da izlaz Stalno proizvodi neku vrstu signala, neovisno o tome odvija li se prijenos stvarno ili ne.

Za svoje eksperimente koristio sam i garažni daljinski upravljač kupljen na eBayu s internim DIP prekidačem:

Uz malo sreće, takvi se daljinski upravljači još uvijek mogu pronaći i na eBayu i na AliExpressu s pretraživanjem poput "otvaranje garažnih vrata 433 mhz s dip prekidačem." Ali nedavno su zamijenjeni "programabilnim" daljinskim upravljačima koji mogu primati i kopirati signal drugih daljinskih upravljača. Dolazi čak do točke u kojoj prodavači šalju daljinske upravljače bez DIP prekidača, čak i ako je to jasno prikazano na fotografiji koju daju i naznačeno u opisu proizvoda. Ne biste se trebali oslanjati ni na vanjsku sličnost daljinskog upravljača s onim koji sam koristio. Međutim, ako odlučite ponoviti korake iz ove bilješke, prisutnost ili odsutnost DIP prekidač neće igrati veliku ulogu.

Moduli su iznimno jednostavni za korištenje u vašim projektima:

I prijemnik i odašiljač imaju pinove VCC, GND i DATA. Na prijemniku se DATA pin ponavlja dvaput. Moduli se napajaju s 5 V. Slika lijevo prikazuje krug u kojem je LED dioda spojena na DATA pin prijemnika. Desno je krug s transmiterom, čiji je DATA pin spojen na gumb i pull-up otpornik. Osim toga, oba kruga koriste stabilizator LM7805. Ne može biti jednostavnije.

Snimimo signal koristeći Gqrx i otvorimo rezultirajuću datoteku u Inspectrumu:

Ovdje vidimo iste kratke i duge signale koje nam je pokazao osciloskop. Usput, ova metoda kodiranja signala naziva se On-Off Keying. Ovo je možda najjednostavniji način prijenosa informacija pomoću radiovalova koji možete zamisliti.

Pokrećemo ga i na Scope Plotu vidimo:

Gotovo isti signal koji nam je pokazao osciloskop!

Kao što vidite, jeftini radijski moduli na 433 MHz daju nam ogroman prostor za kreativnost. Mogu se koristiti ne samo međusobno, već i s mnogim drugim uređajima koji rade na istoj frekvenciji. Možete ih vrlo uspješno koristiti u čisto analognim uređajima bez ikakvog mikrokontrolera, na primjer, s mjeračem vremena 555. Možete implementirati svoje vlastite protokole s kontrolnim zbrojevima, kompresijom, enkripcijom i tako dalje, bez ikakvih ograničenja, recimo, duljine paketa, poput NRF24L01. Konačno, moduli su izvrsni za slanje emitiranih poruka.

Koje vam nevjerojatne primjene ovih radijskih modula padaju na pamet?

Dodatak: Možda će vas zanimati i postovi

Shematski dijagram radijskog upravljačkog sustava izgrađenog na bazi telefonske slušalice, radna frekvencija - 433 MHz. Mobilni telefoni bili su vrlo popularni kasnih 90-ih i još uvijek se prodaju posvuda. Ali mobilne komunikacije su praktičnije i sada posvuda zamjenjuju fiksne telefone.

Jednom kupljeni telefoni postaju nepotrebni. Ako ovo stvara nepotrebnu, ali upotrebljivu slušalicu s ton/pulsnim prekidačem, možete izraditi sustav daljinskog upravljanja na temelju toga.

Da bi slušalica postala generator DTMF koda, potrebno ju je prebaciti u položaj "ton" i napajati joj dovoljno struje za normalan rad kruga tonskog biranja. Zatim pošaljite signal s njega na ulaz odašiljača.

Shematski dijagram

Na slici 1 prikazana je shema odašiljača takvog sustava radio upravljanja. Napon na telefonsku slušalicu se dovodi iz izvora 9V DC preko otpornika R1, koji je u ovom slučaju opterećenje kruga tonskog biranja telefona. Kada pritisnemo tipke na TA dolazi do varijabilne komponente DTMF signala na otporniku R1.

Od otpornika R1, niskofrekventni signal ide do modulatora predajnika. Odašiljač se sastoji od dva stupnja. Tranzistor VT1 koristi se kao glavni oscilator. Njegovu frekvenciju stabilizira SAW rezonator na 433,92 MHz. Odašiljač radi na ovoj frekvenciji.

Riža. 1. Shema odašiljača od 433 MHz za telefonsku slušalicu za biranje.

Pojačalo snage izrađeno je pomoću tranzistora VT2. Amplitudna modulacija se provodi u ovoj fazi miješanjem AF signala s prednaponom koji se dovodi na bazu tranzistora. Niskofrekventni signal DTMF koda s otpornika R1 ulazi u krug generiranja napona temeljen na VT2, koji se sastoji od otpornika R7, R3 i R5.

Kondenzator C3 zajedno s otpornicima čini filtar koji odvaja RF i LF. Pojačalo snage se učitava na antenu kroz filtar C7-L3-C8 u obliku slova U.

Kako bi se spriječilo da radiofrekvencija iz odašiljača prodre u telefonski krug, napajanje mu se dovodi kroz induktor L4, koji blokira put RF signala. Prihvatni put (slika 2) je napravljen prema superregenerativnoj shemi. Super-regenerativni detektor napravljen je na tranzistoru VT1.

Nema kontrole RF frekvencije, signal s antene dolazi preko L1 komunikacijske zavojnice. Primljeni i detektirani signal dodjeljuje se R9, koji je dio razdjelnika napona R6-R9, koji stvara središnju točku na izravnom ulazu operacijskog pojačala A1.

Glavno LF pojačanje događa se u operacijskom pojačalu A1. Njegovo pojačanje ovisi o otporu R7 (kada je podešeno, njime se može podesiti pojačanje na optimum). Zatim se preko otpornika R10, koji regulira razinu detektiranog signala, DTMF kod šalje na ulaz A2 mikro kruga tipa KR1008VZh18.

Krug dekodera DTMF koda na A2 čipu gotovo se ne razlikuje od standardnog, osim što se koriste samo tri bita izlaznog registra. Trobitni binarni kod dobiven kao rezultat dekodiranja dovodi se do decimalnog dekodera na K561KP2 multiplekseru. A onda – na izlasku. Izlazi su označeni prema brojevima kojima su tipke označene.

Riža. 2. Shema kruga radio upravljačkog prijemnika s frekvencijom od 433 MHz i s dekoderom temeljenim na K1008VZh18.

Osjetljivost ulaza K1008VZh18 ovisi o otporu R12 (točnije o omjeru R12/R13).

Kada se primi naredba, na odgovarajućem izlazu se pojavljuje logička.

U nedostatku naredbe, izlazi su u stanju visokog otpora, osim izlaza koji odgovara zadnjoj primljenoj naredbi - to će biti logička nula. To se mora uzeti u obzir prilikom izvođenja sheme koju treba kontrolirati. Ako je potrebno, svi se izlazi mogu podići na nulu pomoću fiksnih otpornika.

pojedinosti

Antena je žičana žbica dužine 160 mm. Zavojnice odašiljača L1 i L2 (slika 1) su iste, imaju 5 zavoja PEV-2 0,31, bez okvira, unutarnjeg promjera 3 mm, namotane zavoj do zavoja. Zavojnica L3 je ista, ali namotana u koracima od 1 mm.

Zavojnica L4 je gotov induktor od 100 µH ili više.

Kada su instalirani, zavojnice prijemnika (slika 2) L1 i L2 smještene su blizu jedna drugoj, na zajedničkoj osi, kao da je jedna zavojnica nastavak druge. L1 - 2,5 zavoja, L2 - 10 zavoja, PEV 0,67, unutarnji promjer namota 3 mm, bez okvira. Zavojnica L3 - 30 zavoja žice PEV 0,12, namotana je na konstantni otpornik MLT-0,5 s otporom od najmanje 1M.

Shatrov S.I. RK-2015-10.

Literatura: S. Petrus. Radio ekstender za IR daljinski upravljač satelitskog tunera, R-6-200.

Jednostavan za spajanje. Predmetni moduli se, za razliku od nRF24L01+, napajaju naponom od 5 V.

Dostupnost. Radio module proizvode mnogi proizvođači, u različitim izvedbama i međusobno su zamjenjivi.

Mane:

Na frekvenciji od 433,920 MHz rade mnogi drugi uređaji (radio lusteri, radio utičnice, radio privjesci, radio modeli, itd.), koji mogu "ometati" prijenos podataka između radio modula.
Nedostatak povratnih informacija. Moduli su podijeljeni na prijemnik i odašiljač. Stoga, za razliku od modula nRF24L01+, prijemnik ne može poslati signal potvrde odašiljaču.
Niska brzina prijenosa podataka, do 5 kbit/sec.
Prijemnik MX-RM-5V kritičan je čak i za male valove na sabirnici napajanja. Ako Arduino kontrolira uređaje koji unose čak i male, ali stalne valove u strujnu sabirnicu (servo, LED indikatori, PWM, itd.), tada prijemnik te valove smatra signalom i ne reagira na radio valove iz odašiljača. Učinak valovitosti na prijemniku može se smanjiti na jedan od sljedećih načina:
- Za napajanje Arduina koristite vanjski izvor, a ne USB sabirnicu. Budući da je izlazni napon mnogih vanjskih izvora napajanja kontroliran ili izglađen. Za razliku od USB sabirnice, gdje napon može značajno "spustiti".
- Ugradite kondenzator za izglađivanje na sabirnicu napajanja prijemnika.
- Koristite zasebno stabilizirano napajanje za prijemnik.
- Koristite zasebno napajanje za uređaje koji uvode valovitost u sabirnicu napajanja.

Mi ćemo trebati:

Radio moduli FS1000A i MX-RM-5V x 1 set.
Trema LED (crvena, narančasta, zelena, plava ili bijela) x 1 kom.
Set ženskih žica za spajanje radio modula x 1 set.

Za implementaciju projekta moramo instalirati biblioteke:

Knjižnica iarduino_RF433 (za rad s radio modulima FS1000A i MX-RM-5V).
Knjižnica iarduino_4LED, (za rad s Trema četveroznamenkastim LED indikatorom).

Možete saznati kako instalirati biblioteke na Wiki stranici - Instaliranje biblioteka u Arduino IDE.

Antena:

Prvo pojačalo svakog prijemnika i zadnje pojačalo svakog odašiljača je antena. Najjednostavnija antena je bič antena (komad žice određene duljine). Duljina antene (i prijamnika i odašiljača) mora biti višekratnik četvrtine valne duljine nosive frekvencije. Odnosno, bič antene mogu biti četvrtvalne (L/4), poluvalne (L/2) i jednake valne duljine (1L).

Duljina radio vala izračunava se dijeljenjem brzine svjetlosti (299"792"458 m/s s frekvencijom (u našem slučaju 433"920"000 Hz).

L = 299"792"458 / 433"920"000 = 0,6909 m = 691 mm.

Dakle, duljina antena za radio module na 433,920 MHz može biti: 691 mm(1L), 345 mm(L/2), odn 173 mm(L/4). Antene su zalemljene na kontaktne pločice, kao što je prikazano na dijagramu spajanja.

Video:

Dijagram povezivanja:

Prijamnik:

Kada se pokrene (u kodu za postavljanje), skica konfigurira rad radio prijemnika, pokazujući iste parametre kao i odašiljač, a također pokreće rad s LED indikatorom. Nakon toga stalno (u kodu petlje) provjerava ima li u međuspremniku podataka koje prima radio prijamnik. Ako postoje podaci, oni se učitavaju u niz podataka, nakon čega se vrijednost elementa 0 (očitanja klizača Trema) prikazuje na LED indikatoru, a vrijednost elementa 1 (očitanja potenciometra Trema) se pretvara i koristi za postavljanje LED-a. svjetlina.

Programski kod:

Odašiljač:

#uključi // Povežite knjižnicu za rad s odašiljačem FS1000A iarduino_RF433_Transmitter radio(12); // Kreirajte radio objekt za rad s bibliotekom iarduino_RF433, naznačujući broj pina na koji je odašiljač povezan int data; // Kreirajte niz za prijenos podataka void setup())( radio.begin(); // Pokrenite rad odašiljača FS1000A (možete navesti brzinu od BROJ bita/s kao parametar, tada nemate za pozivanje funkcije setDataRate) radio.setDataRate (i433_1KBPS); // Navedite brzinu prijenosa podataka (i433_5kbps, i433_4kbps, i433_3kbps, i433_2kbps, i433_1kbps, i433_500bps, i433_100bps), i433_1kbps - 1kbit /drugi Radio.openwritingpipe ( 5); // Open 5 pipe za prijenos podataka (odašiljač može prenositi podatke samo jednom od cijevi: 0...7) ) // Ako ponovno pozovete funkciju openWritingPipe navođenjem drugog broja cijevi, transmiter će započeti slanje podataka kroz novu navedena cijev void loop())( data = analogRead(A1); // očitavanje Trema klizača s pina A1 i zapisivanje u 0 element niza podataka data = analogRead(A2); // čitanje Trema očitanja potenciometar s pina A2 i zapišite ih u 1 element niza podataka radio.write(&data, sizeof(data)); // pošaljite podatke iz niza podataka pokazujući koliko bajtova niza želimo poslati delay(10); // pauza između paketa)

Prijamnik:

#uključi // Povežite knjižnicu za rad s MX-RM-5V prijemnikom #include // Povežite biblioteku za rad s četveroznamenkastim LED indikatorom iarduino_RF433_Receiver radio(2); // Kreirajte radio objekt za rad s iarduino_RF433 bibliotekom, naznačujući broj pina na koji je spojen prijemnik (može se spojiti samo na pinove koji koriste vanjske prekide) iarduino_4LED dispLED(6,7); // Stvorite dispLED objekt za rad s funkcijama iarduino_4LED biblioteke, označavajući pinove zaslona (CLK, DIO) int data; // Kreirajte niz za primanje podataka const uint8_t pinLED=11; // Stvorite konstantu koja označava PWM izlaz na koji je LED spojen void setup())( dispLED.begin(); // Pokretanje rada LED indikatora radio.begin(); // Pokretanje rada MX-a -RM-5V prijemnik (možete ga koristiti kao parametar navedite brzinu BROJ bita/s, tada ne morate pozivati funkciju setDataRate) radio.setDataRate (i433_1KBPS); // Navedite brzinu prijema podataka (i433_5KBPS , i433_4KBPS, i433_3KBPS, i433_2KBPS, i433_1KBPS, i433_500BPS, i433_100BPS), i433_1KBPS - 1kbit/sek radio. openReadingPipe (5); // Otvaranje cijevi 5 za primanje podataka (ako pozovete funkciju bez parametra, sve cijevi će biti otvorene na jednom, od 0 do 7) // radio.openReadingPipe (2); // Otvorite kanal 2 za primanje podataka (na ovaj način možete slušati nekoliko kanala odjednom) // radio.closeReadingPipe(2); // Zatvorite kanal 2 od primanja podataka (ako pozovete funkciju bez parametra, sve cijevi će biti zatvorene odjednom, od 0 do 7) radio.startListening (); // Uključite prijemnik, počnite slušati otvorenu cijev // radio.stopListening (); // Isključite prijemnik ako je potrebno ) void loop())( if(radio.available())( // Ako ima primljenih podataka u međuspremniku radio.read(&data, sizeof(data)); // Pročitajte podatke u polje podataka i odredite koliko bajtova treba pročitati dispLED.print(data); // Prikažite očitanja Trema klizača na indikatoru analogWrite(pinLED, map(data,0,1023,0,255)); // Postavite svjetlinu LED-a u skladu s kutom rotacije Trema potenciometra) / / Pozovemo li dostupnu funkciju s parametrom u obliku reference na varijablu tipa uint8_t, tada ćemo dobiti broj cijevi kroz koju se podaci su stigli (pogledajte lekciju 26.5)