Moduł RF - nadajnik i odbiornik

Co to jest moduł RF?

Ogólnie rzecz biorąc, projektant systemów bezprzewodowych ma dwa nadrzędne ograniczenia: musi działać na pewnej odległości i przesyłać określoną ilość informacji w ramach szybkości transmisji danych. Moduły RF mają bardzo małe wymiary i szeroki zakres napięcia roboczego tj. Od 3V do 12V.

Zasadniczo moduły RF to moduły nadajnika i odbiornika RF 433 MHz. Nadajnik nie pobiera energii podczas transmisji logicznego zera, jednocześnie całkowicie tłumiąc częstotliwość nośną, przez co zużywa znacznie mniej energii podczas pracy z baterii. Kiedy logika jest wysyłana, nośnik jest w pełni włączony do około 4,5 mA przy zasilaniu 3 V. Dane są przesyłane szeregowo z nadajnika, który jest odbierany przez dostrojony odbiornik. Nadajnik i odbiornik są należycie połączone z dwoma mikrokontrolerami w celu przesyłania danych.

Cechy modułu RF:

• Częstotliwość odbiornika 433 MHz
• Typowa częstotliwość odbiornika 105Dbm
• Prąd zasilania odbiornika 3,5 mA
• Niskie zużycie energii
• Napięcie robocze odbiornika 5V
• Zakres częstotliwości nadajnika 433,92 MHz
• Napięcie zasilania nadajnika 3v ~ 6v
• Moc wyjściowa nadajnika 4 V ~ 12 V.

Główne czynniki wpływające na wydajność modułu RF :

W porównaniu z innymi urządzeniami pracującymi na częstotliwościach radiowych, wydajność modułu RF będzie zależeć od kilku czynników, takich jak zwiększenie mocy nadajnika, aby uzyskać duży zasięg komunikacji. Skutkuje to jednak dużym poborem mocy elektrycznej na urządzeniu nadawczym, co powoduje krótszą żywotność urządzeń zasilanych bateryjnie. Również użycie tego urządzenia przy większej mocy nadawanej spowoduje zakłócenia z innymi urządzeniami RF.

4 aplikacje:

• Bezprzewodowe systemy bezpieczeństwa
• Systemy alarmowe samochodowe
• Zdalne sterowanie
• Raportowanie czujnika
• Systemy automatyki

3 moduły RF

1. Nadajnik i odbiornik RF 433 MHz:

W wielu projektach używamy modułów RF do transmisji i odbioru danych, ponieważ ma on dużo zastosowań niż IR. Sygnały radiowe przemieszczają się w nadajniku i odbiorniku nawet w przypadku przeszkody. Działa na określonej częstotliwości 433 MHz.

Nadajnik RF odbiera dane szeregowe i przesyła je do odbiornika przez antenę podłączoną do 4^thpin nadajnika. Gdy logika 0 zastosowana do przetwornika, to w przetworniku nie ma zasilania. Gdy logika 1 jest podłączona do przetwornika, przetwornik jest włączony i występuje wysokie zasilanie w zakresie 4,5 mA przy zasilaniu 3 V.

Wideo na nadajniku i odbiorniku RF 433 MHz:

Funkcje nadajnika i odbiornika RF:

1. Częstotliwość odbiornika: 433 MHz
2. Typowa czułość odbiornika: 105Dbm
3. Zasilanie odbiornika: 3,5 mA
4. Napięcie robocze odbiornika: 5 V.
5. Niskie zużycie energii
6. Zakres częstotliwości nadajnika: 433,92 MHz
7. Napięcie zasilania nadajnika: 3 V ~ 6 V.
8. Moc wyjściowa nadajnika: 4 ~ 12 dBm

Ma wiele zastosowań w różnych obszarach, takich jak zdalne sterowanie oświetleniem, RFID dalekiego zasięgu, bezprzewodowe systemy alarmowe i bezpieczeństwa itp.

Obwód nadajnika RF:

Obwód nadajnika RF

Obwód odbiornika RF:

Obwód odbiornika RF

dwa. Moduł XBee:

Co to jest moduł XBee?

Moduły XBee to moduły komunikacji bezprzewodowej zbudowane w oparciu o standard Zigbee. Wykorzystuje protokół IEEE 802.15.4. Standardy Zigbee to standardy o zasięgu między Bluetooth a WIFI. Są to w zasadzie moduły RF. Technologia bezprzewodowa może stanowić wyzwanie bez odpowiedniego połączenia wiedzy i zasobów. XBee to zestaw modułowych produktów, które sprawiają, że wdrażanie technologii bezprzewodowej jest łatwe i opłacalne. Moduł może komunikować się do 100 stóp w pomieszczeniach lub 300 stóp na zewnątrz. Może być używany jako zamiennik szeregowy lub można go ustawić w trybie poleceń i skonfigurować dla różnych opcji transmisji i sieci kratowej. Moduły XBee zapewniają bezprzewodową łączność z urządzeniami.

Moduły XBee i XBee-PRO RF to rozwiązania wbudowane zapewniające bezprzewodową łączność z punktami końcowymi systemów. Moduły XBee są przeznaczone do zastosowań o rozszerzonym zasięgu i są przeznaczone do aplikacji o dużej przepustowości, wymagających małych opóźnień i przewidywalnego taktowania komunikacji. I są idealne do zastosowań o niskim poborze mocy i niskich kosztach.

Bardzo popularnym modułem XBee jest 2,4 GHz firmy Digi. Moduły te pozwalają na bardzo niezawodną i podstawową komunikację między mikrokontrolerami, komputerami PC, systemami i obsługą sieci punkt-punkt i wielopunktowych.

Cechy modułu XBee:

• Kompletny nadajnik-odbiornik RF
• Szyfrowanie danych na pokładzie
• Automatyczne unikanie kolizji
• Niski pobór prądu
• Szerokie napięcie robocze 1,8-3,6 V.
• Częstotliwość robocza: 2,4-2,483 GHz
• Programowalna moc wyjściowa i wysoka czułość
• Szybkość transmisji danych 1,2-500 kb / s

Moduł nadawczo-odbiorczy zapewnia kompletny podsystem RF, który można wykorzystać do przesyłania i odbierania danych z prędkością do 500 Kb / s z dowolnego standardowego źródła CMOS / TTL. Rozbudowane wsparcie sprzętowe zapewnia obsługę pakietów, buforowanie informacji, transmisje seryjne i wpływ na jakość łącza. Dodatkowo zapewnia automatyczne unikanie kolizji z przejrzystymi funkcjami oceny kanału. Moduły są idealne do zastosowań zasilanych bateryjnie.

Jak działa moduł XBee:

Z poniższego obwodu użyliśmy dwóch trans-odbiorników 2,4GHz XBee dla dwóch komputerów. Połączenie z modułów XBee odbywa się za pośrednictwem przełącznika poziomu IC MAX232, jak pokazano na rysunku. Moduły zasilane są z wbudowanego regulowanego zasilacza 3,3V spełniającego wymagania dotyczące napięcia urządzenia przez regulator 3,3V zasilany po uzyskaniu napięcia 5V z regulatora. W celu zwrócenia uwagi komputera odbiorcy na wiadomość odebraną z komputera nadawcy, system dźwiękowy jest połączony z pinem nadajnika MAX232 odpowiednio odwrócony dwa razy przez parę tranzystorów Q1 i Q2 (BC547) do monostabilnego multi-multi-555 -wibrator poprzez sworzeń wyzwalający 2. Tak więc, podczas gdy jakakolwiek wiadomość jest odbierana na pinie nadajnika MAX232, dociera ona również do podstawy Q1, co powoduje wyzwolenie 555 monostabilnego timera multi-wibratora, aby wyprowadzić z pinu 3 dźwięk brzęczyka.

Dlatego zwraca uwagę komputera odbiorcy na odpowiedź na wiadomość. R6, RV1, C10 tworzą stałą czasową monostabilnego timera 555 na czas trwania dźwięku brzęczyka za każdym razem, gdy nadawca wciska klawisz klawiatury. Posiada również możliwość zmiany stałej czasowej poprzez zmianę RV1 w celu dostosowania do wygody odbiorcy.

3. 3-pinowy moduł RF:

Jak działa 3-pinowy moduł RF przy wysyłaniu tajnych informacji?

Możemy podłączyć 3-pinowe moduły RF bezpośrednio do sterownika, nie ma potrzeby stosowania żadnego kodera i dekodera. Działanie 3-pinowych modułów nadajnika i odbiornika RF jest następujące przy wysyłaniu / przekształcaniu tajnych informacji.

Działanie modułu nadajnika RF:

Z obwodu zasilanie + 5V jest podłączone do 40 pinów mikrokontrolera, a masa jest podłączona do 20 pinów. Tutaj mamy dwa przełączniki, które są należycie podłączone do mikrokontrolera podciągniętym do 5V i te dwa przełączniki tworzą polecenie wejściowe do mikrokontrolera. Dostaliśmy również wyświetlacz LCD do wyświetlania danych do przesłania. Mamy również układ do podłączenia klawiatury komputerowej dla części dodatnich i ujemnych z zegara i pinu danych, który jest podłączony jako wejście do mikrokontrolera z wyjścia klawiatury i te dane są ostatecznie wyświetlane na wyświetlaczu LCD. Mamy też jeden Nadajnik RF . Posiada zasilanie VCC, GND. Pin danych trafia do mikrokontrolera. Program jest tak napisany, że poprzez odpowiednie działanie tej pracy w pierwszej kolejności uaktywniamy klawiaturę. Po uaktywnieniu klawiatury przez naciśnięcie przycisków może nastąpić wpisanie klawiatury, co jest wyświetlane na wyświetlaczu LCD. Jeśli ma być wysłany w oparciu o kody od 0 do 9, zostanie to wyświetlone na wyświetlaczu LCD. Tutaj każde naciśnięcie postępuje zgodnie z kodem od 0 do 9 i ostatecznie, gdy naciśniemy jeden z przycisków wysyłania, trafi on do mikrokontrolera, a następnie do modułu nadajnika RF na częstotliwości 433 MHz transmitowanej z anteny.

Działanie modułu odbiornika RF:

Po stronie odbiornika mamy podobne podłączenia do zasilania jak mikrokontroler potrzebuje + 5V. Podobnie jak w nadajniku, posłuchajmy również, że używamy dwóch przycisków z rezystorami podciągającymi 10k przez zasilanie 5V dla modułu RF. Używamy pinu 3.0 do podłączenia pin danych modułu RF, a piny 1 i 2 modułu RF są używane do GND i VCC.

Mamy też dwa przyciski do wyboru kodu i do odbioru danych. Po odebraniu danych przez moduł odbiornika, dane te są demodulowane i trafiają do styku odbiornika 10 mikrokontrolera zgodnie z programem. Następnie wyświetla komunikat na wyświetlaczu LCD.

Funkcje:

• Częstotliwość odbiornika 433 MHz
• Typowa częstotliwość odbiornika 105Dbm
• Prąd zasilania odbiornika 3,5 mA
• Niskie zużycie energii
• Napięcie robocze odbiornika 5V
• Zakres częstotliwości nadajnika 433,92 MHz
• Napięcie zasilania nadajnika 3v ~ 6v
• Moc wyjściowa nadajnika 4 V ~ 12 V.

2 Aplikacje wykorzystujące moduł RF

1. Zdalnie sterowany pojazd-robot

Pracujący:

Robot to poruszający się pojazd zdalnie sterowany przez jedną jednostkę nadawczą i przez chwilę jednostkę odbiorczą. W tym przypadku użyliśmy kodera HT12E, który konwertuje 4-bitowe dane na wyjście szeregowe. Jak wyjaśniono powyżej, jest on następnie podawany do modułu RF w celu przesłania tego, co ma być odebrane przez odbiornik. Moduł RF, którego wyjście jest doprowadzane do HT12D, układu scalonego dekodera szeregowego, którego wyjście jest doprowadzane do pinów 1 do 4 mikrokontrolera. Mikrokontroler końca nadawczego jest podłączony do zestawu przełączników przyciskowych do jego portu 3 20-pinowego mikrokontrolera AT89C2051. Tak więc, gdy naciśnięty jest określony przycisk, program jest wykonywany w celu dostarczenia odpowiednich 4-bitowych danych, które są następnie przesyłane szeregowo przez port 1, jak wyjaśniono powyżej. Dane otrzymane w ten sposób na końcu portu 1 mikrokontrolera na końcu odbiornika.

Światło lasera jest sterowane przez tranzystor Q1 z wyjścia styku 15 mikrokontrolera, podczas gdy pojazd robotyczny jest manewrowany do miejsca przez naciśnięcie przycisku w lewo, w prawo, do przodu i do tyłu, itp. po osiągnięciu miejsca, w którym zamontowany na nim laser przyjmuje pozycję do rzucenia wiązki, naciskając odpowiedni przycisk akcji.

dwa. Schemat obwodu robotyki bez mikrokontrolera:

Pin14 enkodera HT12E otrzymuje niski sygnał logiczny, ponieważ sygnały danych działają na logice ujemnej. Enkoder konwertuje sygnały równoległe do formatu szeregowego i przesyła je przez nadajnik RF z szybkością od 1 do 10 kb / s. Sygnały są dekodowane z powrotem do sygnałów równoległych przez układ scalony dekodera HT12D po odebraniu ich przez odbiornik. Sygnały po odwróceniu są następnie podawane do układu scalonego sterownika silnika, aby napędzać silnik. Zmieniając logikę zastosowaną do pinów 2, 7, 10 i 15, można zmieniać kierunki silnika.