RF modul - vysielač a prijímač

Čo je to RF modul?

Návrhár bezdrôtových systémov má vo všeobecnosti dve zásadné obmedzenia: musí pracovať na určitú vzdialenosť a prenášať určité množstvo informácií v rámci dátovej rýchlosti. RF moduly sú veľmi malé a majú široký rozsah prevádzkového napätia, t. J. 3 V až 12 V.

V podstate RF moduly sú 433 MHz RF vysielacie a prijímacie moduly. Vysielač nečerpá žiadny prúd, keď prenáša logickú nulu, pričom úplne potláča nosnú frekvenciu, čím spotrebúva výrazne nízku energiu pri prevádzke na batériu. Keď je odoslaný logický signál, nosič je úplne zapnutý na približne 4,5 mA s napájaním 3 volty. Dáta sa posielajú sériovo z vysielača, ktorý prijíma naladený prijímač. Vysielač a prijímač sú riadne prepojené s dvoma mikrokontrolérmi na prenos údajov.

Vlastnosti modulu RF:

• Frekvencia prijímača 433 MHz
• Typická frekvencia prijímača 105 Dbm
• Napájací prúd prijímača 3,5 mA
• Nízka spotreba energie
• Prevádzkové napätie prijímača 5v
• Frekvenčný rozsah vysielača 433,92 MHz
• Napájacie napätie vysielača 3v ~ 6v
• Výstupný výkon vysielača 4v ~ 12v

Hlavné faktory ovplyvňujúce výkon RF modulu :

V porovnaní s ostatnými vysokofrekvenčnými zariadeniami bude výkon RF modulu závisieť od niekoľkých faktorov, napríklad zvýšením výkonu vysielača a získaním veľkej komunikačnej vzdialenosti. To však bude mať za následok vysoký úbytok elektrického prúdu vo vysielacom zariadení, čo spôsobí kratšiu životnosť zariadení napájaných z batérie. Aj pri použití tohto zariadenia pri vyššom vysielacom výkone dôjde k rušeniu s inými RF zariadeniami.

4 aplikácie:

• Bezdrôtové zabezpečovacie systémy
• Autoalarmy
• Diaľkové ovládače
• Hlásenie senzorov
• Automatizačné systémy

3 RF moduly

1. RF vysielač a prijímač na 433 MHz:

V mnohých projektoch používame RF moduly na prenos a príjem dát, pretože majú veľké množstvo aplikácií ako IR. RF signály sa vo vysielači a prijímači šíria, aj keď existuje prekážka. Pracuje na špecifickej frekvencii 433 MHz.

RF vysielač prijíma sériové dáta a vysiela do prijímača cez anténu, ktorá je pripojená k 4^thpin vysielača. Ak sa na vysielač použije logická hodnota 0, potom vo vysielači nie je napájanie. Ak sa na vysielač použije logika 1, je vysielač zapnutý a pri napájaní 3 V je k dispozícii vysoký zdroj napájania v rozsahu 4,5 mA.

Video na RF vysielači a prijímači 433 MHz:

Vlastnosti RF vysielača a prijímača:

1. Frekvencia prijímača: 433 MHz
2. Typická citlivosť prijímača: 105 dBm
3. Napájanie prijímača: 3,5 mA
4. Prevádzkové napätie prijímača: 5V
5. Nízka spotreba energie
6. Frekvenčný rozsah vysielača: 433,92 MHz
7. Napájacie napätie vysielača: 3V ~ 6V
8. Výstupný výkon vysielača: 4 ~ 12Dbm

Má mnoho aplikácií v rôznych oblastiach, ako sú diaľkové ovládače osvetlenia, diaľkový RFID, bezdrôtové výstražné a bezpečnostné systémy atď.

Obvod RF vysielača:

Obvod RF vysielača

Obvod RF prijímača:

Obvod RF prijímača

dva. Modul XBee:

Čo je modul XBee?

Moduly XBee sú bezdrôtové komunikačné moduly, ktoré sú postavené na štandarde Zigbee. Využíva protokol IEEE 802.15.4. Normy Zigbee sú štandardy s rozsahom medzi Bluetooth a WIFI. V zásade sú to RF moduly. Bezdrôtová technológia môže byť náročná bez správnej kombinácie odborných znalostí a zdrojov. XBee je usporiadanie modulárnych produktov, vďaka ktorým je nasadenie bezdrôtovej technológie jednoduché a nákladovo efektívne. Modul môže komunikovať až 100 stôp v interiéri alebo 300 stôp vonku. Môže byť použitý ako sériová náhrada alebo ho môžete prepnúť do príkazového režimu a nakonfigurovať pre rôzne možnosti vysielania a sieťových sietí. Moduly XBee poskytujú bezdrôtové pripojenie k zariadeniam.

Moduly XBee a XBee-PRO RF sú zabudované riešenia poskytujúce bezdrôtové pripojenie koncového bodu k systémom. Moduly XBee sú určené pre aplikácie s rozšíreným dosahom a sú určené pre vysokovýkonné aplikácie vyžadujúce nízku latenciu a predvídateľné načasovanie komunikácie. A sú ideálne pre aplikácie s nízkym výkonom a nízkymi nákladmi.

Veľmi populárny modul XBee je 2,4 GHz od spoločnosti Digi. Tieto moduly umožňujú veľmi spoľahlivú a základnú komunikáciu medzi mikrokontrolérmi, počítačmi, systémami a podporou sietí typu point-to-point a multi-point.

Vlastnosti modulu XBee:

• Kompletný RF vysielač a prijímač
• Integrované šifrovanie údajov
• Automatické predchádzanie kolíziám
• Nízka spotreba prúdu
• Široké prevádzkové napätie 1,8 - 3,6 voltov
• Pracovná frekvencia: 2,4 - 2,483 GHz
• Programovateľný výstupný výkon a vysoká citlivosť
• Dátová rýchlosť 1,2 - 500 kb / s

Transceiver modul poskytuje kompletný RF subsystém, ktorý je možné využiť na vysielanie a príjem dát rýchlosťou až 500 kb / s z ľubovoľného štandardného zdroja CMOS / TTL. Poskytuje sa rozsiahla hardvérová podpora pre manipuláciu s paketmi, ukladanie informácií do vyrovnávacej pamäte, sériové prenosy a implikáciu kvality spojenia. Vďaka jasným funkciám vyhodnotenia kanálov je navyše k dispozícii automatické predchádzanie kolíziám. Moduly sú ideálne pre aplikácie napájané z batérie.

Ako funguje modul XBee:

Z nižšie uvedeného obvodu sme použili dva trans-prijímače 2,4 GHz XBee moduly pre dva počítače. Prepojenie z modulov XBee sa vykonáva pomocou radiča úrovní IC MAX232, ako je to znázornené na obrázku. Moduly sú napájané z integrovaného regulovaného napájacieho zdroja 3,3 V, ktorý spĺňa požiadavky na napätie zariadenia napájaným regulátorom 3,3 V po získaní 5V z regulátora. S cieľom upriamiť pozornosť počítača príjemcu na správu prijatú z počítača odosielateľa je zvukový pípací systém prepojený s kolíkom vysielača MAX232, ktorý je dvakrát invertovaný dvojicou tranzistorov Q1 a Q2 (BC547) na monostabilný multiplikátor 555 -vibrátor cez jeho spúšťací pin2. Takže zatiaľ čo sa akákoľvek správa prijíma na kolíku vysielača MAX232, dosahuje tiež základňu Q1, čo vedie k spusteniu 555 monostabilných multivibrátorových časovačov na výstup z kolíka 3 zvuk bzučiaka.

Preto upozorňuje počítač príjemcu, aby na správu odpovedal. R6, RV1, C10 tvoria časovú konštantu monostabilného časovača 555 po dobu trvania zvukového signálu bzučiaka zakaždým, keď odosielateľ stlačí klávesnicu. Má tiež ustanovenie na zmenu časovej konštanty zmenou RV1 tak, aby vyhovovala pohodliu príjemcu.

3. 3-kolíkový RF modul:

Ako funguje 3-kolíkový RF modul pri odosielaní tajných informácií?

3pinové RF moduly môžeme pripojiť priamo k radiču, nepotrebujeme žiadny kódovač ani dekodér. Fungovanie 3-pólového modulu RF vysielača a prijímača je pri odosielaní / transformácii tajných informácií nasledovné.

Fungovanie modulu RF vysielača:

Z obvodu je napájanie + 5 V pripojené k 40 pinom mikrokontroléra a zem je pripojená k 20. pinu. Tu sme dostali dva spínače, ktoré sú riadne pripojené k mikrokontroléru s vytiahnutím až 5 V a tieto dva spínače tvoria vstupný príkaz do mikrokontroléra. Dostali sme tiež LCD displej na zobrazenie údajov, ktoré sa majú prenášať. Máme tiež usporiadanie pre pripojenie počítačovej klávesnice pre kladné a záporné časti z hodinového a dátového kolíka, ktoré je pripojené ako vstup do mikrokontroléra z výstupu klávesnice a tieto údaje sa nakoniec zobrazia na displeji LCD. Jedného také máme RF vysielač . Má napájanie VCC, GND. Dátový kolík ide do mikrokontroléra. Program je napísaný tak, že vhodnou operáciou tejto práce najskôr aktivujeme klávesnicu. Akonáhle je klávesnica aktívna stlačením tlačidiel, potom môže prebehnúť zadávanie klávesnice, ktoré sa zobrazuje na LCD. Pokiaľ je potrebné zaslať proti kódom v rozmedzí od 0 do 9, zobrazí sa to na LCD displeji. Tu postupuje každé stlačenie podľa kódu od 0 do 9 a nakoniec, keď stlačíme jedno z tlačidiel na odoslanie, dôjde k mikrokontroléru a potom k modulu RF vysielača cez frekvenciu 433 MHz prenášanú z antény.

Fungovanie modulu RF prijímača:

Na konci prijímača máme podobné prípojky na napájanie, aké potrebuje mikrokontrolér + 5V. Podobne ako pri vysielači, aj tu počujeme, že pre modul RF používame dve tlačidlá s 10 000 pull up rezistormi cez napájanie 5 V. Na pripojenie dátového kolíka RF modulu používame pin 3.0 a pre GND a VCC sa používajú 1 a 2 piny RF modulu.

Máme tiež dve tlačidlá na výber kódu a na príjem údajov. Akonáhle sú dáta prijaté prijímacím modulom, tieto dáta sú demodulované a idú na kolík 10 prijímača mikrokontroléra podľa programu. Potom sa správa zobrazí na LCD displeji.

Vlastnosti:

• Frekvencia prijímača 433 MHz
• Typická frekvencia prijímača 105 Dbm
• Napájací prúd prijímača 3,5 mA
• Nízka spotreba energie
• Prevádzkové napätie prijímača 5v
• Frekvenčný rozsah vysielača 433,92 MHz
• Napájacie napätie vysielača 3v ~ 6v
• Výstupný výkon vysielača 4v ~ 12v

2 Aplikácie zahŕňajúce RF modul

1. Diaľkovo ovládané robotické vozidlo

Pracovné:

Robot je pohybujúce sa vozidlo diaľkovo ovládané na jednu chvíľu jednou vysielacou jednotkou a prijímacou jednotkou. V tomto prípade sme použili kodér HT12E, ktorý prevádza 4-bitové dáta na sériový výstup. Ako je vysvetlené vyššie, toto sa potom privádza do RF modulu na vysielanie toho istého prijímača. RF modul, ktorého výstup je privádzaný do HT12D, sériového dekodéra IC, ktorého výstup je privádzaný do pinov mikrokontroléra 1 až 4. Vysielajúci koncový mikrokontrolér je pripojený k množine tlačidlových spínačov na svoj port 3 20-pinového mikrokontroléra AT89C2051. Takže zatiaľ čo je stlačené konkrétne tlačidlo, program je vykonaný tak, aby dodával zodpovedajúce 4-bitové dáta, ktoré sa potom prenášajú sériovo na port 1, ako je vysvetlené vyššie. Dáta takto prijaté na konci prijímača portu 1 mikrokontroléra.

Laserové svetlo je poháňané tranzistorom Q1 z výstupu kolíka 15 mikrokontroléra, zatiaľ čo robotické vozidlo sa manévruje na dané miesto pomocou ľavého, pravého, predného a zadného tlačidla atď. potom, čo sa dostane na miesto, laser namontovaný na ňom zaujme pozíciu pomocou lúča pomocou konkrétneho akčného tlačidla.

dva. Robotika bez schémy zapojenia mikrokontroléra:

Kolík 14 kódovacieho zariadenia HT12E dostáva nízky logický signál, pretože dátové signály pracujú so zápornou logikou. Kodér prevádza paralelné signály na sériový formát a prenáša ich cez RF vysielač rýchlosťou 1 až 10 kb / s. Signály sú dekódované späť na paralelné signály dekodérom IC HT12D po prijatí prijímačom. Signály po invertovaní sa potom aplikujú na IC vodiča motora, aby sa motor poháňal. Zmenou logiky použitej na piny 2, 7, 10 a 15 možno zmeniť smery motora.