RF modul - vysílač a přijímač

Co je RF modul?

Návrhář bezdrátových systémů má obecně dvě naléhavá omezení: musí pracovat na určitou vzdálenost a přenášet určité množství informací v rámci datové rychlosti. RF moduly jsou velmi malé a mají široký rozsah provozního napětí, tj. 3V až 12V.

V zásadě jsou RF moduly 433 MHz RF vysílací a přijímací moduly. Vysílač nečerpá žádnou energii při přenosu logické nuly, zatímco plně potlačuje nosnou frekvenci, a proto spotřebovává výrazně nízký výkon v bateriovém provozu. Když je odeslána logika, nosič je plně zapnutý na přibližně 4,5 mA se zdrojem 3volty. Data jsou odesílána sériově z vysílače, který je přijímán naladěným přijímačem. Vysílač a přijímač jsou řádně propojeny se dvěma mikrokontroléry pro přenos dat.

Vlastnosti RF modulu:

• Frekvence přijímače 433 MHz
• Typická frekvence přijímače 105 Dbm
• Napájecí proud přijímače 3,5 mA
• Malá spotřeba energie
• Provozní napětí přijímače 5v
• Frekvenční rozsah vysílače 433,92 MHz
• Napájecí napětí vysílače 3v ~ 6v
• Výstupní výkon vysílače 4v ~ 12v

Hlavní faktory ovlivňující výkon RF modulu :

Ve srovnání s ostatními vysokofrekvenčními zařízeními bude výkon RF modulu záviset na několika faktorech, jako je zvýšení výkonu vysílače a velká komunikační vzdálenost. To však bude mít za následek vysoký odběr elektrického proudu na vysílacím zařízení, což způsobí kratší životnost zařízení napájených z baterie. Také při použití tohoto zařízení při vyšším vysílaném výkonu dojde k interferenci s jinými RF zařízeními.

4 aplikace:

• Bezdrátové bezpečnostní systémy
• Autoalarmy
• Dálková ovládání
• Hlášení senzorů
• Automatizační systémy

3 RF moduly

1. RF vysílač a přijímač 433 MHz:

V mnoha projektech používáme RF moduly k přenosu a přijímání dat, protože mají velký objem aplikací než IR. RF signály se šíří ve vysílači a přijímači i v případě, že je překážka. Pracuje na specifické frekvenci 433 MHz.

RF vysílač přijímá sériová data a vysílá do přijímače přes anténu, která je připojena k 4^thkolík vysílače. Když je na vysílač použita logická 0, pak ve vysílači není napájení. Je-li na vysílač použita logika 1, je vysílač zapnutý a při napájení 3 V je vysoký napájecí zdroj v rozsahu 4,5 mA.

Video na RF vysílači a přijímači 433 MHz:

Vlastnosti RF vysílače a přijímače:

1. Frekvence přijímače: 433 MHz
2. Typická citlivost přijímače: 105 dBm
3. Napájení přijímače: 3,5 mA
4. Provozní napětí přijímače: 5V
5. Malá spotřeba energie
6. Frekvenční rozsah vysílače: 433,92 MHz
7. Napájecí napětí vysílače: 3V ~ 6V
8. Výstupní výkon vysílače: 4 ~ 12 Dbm

Má mnoho aplikací v různých oblastech, jako je dálkové ovládání osvětlení, dálkový RFID, bezdrátové výstražné a bezpečnostní systémy atd.

Obvod RF vysílače:

Obvod RF vysílače

Obvod RF přijímače:

Obvod RF přijímače

dva. Modul XBee:

Co je modul XBee?

Moduly XBee jsou bezdrátové komunikační moduly, které jsou postaveny na standardu Zigbee. Využívá protokol IEEE 802.15.4. Normy Zigbee jsou standardy s rozsahem mezi Bluetooth a WIFI. Jsou to v podstatě RF moduly. Bez správné kombinace odborných znalostí a zdrojů může být bezdrátová technologie náročná. XBee je uspořádání modulárních produktů, díky nimž je nasazení bezdrátové technologie snadné a nákladově efektivní. Modul může komunikovat až 100 stop v interiéru nebo 300 stop venku. Lze jej použít jako sériovou náhradu nebo jej můžete přepnout do příkazového režimu a nakonfigurovat pro různé možnosti vysílání a síťových sítí. Moduly XBee poskytují bezdrátové připojení k zařízením.

Moduly XBee a XBee-PRO RF jsou vestavěná řešení zajišťující bezdrátové koncové připojení k systémům. Moduly XBee jsou určeny pro aplikace s rozšířeným dosahem a jsou určeny pro aplikace s vysokou propustností vyžadující nízkou latenci a předvídatelné načasování komunikace. A jsou ideální pro aplikace s nízkým výkonem a nízkými náklady.

Velmi populární modul XBee je 2,4 GHz od společnosti Digi. Tyto moduly umožňují velmi spolehlivou a základní komunikaci mezi mikrokontroléry, počítači, systémy a podpůrnými sítěmi typu point-to-point a multi-point.

Vlastnosti modulu XBee:

• Kompletní RF vysílač
• Integrované šifrování dat
• Automatické zamezení kolizím
• Nízká spotřeba proudu
• Široké provozní napětí 1,8 až 3,6 voltů
• Provozní frekvence: 2,4-2,483 GHz
• Programovatelný výstupní výkon a vysoká citlivost
• Datová rychlost 1,2-500 kbps

Modul transceiveru poskytuje kompletní RF subsystém, který lze využít k přenosu a příjmu dat rychlostí až 500 kb / s z jakéhokoli standardního zdroje CMOS / TTL. K dispozici je rozsáhlá hardwarová podpora pro zpracování paketů, ukládání informací do vyrovnávací paměti, přenosy shluků a implikace kvality spojení. Automatické vyhnutí se kolizím je navíc dáno jasnými funkcemi vyhodnocení kanálu. Moduly jsou ideální pro aplikace napájené z baterie.

Jak modul XBee funguje:

Z níže uvedeného obvodu jsme použili dva trans-přijímače 2,4 GHz XBee moduly pro dva počítače. Rozhraní z modulů XBee se provádí pomocí řadiče úrovně IC MAX232, jak je znázorněno na obrázku. Moduly jsou napájeny integrovaným regulovaným napájením 3,3 V, které splňuje požadavky na napětí zařízení napájením regulátoru 3,3 V po získání 5V z regulátoru. Aby bylo možné upozornit počítač příjemce na zprávu přijatou z počítače odesílatele, je zvukový pípací systém propojen s kolíkem vysílače MAX232, který je řádně dvakrát invertován dvojicí tranzistorů Q1 a Q2 (BC547) na monostabilní multiplikátor 555 -vibrátor přes svůj spouštěcí pin2. Takže zatímco je jakákoli zpráva přijata na vysílacím kolíku MAX232, dosáhne také základny Q1, což vede ke spuštění 555 monostabilního multivibrátorového časovače pro výstup z pin3 bzučáku.

Proto upozorňuje počítač příjemce, aby na zprávu odpověděl. R6, RV1, C10 tvoří časovou konstantu monostabilního časovače 555 po dobu bzučáku pokaždé, když odesílatel stiskne klávesu klávesnice. Má také ustanovení o změně časové konstanty změnou RV1 tak, aby vyhovovala pohodlí příjemce.

3. 3kolíkový RF modul:

Jak funguje 3pinový RF modul při odesílání tajných informací?

Můžeme připojit 3kolíkové RF moduly přímo k řadiči, není potřeba žádný kodér a dekodér. Fungování 3kolíkových modulů RF vysílače a přijímače je při odesílání / transformaci tajných informací následující.

Práce modulu RF vysílače:

Z obvodu je napájecí zdroj + 5 V připojen k 40 pinům mikrokontroléru a zem je připojena k 20. kolíku. Zde máme dva spínače, které jsou řádně připojeny k mikrokontroléru s vytažením až 5 V a tyto dva spínače tvoří vstupní příkaz do mikrokontroléru. Také jsme dostali LCD displej pro zobrazení dat, která mají být přenesena. Máme také uspořádání pro připojení počítačové klávesnice pro kladné a záporné části z hodinového a datového kolíku, které je připojeno jako vstup do mikrokontroléru z výstupu klávesnice a tato data se nakonec zobrazí na LCD. Také jeden máme RF vysílač . Má zdroj VCC, GND. Datový kolík jde do mikrokontroléru. Program je napsán tak, že vhodnou operací této práce nejprve aktivujeme klávesnici. Jakmile je klávesnice aktivována stisknutím tlačítek, může proběhnout zadávání klávesnice, které se zobrazuje na LCD. Pokud musí být zasláno proti kódům pohybujícím se od 0 do 9, zobrazí se to na LCD. Zde každý lis postupuje podle kódu od 0 do 9 a nakonec, když stiskneme jedno z tlačítek pro odeslání, přejde do mikrokontroléru a poté do modulu RF vysílače přes frekvenci 433 MHz přenášenou z antény.

Práce s modulem RF přijímače:

Na konci přijímače máme podobná připojení pro napájení, jak potřebuje mikrokontrolér + 5V. Podobně jako u vysílače, také slyšíme, že používáme dvě tlačítka s 10k pull up rezistory přes 5V napájení pro RF modul. K připojení datového pinu RF modulu používáme pin 3.0 a 1 a 2 piny RF modulu se používají pro GND a VCC.

Máme také dvě tlačítka pro výběr kódu a pro příjem dat. Jakmile jsou data přijímána přijímacím modulem, jsou tato data demodulována a směřují na kolík 10 přijímače mikrokontroléru podle programu. Poté zobrazí zprávu na LCD displeji.

Funkce:

• Frekvence přijímače 433 MHz
• Typická frekvence přijímače 105 Dbm
• Napájecí proud přijímače 3,5 mA
• Malá spotřeba energie
• Provozní napětí přijímače 5v
• Frekvenční rozsah vysílače 433,92 MHz
• Napájecí napětí vysílače 3v ~ 6v
• Výstupní výkon vysílače 4v ~ 12v

2 Aplikace zahrnující RF modul

1. Dálkově ovládané robotické vozidlo

Pracovní:

Robot je pohybující se vozidlo na dálku ovládané jednou vysílací jednotkou a přijímací jednotkou. V tomto jsme použili kodér HT12E, který převádí 4bitová data na sériový výstup. Jak je vysvětleno výše, toto je poté přiváděno do RF modulu pro vysílání stejného, ​​který má přijímat přijímač. RF modul, jehož výstup je přiváděn do HT12D, sériového dekodéru IC, jehož výstup je přiváděn na pin 1 až 4 mikrokontroléru. Vysílací koncový mikrokontrolér je připojen k sadě tlačítkových přepínačů na jeho port 3 20pinový mikrokontrolér AT89C2051. Takže když je stisknuto konkrétní tlačítko, program je proveden tak, aby dodával odpovídající 4-bitová data, která jsou poté vysílána sériově na portu 1, jak je vysvětleno výše. Data takto přijatá na konci přijímače portu 1 mikrokontroléru.

Laserové světlo je poháněno tranzistorem Q1 z výstupu kolíku 15 mikrokontroléru, zatímco robotické vozidlo se manévruje na místo pomocí levého, pravého, dopředného a zpětného tlačítka atd. poté, co dosáhne místa, laser namontovaný na něm zaujme pozici, aby vrhl paprsek pomocí tlačítka konkrétní akce

dva. Robotika bez mikrokontroléru Schéma zapojení:

Pin14 kodéru HT12E dostává nízký logický signál, protože datové signály fungují na zápornou logiku. Kodér převádí paralelní signály na sériový formát a přenáší je přes RF vysílač rychlostí 1 až 10 kb / s. Po přijetí přijímačem jsou signály dekódovány zpět na paralelní signály dekodérem IC HT12D. Signály po invertování se poté aplikují na IC ovladače motoru, aby se motor poháněl. Změnou logiky aplikované na piny 2, 7, 10 a 15 lze změnit směr motoru.