Μονάδα RF - Πομπός & Δέκτης

Τι είναι το RF Module;

Γενικά, ο σχεδιαστής ασύρματων συστημάτων έχει δύο επιτακτικούς περιορισμούς: πρέπει να λειτουργεί σε μια συγκεκριμένη απόσταση και να μεταφέρει μια συγκεκριμένη ποσότητα πληροφοριών εντός ενός ρυθμού δεδομένων. Οι μονάδες RF είναι πολύ μικρές σε διάσταση και έχουν μεγάλο εύρος τάσης λειτουργίας, δηλαδή 3V έως 12V.

Βασικά οι μονάδες RF είναι μονάδες πομπού και δέκτη RF 433 MHz. Ο πομπός δεν αντλεί ισχύ όταν μεταδίδει το λογικό μηδέν, ενώ καταστέλλει πλήρως τη συχνότητα του φορέα και έτσι καταναλώνει σημαντικά χαμηλή ισχύ κατά τη λειτουργία της μπαταρίας. Όταν αποστέλλεται λογική, ο μεταφορέας είναι πλήρως ενεργοποιημένος στα 4,5mA περίπου με τροφοδοσία 3Volts. Τα δεδομένα αποστέλλονται σειριακά από τον πομπό που λαμβάνεται από τον συντονισμένο δέκτη. Ο πομπός και ο δέκτης συνδέονται κατάλληλα με δύο μικροελεγκτές για μεταφορά δεδομένων.

Χαρακτηριστικά του RF Module:

• Συχνότητα δέκτη 433MHz
• Τυπική συχνότητα δέκτη 105Dbm
• Ρεύμα τροφοδοσίας δέκτη 3,5mA
• Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας
• Τάση λειτουργίας δέκτη 5v
• Εύρος συχνοτήτων πομπού 433,92MHz
• Τάση τροφοδοσίας πομπού 3v ~ 6v
• Ισχύς εξόδου πομπού 4v ~ 12v

Κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση της μονάδας RF :

Σε σύγκριση με τις άλλες συσκευές ραδιοσυχνοτήτων, η απόδοση μιας μονάδας RF θα εξαρτηθεί από διάφορους παράγοντες, όπως με την αύξηση της ισχύος του πομπού, θα συγκεντρωθεί μια μεγάλη απόσταση επικοινωνίας. Ωστόσο, κάτι που θα οδηγήσει σε υψηλή αποστράγγιση ηλεκτρικής ισχύος στη συσκευή πομπού, η οποία προκαλεί μικρότερη διάρκεια ζωής των συσκευών με μπαταρία. Επίσης, με τη χρήση αυτής της συσκευής σε υψηλότερη ισχύ μετάδοσης, θα δημιουργηθούν παρεμβολές με άλλες συσκευές RF.

4 Εφαρμογές:

• Ασύρματα συστήματα ασφαλείας
• Συστήματα συναγερμού αυτοκινήτου
• Τηλεχειριστήρια
• Αναφορά αισθητήρα
• Συστήματα αυτοματισμού

3 μονάδες RF

1. Πομπός και δέκτης RF 433 MHz:

Σε πολλά έργα, χρησιμοποιούμε μονάδες RF για τη μετάδοση και τη λήψη των δεδομένων επειδή έχει μεγάλο όγκο εφαρμογών από το IR. Τα σήματα RF ταξιδεύουν στον πομπό και στο δέκτη ακόμα και όταν υπάρχει εμπόδιο. Λειτουργεί με συγκεκριμένη συχνότητα 433MHz.

Ο πομπός RF λαμβάνει σειριακά δεδομένα και μεταδίδει στον δέκτη μέσω κεραίας που είναι συνδεδεμένη στο 4^ουακίδα του πομπού. Όταν η λογική 0 εφαρμόζεται στον πομπό τότε δεν υπάρχει τροφοδοσία ρεύματος στον πομπό. Όταν η λογική 1 εφαρμόζεται στον πομπό τότε ο πομπός είναι ΟΝ και υπάρχει υψηλή παροχή ισχύος στην περιοχή 4,5mA με παροχή τάσης 3V.

Βίντεο σε πομπό και δέκτη RF 433 MHz:

Χαρακτηριστικά του πομπού RF και του δέκτη:

1. Συχνότητα δέκτη: 433MHz
2. Τυπική ευαισθησία δέκτη: 105Dbm
3. Τρέχουσα παροχή δέκτη: 3,5mA
4. Τάση λειτουργίας δέκτη: 5V
5. Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας
6. Εύρος συχνοτήτων πομπού: 433,92MHz
7. Τάση τροφοδοσίας πομπού: 3V ~ 6V
8. Ισχύς εξόδου πομπού: 4 ~ 12Dbm

Έχει πολλές εφαρμογές σε διάφορους τομείς, όπως τηλεχειριστήρια φωτισμού, RFID μεγάλης εμβέλειας, ασύρματα συστήματα συναγερμού και ασφάλειας κ.λπ.

Κύκλωμα πομπού RF:

Κύκλωμα πομπού RF

Κύκλωμα δέκτη RF:

Κύκλωμα δέκτη RF

δύο. Ενότητα XBee:

Τι είναι το XBee Module;

Οι μονάδες XBee είναι μονάδες ασύρματης επικοινωνίας που έχουν κατασκευαστεί με βάση το πρότυπο Zigbee. Χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο IEEE 802.15.4. Τα πρότυπα Zigbee είναι πρότυπα με εύρος μεταξύ Bluetooth και WIFI. Είναι βασικά RF modules. Η ασύρματη τεχνολογία μπορεί να είναι δύσκολη χωρίς τον σωστό συνδυασμό τεχνογνωσίας και πόρων. Το XBee είναι μια διάταξη αρθρωτών προϊόντων που καθιστούν την ανάπτυξη ασύρματης τεχνολογίας εύκολη και οικονομική. Η μονάδα μπορεί να επικοινωνεί έως 100 πόδια σε εσωτερικούς χώρους ή 300 πόδια σε εξωτερικούς χώρους. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σειριακή αντικατάσταση ή μπορείτε να το θέσετε σε λειτουργία εντολών και να το διαμορφώσετε για μια ποικιλία επιλογών μετάδοσης και δικτύωσης πλέγματος. Οι μονάδες XBee παρέχουν ασύρματη συνδεσιμότητα σε συσκευές.

Οι μονάδες XBee και XBee-PRO RF είναι ενσωματωμένες λύσεις που παρέχουν ασύρματη συνδεσιμότητα τελικού σημείου σε συστήματα. Οι μονάδες XBee προορίζονται για εφαρμογές μεγάλης εμβέλειας και προορίζονται για εφαρμογές υψηλής απόδοσης που απαιτούν χαμηλό λανθάνοντα χρόνο και προβλέψιμο χρόνο επικοινωνίας. Και είναι ιδανικά για εφαρμογές χαμηλής ισχύος και χαμηλού κόστους.

Η πολύ δημοφιλής μονάδα XBee απέχει 2,4 GHz από την Digi. Αυτές οι μονάδες επιτρέπουν μια πολύ αξιόπιστη και βασική επικοινωνία μεταξύ μικροελεγκτών, υπολογιστών, συστημάτων και δικτύων από σημείο σε σημείο και πολλαπλών σημείων υποστήριξης.

Χαρακτηριστικά του XBee Module:

• Πλήρης πομποδέκτης RF
• Ενσωματωμένη κρυπτογράφηση δεδομένων
• Αυτόματη αποφυγή σύγκρουσης
• Χαμηλή κατανάλωση ρεύματος
• Ευρεία τάση λειτουργίας 1,8-3,6 Volt
• Συχνότητα λειτουργίας: 2,4-2,483 GHz
• Προγραμματιζόμενη ισχύ εξόδου και υψηλή ευαισθησία
• Ρυθμός δεδομένων 1,2-500 kbps

Η μονάδα πομποδέκτη παρέχει ένα πλήρες υποσύστημα RF που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μετάδοση και τη λήψη δεδομένων έως και 500Kbps από οποιαδήποτε τυπική πηγή CMOS / TTL. Παρέχεται εκτεταμένη υποστήριξη υλικού για χειρισμό πακέτων, αποθήκευση πληροφοριών, μετάδοση ριπής και επιπτώσεις στην ποιότητα συνδέσμου. Η αυτόματη αποφυγή σύγκρουσης παρέχεται επιπλέον με σαφή χαρακτηριστικά αξιολόγησης καναλιών. Οι μονάδες είναι ιδανικές για εφαρμογές με μπαταρία.

Πώς λειτουργεί το XBee Module:

Από το παρακάτω κύκλωμα, χρησιμοποιήσαμε δύο μονάδες trans-δέκτη 2.4GHz XBee για δύο υπολογιστές. Η διασύνδεση από τις μονάδες XBee γίνεται μέσω του επιπέδου μετατόπισης IC MAX232, όπως φαίνεται στο σχήμα. Οι μονάδες τροφοδοτούνται με τροφοδοσία 3.3V επί του σκάφους που πληροί τις απαιτήσεις τάσης της συσκευής από τον ρυθμιστή 3.3V που τροφοδοτείται μετά τη λήψη του 5V από τον ρυθμιστή. Προκειμένου να τραβήξει την προσοχή του υπολογιστή παραλήπτη για το μήνυμα που λαμβάνεται από τον υπολογιστή αποστολέα, ένα ηχητικό σύστημα ηχητικού σήματος διασυνδέεται από τον πείρο πομπού MAX232 που αντιστρέφεται δεόντως δύο φορές από ένα ζεύγος τρανζίστορ Q1 και Q2 (BC547) σε 555 monostable multi - δονητής μέσω του pin2 ενεργοποίησης. Έτσι, ενώ λαμβάνεται οποιοδήποτε μήνυμα στον πείρο του πομπού του MAX232, φτάνει επίσης στη βάση του Q1 με αποτέλεσμα την ενεργοποίηση 555 μονοσταθούς χρονοδιακόπτη πολλαπλών δονητών για έξοδο από το pin3 ενός ήχου βομβητή.

Ως εκ τούτου, εφιστά την προσοχή του υπολογιστή παραλήπτη να ανταποκριθεί στο μήνυμα. Τα R6, RV1, C10 σχηματίζουν τη σταθερά χρόνου του μονοσταθούς χρονοδιακόπτη 555 για τη διάρκεια του ήχου του βομβητή κάθε φορά που πατάτε ένα πλήκτρο πληκτρολογίου από τον αποστολέα. Διαθέτει επίσης μια διάταξη για την αλλαγή της σταθεράς χρόνου, μεταβάλλοντας το RV1 για να ταιριάζει στην άνεση του παραλήπτη.

3. Ενότητα 3 ακίδων RF:

Πώς λειτουργεί το 3-pin RF Module για την αποστολή των εκκρεμών πληροφοριών;

Μπορούμε να συνδέσουμε τις μονάδες RF 3 ακίδων απευθείας στον ελεγκτή και δεν υπάρχει ανάγκη κωδικοποιητή και αποκωδικοποιητή. Η λειτουργία των μονάδων πομπού και δέκτη RF 3 ακίδων έχει ως εξής την αποστολή / μετατροπή των εκκριμένων πληροφοριών.

Εργασία της μονάδας πομπού RF:

Από το κύκλωμα, το τροφοδοτικό + 5V συνδέεται με τους 40 ακροδέκτες του μικροελεγκτή και η γείωση συνδέεται με τον 20ο πείρο. Εδώ, έχουμε δύο διακόπτες που είναι σωστά συνδεδεμένοι με τον μικροελεγκτή με τραβηγμένο έως και 5V και αυτοί οι δύο διακόπτες σχηματίζουν την εντολή εισόδου στον μικροελεγκτή. Έχουμε επίσης μια οθόνη LCD για την εμφάνιση των δεδομένων που θα μεταδοθούν. Έχουμε επίσης μια ρύθμιση για το πληκτρολόγιο του υπολογιστή να συνδέεται για θετικά και αρνητικά μέρη από το ρολόι και την καρφίτσα δεδομένων που συνδέεται ως είσοδος στον μικροελεγκτή από την έξοδο του πληκτρολογίου και ότι τα δεδομένα εμφανίζονται τελικά στην οθόνη LCD. Έχουμε επίσης ένα Πομπός RF . Διαθέτει τροφοδοσία VCC, GND. Η καρφίτσα δεδομένων πηγαίνει στον μικροελεγκτή. Το πρόγραμμα είναι τόσο γραμμένο ώστε με την κατάλληλη λειτουργία αυτής της εργασίας να ενεργοποιήσουμε πρώτα το πληκτρολόγιο. Μόλις το πληκτρολόγιο ενεργοποιηθεί πατώντας τα κουμπιά τότε μπορεί να πραγματοποιηθεί η καταχώριση πληκτρολογίου που εμφανίζεται σε LCD. Εάν πρέπει να σταλεί έναντι κωδικών που κυμαίνονται από 0 έως 9, αυτό θα εμφανίζεται σε LCD. Εδώ κάθε πάτημα προχωρά σύμφωνα με τον κωδικό από το 0 έως το 9 και τελικά όταν πατάμε ένα από το μπουτόν για την αποστολή του θα μεταβεί σε έναν μικροελεγκτή και στη συνέχεια στη μονάδα πομπού RF πάνω από μια συχνότητα 433 MHz που μεταδίδεται από την κεραία.

Λειτουργία της ενότητας δέκτη RF:

Στο τέλος του δέκτη, έχουμε παρόμοιες συνδέσεις για τροφοδοσία με τις ανάγκες του μικροελεγκτή + 5V. Ομοίως με τον πομπό, ακούστε επίσης ότι χρησιμοποιούμε δύο κουμπιά με αντίσταση 10k pull up μέσω τροφοδοσίας 5V για RF Module. Χρησιμοποιούμε τον ακροδέκτη 3.0 για να συνδέσουμε τον ακροδέκτη δεδομένων της μονάδας RF και 1 και 2 ακίδες της μονάδας RF χρησιμοποιούνται για GND και VCC.

Έχουμε επίσης δύο κουμπιά για την επιλογή του κώδικα και για τη λήψη των δεδομένων. Μόλις ληφθούν τα δεδομένα από τη μονάδα δέκτη, τα δεδομένα αποδιαμορφώνονται και πηγαίνουν στον ακροδέκτη δέκτη 10 του μικροελεγκτή σύμφωνα με το πρόγραμμα. Στη συνέχεια εμφανίζει το μήνυμα στην οθόνη LCD.

Χαρακτηριστικά:

• Συχνότητα δέκτη 433MHz
• Τυπική συχνότητα δέκτη 105Dbm
• Ρεύμα τροφοδοσίας δέκτη 3,5mA
• Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας
• Τάση λειτουργίας δέκτη 5v
• Εύρος συχνοτήτων πομπού 433,92MHz
• Τάση τροφοδοσίας πομπού 3v ~ 6v
• Ισχύς εξόδου πομπού 4v ~ 12v

2 Εφαρμογές που περιλαμβάνουν RF Module

1. Ρομποτικό όχημα με τηλεχειρισμό

Εργαζόμενος:

Το ρομπότ είναι ένα κινούμενο όχημα που ελέγχεται εξ αποστάσεως από μία μονάδα μετάδοσης και μια μονάδα λήψης για τη στιγμή της. Σε αυτό, χρησιμοποιήσαμε έναν κωδικοποιητή HT12E που μετατρέπει δεδομένα 4-bit σε σειριακή έξοδο. Όπως εξηγήθηκε παραπάνω, στη συνέχεια τροφοδοτείται στη μονάδα RF για μετάδοση της ίδιας που θα λαμβάνεται από τον δέκτη. Η μονάδα RF η έξοδος τροφοδοτείται σε HT12D ο σειριακός αποκωδικοποιητής IC, η έξοδος του οποίου τροφοδοτείται στον πείρο μικροελεγκτή 1 έως 4. Ο μικροελεγκτής άκρου μετάδοσης συνδέεται με ένα σύνολο διακοπτών μπουτόν στη θύρα 3 του μικροελεγκτή 20 ακίδων AT89C2051. Έτσι, ενώ πατάτε ένα συγκεκριμένο κουμπί, το πρόγραμμα εκτελείται για να παρέχει αντίστοιχα δεδομένα 4-bit τα οποία στη συνέχεια μεταδίδονται σειριακά στη θύρα 1 όπως εξηγείται παραπάνω. Τα δεδομένα λαμβάνονται έτσι στο δέκτη της θύρας 1 του μικροελεγκτή

Το φως λέιζερ οδηγείται από το τρανζίστορ Q1 από την έξοδο του πείρου μικροελεγκτή 15, ενώ το ρομποτικό όχημα γίνεται ελιγμός στην τοποθεσία με το αριστερό, το δεξί, το μπροστινό και το πίσω κουμπί κ.λπ., αφού φτάσει στην τοποθεσία, το λέιζερ που είναι τοποθετημένο σε αυτό παίρνει τη θέση να ρίξει τη δέσμη χρησιμοποιώντας το κουμπί ειδικής ενέργειας.

δύο. Διάγραμμα κυκλωμάτων ρομποτικής χωρίς μικροελεγκτή:

Το Pin14 του κωδικοποιητή HT12E έχει σήμα χαμηλής λογικής καθώς τα σήματα δεδομένων λειτουργούν σε αρνητική λογική. Ο κωδικοποιητής μετατρέπει τα παράλληλα σήματα σε σειριακή μορφή και τα μεταφέρει μέσω του πομπού RF με ρυθμό 1 έως 10kbps. Τα σήματα αποκωδικοποιούνται πίσω σε παράλληλα σήματα από τον αποκωδικοποιητή IC HT12D αφού ληφθούν από τον δέκτη. Τα σήματα μετά την αναστροφή εφαρμόζονται στη συνέχεια στο IC του οδηγού κινητήρα, για την κίνηση του κινητήρα. Μεταβάλλοντας τις λογικές που εφαρμόζονται στις ακίδες 2, 7, 10 και 15, οι κατευθύνσεις του κινητήρα μπορούν να αλλάξουν.