Радиочастотный модуль - передатчик и приемник

Что такое радиочастотный модуль?

В общем, разработчик беспроводных систем имеет два основных ограничения: он должен работать на определенном расстоянии и передавать определенный объем информации с определенной скоростью. Радиочастотные модули очень малы по размеру и имеют широкий диапазон рабочего напряжения, от 3 до 12 В.

В основном радиочастотные модули представляют собой радиочастотные передающие и приемные модули 433 МГц. Передатчик не потребляет энергию при передаче логического нуля, полностью подавляя несущую частоту, таким образом, при работе от батареи потребляется значительно меньше энергии. Когда отправлена ​​логическая единица, носитель полностью включен примерно до 4,5 мА с источником питания 3 вольта. Данные отправляются последовательно от передатчика, который принимает настроенный приемник. Передатчик и приемник должным образом связаны с двумя микроконтроллерами для передачи данных.

Особенности модуля RF:

• Частота приемника 433 МГц
• Типичная частота приемника 105 дБм
• Ток питания приемника 3,5 мА
• Низкое энергопотребление
• Приемник рабочее напряжение 5В
• Диапазон частот передатчика 433,92 МГц
• Напряжение питания передатчика 3 ~ 6 В
• Выходная мощность передатчика 4 ~ 12 В

Основные факторы, влияющие на работу ВЧ-модуля :

По сравнению с другими радиочастотными устройствами производительность радиочастотного модуля будет зависеть от нескольких факторов, например, при увеличении мощности передатчика будет обеспечено большое расстояние связи. Однако это приведет к большому расходу электроэнергии на передающем устройстве, что приведет к сокращению срока службы устройств с батарейным питанием. Кроме того, использование этого устройства при более высокой передаваемой мощности создаст помехи другим радиочастотным устройствам.

4 приложения:

• Беспроводные системы безопасности
• Автосигнализации
• Пульты управления
• Отчет датчика
• Системы автоматизации

3 модуля RF

1. Радиочастотный передатчик и приемник 433 МГц:

Во многих проектах мы используем RF-модули для передачи и приема данных, потому что у них больше приложений, чем у IR. Радиочастотные сигналы проходят в передатчике и приемнике, даже когда есть препятствие. Он работает на определенной частоте 433 МГц.

Радиочастотный передатчик принимает последовательные данные и передает их на приемник через антенну, которая подключена к 4^thштифт передатчика. Когда на передатчик подается логический 0, в передатчике нет источника питания. Когда к передатчику подключена логическая 1, передатчик включен и имеется высокий источник питания в диапазоне 4,5 мА с напряжением 3 В.

Видео о РЧ передатчике и приемнике 433 МГц:

Особенности передатчика и приемника RF:

1. Частота приемника: 433 МГц
2. Типичная чувствительность приемника: 105 дБм
3. Источник тока приемника: 3,5 мА
4. Рабочее напряжение приемника: 5 В
5. Низкое энергопотребление
6. Диапазон частот передатчика: 433,92 МГц
7. Напряжение питания передатчика: 3 В ~ 6 В
8. Выходная мощность передатчика: 4 ~ 12 дБм

Он имеет множество приложений в различных областях, таких как дистанционное управление освещением, RFID дальнего действия, беспроводная сигнализация и системы безопасности и т. Д.

Цепь передатчика RF:

Схема передатчика RF

Цепь приемника RF:

Цепь приемника RF

два. Модуль XBee:

Что такое модуль XBee?

Модули XBee - это модули беспроводной связи, построенные на основе стандарта Zigbee. Он использует протокол IEEE 802.15.4. Стандарты Zigbee - это стандарты с диапазоном значений от Bluetooth до WIFI. В основном это радиочастотные модули. Беспроводная технология может оказаться сложной задачей без правильного сочетания опыта и ресурсов. XBee - это набор модульных продуктов, которые делают развертывание беспроводной технологии простым и экономичным. Модуль может передавать данные на расстояние до 100 футов в помещении или до 300 футов на открытом воздухе. Его можно использовать в качестве замены последовательного порта или вы можете перевести его в командный режим и настроить его для различных параметров широковещательной и ячеистой сети. Модули XBee обеспечивают беспроводное подключение к устройствам.

Радиочастотные модули XBee и XBee-PRO - это встроенные решения, обеспечивающие беспроводное подключение конечных точек к системам. Модули XBee предназначены для приложений с расширенным диапазоном и предназначены для приложений с высокой пропускной способностью, требующих низкой задержки и предсказуемого времени связи. И они идеально подходят для маломощных и недорогих приложений.

Очень популярный модуль XBee - 2,4 ГГц от Digi. Эти модули обеспечивают очень надежную и базовую связь между микроконтроллерами, ПК, системами и поддерживают двухточечные и многоточечные сети.

Особенности модуля XBee:

• Полный радиочастотный трансивер
• Встроенное шифрование данных
• Автоматическое предотвращение столкновений
• Низкое потребление тока
• Широкое рабочее напряжение 1,8-3,6 Вольт
• Рабочая частота: 2,4-2,483 ГГц
• Программируемая выходная мощность и высокая чувствительность
• Скорость передачи данных 1,2-500 кбит / с

Модуль приемопередатчика представляет собой полную РЧ-подсистему, которую можно использовать для передачи и приема данных со скоростью до 500 Кбит / с от любого стандартного источника CMOS / TTL. Предоставляется обширная аппаратная поддержка для обработки пакетов, буферизации информации, пакетной передачи и оценки качества связи. Автоматическое предотвращение столкновений дополнительно предоставляется с функциями четкой оценки канала. Модули идеально подходят для приложений с батарейным питанием.

Как работает модуль XBee:

Из приведенной ниже схемы мы использовали два модуля приемопередатчика 2,4 ГГц XBee для двух компьютеров. Взаимодействие с модулями XBee осуществляется через микросхему переключателя уровня MAX232, как показано на рисунке. Модули питаются от бортового стабилизированного источника питания 3,3 В, удовлетворяющего требованиям устройства к напряжению, подаваемому на стабилизатор 3,3 В после получения 5 В от регулятора. Чтобы привлечь внимание компьютера-получателя к сообщению, полученному от компьютера-отправителя, система звуковых сигналов подключена к выводу передатчика MAX232, должным образом инвертированным два раза парой транзисторов Q1 и Q2 (BC547) к моностабильному модулю 555. -вибратор через его пусковой штифт 2. Таким образом, хотя любое сообщение принимается на выводе передатчика MAX232, оно также достигает базы Q1, что приводит к срабатыванию таймера моностабильного мультивибратора 555 для вывода на вывод 3 звукового сигнала.

Следовательно, он привлекает внимание компьютера-получателя к ответу на сообщение. R6, RV1, C10 образуют постоянную времени моностабильного таймера 555 на время звучания зуммера каждый раз, когда отправитель нажимает клавишу клавиатуры. Он также имеет возможность изменять постоянную времени, изменяя RV1 для удобства получателя.

3. 3-контактный радиочастотный модуль:

Как работает 3-контактный радиочастотный модуль при отправке секретной информации?

Мы можем подключать 3-контактные радиочастотные модули напрямую к контроллеру, при этом нет необходимости в кодировщике и декодере. 3-контактные модули РЧ-передатчика и приемника работают следующим образом при отправке / преобразовании секретной информации.

Работа модуля передатчика RF:

Из схемы питание + 5В подключено к 40 выводам микроконтроллера, а земля подключена к 20 выводу. Здесь у нас есть два переключателя, которые должным образом подключены к микроконтроллеру с напряжением до 5 В, и эти два переключателя формируют входную команду для микроконтроллера. У нас также есть ЖК-дисплей для отображения передаваемых данных. У нас также есть устройство для подключения компьютерной клавиатуры для положительных и отрицательных частей от часов и вывода данных, который подключается в качестве входа к микроконтроллеру с выхода клавиатуры, и эти данные в конечном итоге отображаются на ЖК-дисплее. У нас также есть один Радиопередатчик . Он имеет питание VCC, GND. Вывод данных идет на микроконтроллер. Программа написана так, что при соответствующем выполнении этой работы мы сначала активируем клавиатуру. Как только клавиатура активизируется нажатием кнопок, может происходить ввод с клавиатуры, который отображается на ЖК-дисплее. Если он должен быть отправлен с кодами от 0 до 9, это будет отображаться на ЖК-дисплее. Здесь каждое нажатие продвигается в соответствии с кодом от 0 до 9, и, в конечном итоге, когда мы нажимаем одну из кнопок для отправки, оно переходит к микроконтроллеру, а затем к модулю RF-передатчика на частоте 433 МГц, передаваемой с антенны.

Работа модуля приемника RF:

На стороне приемника у нас есть аналогичные разъемы для питания, поскольку микроконтроллеру требуется +5 В. Как и в случае с передатчиком, мы также используем две кнопки с подтягивающими резисторами 10 кОм через питание 5 В для радиочастотного модуля. Мы используем контакт 3.0 для подключения вывода данных радиочастотного модуля, а 1 и 2 контакта радиочастотного модуля используются для GND и VCC.

У нас также есть две кнопки для выбора кода и для получения данных. Как только данные получены модулем приемника, данные демодулируются и поступают на вывод 10 приемника микроконтроллера в соответствии с программой. Затем он отображает сообщение на ЖК-дисплее.

Функции:

• Частота приемника 433 МГц
• Типичная частота приемника 105 дБм
• Ток питания приемника 3,5 мА
• Низкое энергопотребление
• Приемник рабочее напряжение 5В
• Диапазон частот передатчика 433,92 МГц
• Напряжение питания передатчика 3 ~ 6 В
• Выходная мощность передатчика 4 ~ 12 В

2 Приложения с использованием радиочастотного модуля

1. Дистанционно управляемый роботизированный автомобиль

Работающий:

Робот представляет собой движущееся транспортное средство, дистанционно управляемое одним передающим и принимающим блоками. В этом мы использовали кодировщик HT12E, который преобразует 4-битные данные в последовательный вывод. Как объяснено выше, он затем поступает в радиочастотный модуль для передачи, который должен быть принят приемником. Выходной сигнал радиочастотного модуля подается на HT12D, микросхему последовательного декодера, выход которой подается на контакты 1–4 микроконтроллера. Микроконтроллер передающего конца подключен к набору кнопочных переключателей к его порту 3 20-контактного микроконтроллера AT89C2051. Таким образом, пока нажата конкретная кнопка, программа выполняется для доставки соответствующих 4-битных данных, которые затем последовательно передаются в порт 1, как объяснено выше. Данные, полученные таким образом, на стороне приемника порта 1 микроконтроллера.

Лазерный свет управляется транзистором Q1 с выхода 15-го контакта микроконтроллера, в то время как роботизированный автомобиль перемещается к месту с помощью кнопок влево, вправо, вперед и назад и т. д. после того, как он достигает места, где установленный на нем лазер занимает положение, чтобы направить луч, нажимая кнопку определенного действия.

два. Принципиальная схема робототехники без микроконтроллера:

На вывод 14 энкодера HT12E выдается низкий логический сигнал, поскольку сигналы данных работают по отрицательной логике. Кодер преобразует параллельные сигналы в последовательный формат и передает их через РЧ-передатчик со скоростью от 1 до 10 кбит / с. Сигналы декодируются обратно в параллельные сигналы декодером IC HT12D после приема приемником. Сигналы после инвертирования затем подаются на микросхему драйвера двигателя, чтобы управлять двигателем. Изменяя логику, применяемую к контактам 2, 7, 10 и 15, можно изменять направления двигателя.