RF-module - zender en ontvanger

Wat is een RF-module?

In het algemeen heeft de ontwerper van draadloze systemen twee doorslaggevende beperkingen: hij moet over een bepaalde afstand werken en een bepaalde hoeveelheid informatie binnen een gegevenssnelheid overdragen. De RF-modules zijn erg klein van formaat en hebben een breed bedrijfsspanningsbereik, d.w.z. 3V tot 12V.

In wezen zijn de RF-modules 433 MHz RF-zender- en ontvangermodules. De zender verbruikt geen stroom bij het verzenden van een logische nulwaarde, terwijl de draaggolffrequentie volledig wordt onderdrukt en verbruikt dus een aanzienlijk laag stroomverbruik bij batterijvoeding. Wanneer logisch één wordt verzonden, is de carrier volledig ingeschakeld op ongeveer 4,5 mA met een voeding van 3 volt. De gegevens worden serieel verzonden vanaf de zender die wordt ontvangen door de afgestemde ontvanger. Zender en ontvanger zijn naar behoren verbonden met twee microcontrollers voor gegevensoverdracht.

Kenmerken van RF-module:

• Ontvanger frequentie 433 MHz
• Ontvanger typische frequentie 105Dbm
• Ontvanger levert stroom 3,5mA
• Laag energieverbruik
• Bedrijfsspanning ontvanger 5v
• Frequentiebereik zender 433,92 MHz
• Zender voedingsspanning 3v ~ 6v
• Uitgangsvermogen zender 4v ~ 12v

Belangrijkste factoren die de prestaties van de RF-module beïnvloeden ​

In vergelijking met de andere radiofrequente apparaten, zal de prestatie van een RF-module afhangen van verschillende factoren, zoals door het verhogen van het vermogen van de zender, zal een grote communicatieafstand worden verzameld. Dit zal echter resulteren in een hoog stroomverbruik op het zendapparaat, wat een kortere levensduur van de batterijgevoede apparaten veroorzaakt. Ook door dit apparaat op een hoger uitgezonden vermogen te gebruiken, zal interferentie met andere RF-apparaten ontstaan.

4 toepassingen:

• Draadloze beveiligingssystemen
• Auto-alarmsystemen
• Afstandsbedieningen
• Sensor rapportage
• Automatiseringssystemen

3 RF-modules

1. 433 MHz RF-zender en ontvanger:

In veel projecten gebruiken we RF-modules om de gegevens te verzenden en te ontvangen, omdat het een groot aantal toepassingen heeft dan IR. RF-signalen gaan door de zender en ontvanger, zelfs als er een obstructie is. Het werkt op een specifieke frequentie van 433 MHz.

RF-zender ontvangt seriële gegevens en zendt naar de ontvanger via een antenne die is aangesloten op de 4^thpin van de zender. Als logica 0 wordt toegepast op de zender, is er geen voeding in de zender. Wanneer logica 1 wordt toegepast op de zender, is de zender AAN en is er een hoge stroomtoevoer in het bereik van 4,5 mA met een spanning van 3 V.

Video over 433 MHz RF-zender en ontvanger:

Kenmerken van RF-zender en ontvanger:

1. Ontvanger frequentie: 433 MHz
2. Typische gevoeligheid van de ontvanger: 105Dbm
3. Ontvanger stroomtoevoer: 3,5mA
4. Bedrijfsspanning ontvanger: 5V
5. Laag energieverbruik
6. Frequentiebereik zender: 433,92 MHz
7. Voedingsspanning zender: 3V ~ 6V
8. Uitgangsvermogen zender: 4 ~ 12Dbm

Het heeft veel toepassingen op verschillende gebieden, zoals afstandsbedieningen voor verlichting, RFID voor lange afstanden, draadloze alarm- en beveiligingssystemen, enz.

RF-zendercircuit:

RF-zendercircuit

RF-ontvangercircuit:

RF-ontvangercircuit

twee. XBee-module:

Wat is de XBee-module?

XBee-modules zijn draadloze communicatiemodules die zijn gebouwd op basis van de Zigbee-standaard. Het maakt gebruik van het IEEE 802.15.4-protocol. Zigbee-standaarden zijn standaarden met een bereik tussen Bluetooth en WIFI. Het zijn in feite RF-modules. Draadloze technologie kan een uitdaging zijn zonder de juiste combinatie van expertise en middelen. De XBee is een arrangement van modulaire producten die het gebruik van draadloze technologie eenvoudig en kosteneffectief maken. De module kan communiceren tot 30 meter binnenshuis of 90 meter buitenshuis. Het kan worden gebruikt als een seriële vervanging of u kunt het in een commandomodus zetten en configureren voor een verscheidenheid aan broadcast- en mesh-netwerkopties. De XBee-modules bieden draadloze connectiviteit met apparaten.

XBee en XBee-PRO RF-modules zijn embedded oplossingen die draadloze eindpuntconnectiviteit met systemen bieden. XBee-modules zijn bedoeld voor toepassingen met een groter bereik en ze zijn bedoeld voor toepassingen met een hoge doorvoer die een lage latentie en voorspelbare communicatietiming vereisen. En ze zijn ideaal voor toepassingen met een laag stroomverbruik en lage kosten.

De zeer populaire XBee-module is 2,4 GHz van Digi. Deze modules maken een zeer betrouwbare en basiscommunicatie mogelijk tussen microcontrollers, pc's, systemen en ondersteunende point-to-point- en multipoint-netwerken.

Kenmerken van XBee-module:

• Volledige RF-transceiver
• Gegevenscodering aan boord
• Automatisch voorkomen van aanrijdingen
• Laag stroomverbruik
• Brede bedrijfsspanning 1,8-3,6 volt
• Bedrijfsfrequentie: 2,4-2,483 GHz
• Programmeerbaar uitgangsvermogen en hoge gevoeligheid
• Gegevenssnelheid 1,2-500 kbps

De zendontvangermodule levert een compleet RF-subsysteem dat kan worden gebruikt voor het verzenden en ontvangen van gegevens met een snelheid tot 500 Kbps vanaf elke standaard CMOS / TTL-bron. Er wordt uitgebreide hardware-ondersteuning geboden voor pakketafhandeling, informatiebuffering, burst-transmissies en implicatie van verbindingskwaliteit. Bovendien worden botsingen automatisch voorkomen dankzij duidelijke kanaalevaluatiefuncties. De modules zijn ideaal voor toepassingen op batterijen.

Hoe XBee-module werkt:

Van het onderstaande circuit hebben we twee trans-ontvanger 2,4 GHz XBee-modules voor twee computers gebruikt. De interfacing van de XBee-modules gebeurt via de niveauverschuiver IC MAX232, zoals weergegeven in de afbeelding. De modules worden gevoed door een geregelde 3.3V-voeding aan boord die voldoet aan de spanningsvereisten van het apparaat door een 3.3V-regelaar die wordt gevoed nadat de 5V van de regelaar is gehaald. Om de aandacht van de ontvangende computer te vestigen op het bericht dat is ontvangen van de verzendercomputer, wordt een audiopiepsysteem aangesloten vanaf de MAX232-zenderpen die twee keer correct is omgekeerd door een paar transistors Q1 en Q2 (BC547) naar een 555 monostabiele multi -vibrator door zijn triggering pin2. Dus terwijl elk bericht wordt ontvangen op de zenderpin van de MAX232, bereikt het ook de basis van de Q1, wat resulteert in het activeren van een 555 monostabiele multi-vibrator timer om vanaf pin3 een zoemergeluid te produceren.

Daarom trekt het de aandacht van de ontvangende computer om op het bericht te reageren. R6, RV1, C10 vormen de tijdconstante van de monostabiele timer 555 voor de duur van het zoemergeluid elke keer dat een klaviertoets wordt ingedrukt door de zender. Het heeft ook een voorziening om de tijdconstante te veranderen door de RV1 aan te passen aan het gemak van de ontvanger.

3. 3-pins RF-module:

Hoe werkt de 3-pins RF-module bij het verzenden van de geheime informatie?

We kunnen de 3-pins RF-modules rechtstreeks op de controller aansluiten, er is geen encoder en decoder nodig. De werking van de 3-pins RF-zender- en ontvangermodules is als volgt bij het verzenden / transformeren van de geheime informatie.

Werking van de RF-zendmodule:

Vanuit het circuit is de voeding + 5V verbonden met de 40 pinnen van de microcontroller en is de aarde verbonden met de 20e pin. Hier hebben we twee schakelaars die naar behoren zijn aangesloten op de microcontroller met omhoog getrokken tot 5V en deze twee schakelaars vormen de invoeropdracht voor de microcontroller. We hebben ook een LCD-display voor het weergeven van de te verzenden gegevens. We hebben ook een opstelling voor het aansluiten van een computertoetsenbord voor positieve en negatieve onderdelen van de klok en datapin die als invoer is aangesloten op de microcontroller vanaf de uitvoer van het toetsenbord en die gegevens worden uiteindelijk weergegeven op het LCD-scherm. We hebben er ook een RF-zender ​Het heeft een VCC-voeding, GND. De datapin gaat naar de microcontroller. Het programma is zo geschreven dat we door de juiste bediening van deze bewerking eerst het toetsenbord actief maken. Zodra het toetsenbord actief is gemaakt door op de knoppen te drukken, kan de toetsenbordinvoer plaatsvinden die op het LCD-scherm wordt weergegeven. Als het moet worden verzonden met codes variërend van 0 tot 9, wordt dit weergegeven op het LCD-scherm. Hier gaat elke druk volgens de code van 0 naar 9 en uiteindelijk, wanneer we op een van de drukknoppen drukken om deze te verzenden, gaat deze naar een microcontroller en vervolgens naar de RF-zendmodule via een 433 MHz-frequentie verzonden vanaf de antenne.

Werking van de RF-ontvangermodule:

Aan het uiteinde van de ontvanger hebben we vergelijkbare aansluitingen voor de voeding, aangezien de microcontroller + 5V nodig heeft. Net als bij de zender, hoor ook dat we twee drukknoppen gebruiken met 10k pull-up weerstanden via 5V-voeding voor RF-module. We gebruiken pin 3.0 om de datapin van de RF-module aan te sluiten en 1 en 2 pinnen van de RF-module worden gebruikt voor GND en VCC.

We hebben ook twee knoppen voor het selecteren van code en voor het ontvangen van de gegevens. Zodra de gegevens zijn ontvangen door de ontvangermodule, worden die gegevens gedemoduleerd en gaan ze naar de ontvangerpen 10 van de microcontroller volgens het programma. Vervolgens wordt het bericht op het LCD-scherm weergegeven.

Kenmerken:

• Ontvanger frequentie 433 MHz
• Ontvanger typische frequentie 105Dbm
• Ontvanger levert stroom 3,5mA
• Laag energieverbruik
• Bedrijfsspanning ontvanger 5v
• Frequentiebereik zender 433,92 MHz
• Zender voedingsspanning 3v ~ 6v
• Uitgangsvermogen zender 4v ~ 12v

2 Toepassingen met RF-module

1. Op afstand bediend robotvoertuig

Werken:

De robot is een bewegend voertuig dat op afstand wordt bestuurd door een zendeenheid en een ontvangende eenheid voor dat moment. Hiervoor hebben we een HT12E-encoder gebruikt die 4-bits gegevens omzet naar seriële uitvoer. Zoals hierboven uitgelegd, wordt dit vervolgens naar de RF-module gestuurd om deze te verzenden om door de ontvanger te worden ontvangen. De RF-module waarvan de uitvoer wordt gevoerd naar HT12D, de seriële decoder-IC, waarvan de uitvoer wordt gevoerd naar pin 1 tot 4 van de microcontroller. De verzendende microcontroller is verbonden met een set drukknopschakelaars op poort 3 van de 20-pins microcontroller AT89C2051. Dus terwijl een bepaalde knop wordt ingedrukt, wordt het programma uitgevoerd om corresponderende 4-bits gegevens af te leveren die vervolgens serieel worden verzonden naar poort 1 zoals hierboven uitgelegd. De gegevens worden zo ontvangen aan het ontvangereinde van poort 1 van de Microcontroller.

Laserlicht wordt aangedreven door transistor Q1 vanaf de uitgang van microcontrollerpen 15, terwijl de robotvoertuig wordt naar de locatie gemanoeuvreerd door de linker-, rechter-, vooruit- en achteruitknop, enz. te bedienen. Nadat het de locatie heeft bereikt, neemt de daarop gemonteerde laser de positie in om de straal te werpen door de specifieke actieknop te bedienen.

twee. Robotica zonder microcontroller schakelschema:

Pin14 van encoder HT12E krijgt een laag logisch signaal omdat datasignalen op negatieve logica werken. De encoder zet de parallelle signalen om in serieel formaat en stuurt ze door de RF-zender met een snelheid van 1 tot 10 kbps. De signalen worden terug gedecodeerd naar parallelle signalen door de decoder IC HT12D nadat ze zijn ontvangen door de ontvanger. De signalen nadat ze zijn geïnverteerd, worden vervolgens toegevoerd aan het motoraandrijf-IC om de motor aan te drijven. Door de logica van de pinnen 2, 7, 10 en 15 te variëren, kunnen de motorrichtingen worden gewijzigd.