Comunicazione wireless a lungo raggio, 1,8 km, da Arduino ad Arduino con l'HC-12: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

In questo tutorial imparerai come comunicare tra Arduino su una lunga distanza fino a 1,8 km all'aria aperta.

L'HC-12 è un modulo di comunicazione per porta seriale wireless molto utile, estremamente potente e facile da usare.

Per prima cosa imparerai come creare un instant messenger wireless con il minimo sforzo possibile.

Si passerà poi ad accendere un led con un pulsante e poi si apprenderanno alcune utili funzioni e operazioni di stringa per la comunicazione seriale.

L'ultima parte dell'istruzione non è necessaria, ma imparerai come utilizzare il modulo HC-12 come un professionista.

In questa parte imparerai come accedere alla modalità di configurazione dei moduli per modificare la velocità di trasmissione, la distanza di trasmissione e così via.

E infine imparerai come collegare un'antenna SMA esterna.

Segui il resto di queste istruzioni per scoprire quanto è facile diventare un professionista nella comunicazione seriale wireless.

Passaggio 1: elenco delle parti

• 2 x Arduino (ho preso i miei cloni Arduino per 3 dollari qui)
• 2 moduli HC-12 (il mio è qui)
• fili
• Tagliere.
• Resistenza da 10 k
• premi il bottone
• File di esercizi qui

Passaggio 2: cablaggio e configurazione

Per prima cosa dobbiamo saldare le antenne a molla su entrambi i chip HC-12.

Ho anche saldato alcuni pin sul modulo HC-12 per renderlo facile da usare su una breadboard.

Useremo 2 Arduino con un modulo HC-12 collegato a ciascuno di essi come puoi vedere nell'immagine.

Per entrambi gli Arduino colleghiamo il pin 2 a TX e il pin 3 a RX. Terra a terra e VCC a 5v.

Ad un Arduino aggiungeremo un pulsante come puoi vedere nell'immagine.

Per lavorare con 2 Arduino su 1 computer, dobbiamo aprire 2 istanze dell'IDE Arduino. Ciò significa che dobbiamo aprire il software Arduino 2 volte. Questo non è lo stesso di "file → Nuovo"

Salvare quello con il pulsante collegato come “HC-12 emettitore” e l'altro come “HC-12 ricevitore”.

Assicurati che siano selezionate le porte giuste per ciascuno degli Arduino.

Passaggio 3: Messenger wireless istantaneo, pulsante di attivazione/disattivazione, pulsante momentaneo e alcune funzioni utili

Messaggero senza fili

Inizieremo creando un messenger wireless istantaneo.

Copia il contenuto dal file "HC-12 messenger send/receive.txt" nell'archivio ZIP e incollalo su ciascuna delle istanze Arduino. Il codice è lo stesso per entrambi gli Arduino.

Dopo aver caricato il codice, apri il monitor seriale per entrambe le istanze.

Ora inizia a digitare in entrambi i monitor seriali per avviare una chat.

Anche i tuoi Arduino sono collegati allo stesso computer, la comunicazione è wireless.

Interruttore

Un pulsante di commutazione viene spesso utilizzato in elettronica. Il principio è molto semplice. Si preme un pulsante una volta per accendere il LED e premere di nuovo lo stesso pulsante per spegnere il LED.

Copia e incolla il contenuto del "HC-12 Toggle Button Send.txt" nell'istanza "HC-12 sender" e del "HC-12 Toggle Button Receive.txt" nell'istanza "HC-12 receiver" e carica.

Quando premi il pulsante, dovresti vedere il LED accendersi. Quando si preme nuovamente il pulsante, il LED si spegne.

Alcuni validatori come i tempi e il codice del pulsante vengono utilizzati per assicurarsi che questo esempio funzioni perfettamente.

Pulsante momentaneo

Un pulsante momentaneo è piuttosto semplice. Premendo il pulsante, il LED si accende. Al rilascio del pulsante il LED si spegne.

Copia e incolla il contenuto del "HC-12 Momentary Button Send.txt" nell'istanza "HC-12 sender" e del "HC-12 Momentary Button Receive.txt" nell'istanza "HC-12 receiver" e carica.

Alcune funzioni e operatori utili

Ci sono alcune funzioni e operatori utili che sono utili quando vuoi convertire o sputare una stringa e convertirla in un decimale e così via.

Guarda il file "HC-12 Funzioni utili e operatori Send.txt" e " HC-12 Funzioni utili e operatori Receive.txt".

Lo sketch di invio invia la stringa "test123" alla pressione del pulsante.

Lo sketch di ricezione legge la stringa, la divide e la converte in un intero.

Passaggio 4: configurazione avanzata. Modifica delle impostazioni dell'HC-12 con i comandi AT

Puoi facilmente saltare questa sezione in quanto coprirà alcune impostazioni avanzate del chip. Tuttavia tratterò le basi in modo da poter modificare la velocità di trasmissione del modulo, la potenza di trasmissione, i canali e le modalità di lavoro.

Un manuale completo può essere trovato nell'archivio ZIP sotto il nome HC-12 User Manual.pdf

Collega l'HC-12 come mostrato nell'immagine e collega Arduino al computer.

Copia e incolla il contenuto del file denominato "HC-12 AT Commander.txt" dall'archivio ZIP e caricalo sul tuo Arduino.

Aprire il monitor seriale e digitare "AT". Se il modulo restituisce "OK", la modalità di comando funziona.

Modifica della velocità di trasmissione

Digita "AT+Bxxxx".

La velocità di trasmissione può essere impostata su 1200 bps, 2400 bps, 4800 bps, 9600 bps, 19, 200 bps, 38, 400 bps, 57, 600 bps o 115, 200 bps. Il predefinito

il valore è 9600 bps.

Esempio: digitare “AT+B4800”. Il modulo restituisce “OK+B4800”.

Cambiare il canale di comunicazione

Digita "AT+Cxxx".

Il valore può essere un numero compreso tra 001 e 127.

Ogni numero è un passo di 400KHz. La frequenza di lavoro del canale 100 è 473.0MHz.

Esempio: digitare “AT+C021”. Il modulo restituisce “OK+C021”.

Il modulo è ora impostato su una frequenza di lavoro di 441.4MHx

Si noti che entrambi i moduli di invio e ricezione devono avere la stessa frequenza per comunicare.

Modifica della modalità di lavoro del modulo

Questo può essere FU1, FU2, FU4 o FU4 (FU4 a un baud rate di 1200 imposta il chip per trasmettere fino a 1800 metri all'aperto). Vedere la documentazione per una spiegazione completa.

Esempio: digitare "AT+FU4". Il modulo restituisce “OK+FU4”.

Ottenere tutti i parametri dal modulo

Digitare "AT+RX".

Il modulo dovrebbe restituire qualcosa del genere:

“OK+FU3

OK+B9600

OK+C001

OK+RP:+20dBm”.

Ulteriori impostazioni sono disponibili nel "Manuale utente HC-12.pdf" nell'archivio ZIP.

Passaggio 5: antenna a molla o antenna SMA

I moduli HC-12 sono forniti di serie con un'antenna a molla. Tuttavia è possibile collegare un'antenna SMA alla scheda.

Ci sono interi libri scritti sulle antenne e su come funzionano. Non voglio approfondire questo argomento.

L'unica cosa da ricordare per ora è che i circuiti elettronici possono interferire con un'antenna e quindi l'HC-12 ha una presa RF IPEX in modo da poter separare l'antenna dalla scheda. Questo può aiutare per una migliore ricezione e trasmissione.

Ciò di cui hai bisogno è una prolunga da IPEX a SMA e un'antenna SMA.

Ho la mia estensione qui e l'antenna qui. (controlla se maschio e femmina).

Assicurati quando ordini che le connessioni maschio e femmina corrispondano.

Puoi spingere il cavo sul connettore IPEX e saldarlo. Sull'altro sito del cavo è possibile avvitare l'antenna SMA.

Passaggio 6: Nota finale:

In questo tutorial hai imparato come usare l'HC-12 per le comunicazioni a lunga distanza tra Arduino. Hai imparato come creare una messaggistica istantanea, un pulsante di attivazione/disattivazione, un pulsante momentaneo, come utilizzare alcuni operatori e funzioni di stringa, come modificare le impostazioni dell'HC-12 e come utilizzare un'antenna diversa.

La realizzazione di questo tutorial ha richiesto circa 100 ore di ricerca, editing, test, scrittura e così via.

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Ci vediamo nel prossimo istruibile.

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