Costruisci un collegamento dati radio da 500 metri per meno di $ 40: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

Hai un serbatoio dell'acqua che vuoi misurare o una diga o un cancello? Vuoi rilevare un'auto che scende lungo il viale ma non vuoi infilare i cavi nel giardino? Questa istruzione mostra come inviare dati a 500 metri con affidabilità al 100% utilizzando chip microcontrollore Picaxe e moduli radio 315Mhz o 433Mhz.

Passaggio 1: schema

I circuiti del trasmettitore e del ricevitore sono abbastanza semplici e utilizzano chip Picaxe. Questi microcontrollori a chip singolo possono rilevare tensioni analogiche, accendere e spegnere le cose e possono trasmettere dati. Vedere istruttori https://www.instructables.com/id/Control-real-world-devices-with-your-PC/ e https://www.instructables.com/id/Worldwide-microcontroller-link-for-under -20/ per una descrizione di come programmare i chip Picaxe. Con un collegamento radio e un'interfaccia a un PC è possibile rilevare i dati a distanza e trasmetterli in qualsiasi parte del mondo.

Passaggio 2: trasmettitore e antenna

Il prototipo del trasmettitore è stato costruito su un pezzo di scheda prototipo. Sono disponibili una miriade di moduli RF da 10 mW a bassa potenza che funzionano bene fino a un raggio di circa 30 metri. Tuttavia, una volta che la potenza supera il mezzo watt, l'RF tende a tornare nel chip Picaxe e causare reset e altri comportamenti strani. La risposta è rimuovere l'antenna del modulo e portare via la RF con 3 metri o più di 50 ohm coassiali e costruire un'antenna a dipolo adeguata. Questo aumenta notevolmente anche la gamma.

Passaggio 3: costruire un'antenna a dipolo con un balun

All'antenna c'è un balun fatto di cavo coassiale. È necessario un balun altrimenti lo schermo del cavo coassiale finisce per diventare un'antenna invece di essere la terra e irradia RF in basso vicino al picaxe che vanifica lo scopo dell'antenna. Ci sono molti modelli di balun, ma ho scelto questo perché usa solo pezzi di cavo coassiale. Le lunghezze d'onda comuni sono 95,24 cm per 315 Mhz e 69,34 cm per 433 Mhz. Le lunghezze coassiali sono rispettivamente 1/4 e 3/4 della lunghezza d'onda. I fili del dipolo sono 1/4 della lunghezza d'onda. Quindi per i moduli che ho usato a 315 Mhz i cavi coassiali erano 23,8 cm e 71,4 cm e i cavi dipolari erano 23,8 cm ciascuno.

Lo schermo coassiale e il nucleo sono uniti insieme dove il coassiale si divide in due. Alla nota del dipolo sono collegati anche gli schermi. Se questi giunti sono esposti alle intemperie, devono essere in qualche modo impermeabilizzati, ad esempio con vernice o silicone non conduttivo. Le antenne funzionano meglio quando si trovano ad almeno 2 metri da terra. Riconoscimento e grazie a I0QM per questo progetto.

Passaggio 4: modulo trasmettitore

Il modulo trasmettitore è disponibile su ebay per circa $ 14 all'indirizzo https://stores.ebay.com.au/e-MadeinCHN. Il consumo di corrente è di circa 100 mA quando si trasmette a 9 V e praticamente nulla quando è inattivo. L'antenna è stata rimossa per costruire il dipolo, anche se il modulo potrebbe andare bene con l'antenna collegata se fosse accoppiato con un microcontrollore diverso. La treccia coassiale è collegata alla massa del modulo che è convenientemente vicino alla connessione dell'antenna.

Passaggio 5: modulo ricevitore

Il modulo ricevitore è un'unità supereterodina disponibile per circa $ 5 dallo stesso negozio ebay. Ci sono un certo numero di altri moduli (incluso il superrigenerativo) che non sono così sensibili e non danno l'intervallo.

Passaggio 6: circuito del ricevitore e codice Picaxe

Il modulo ricevitore è collegato a un picaxe come mostrato nello schema. L'antenna è un pezzo di filo di 23,8 cm e per creare un dipolo e aumentare la sensibilità un'altra lunghezza di filo di 23,8 cm viene saldata alla terra del modulo. Il codice del trasmettitore è il seguente:main:serout 1, N2400, ("UUUUUUUUUUUUUTW", b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13) ' T e W = ascii &H54 e &H57 = 0100 e 0111 = uguale 1s e 0s 'b0=numero casuale 'b1=numero casuale 'b2=al dispositivo 'b3=reverse 'b4=tipo messaggio 'b5=reverse 'b6/b7 = dato 1 e reverse 'b8, b9 = data 2 'b10, b11 = data 3 'b12, b13 = data 4 random w0 ' numero casuale utilizzato per identificare i messaggi quando si utilizzano più ripetitori b2=5' al numero del dispositivo… b3=255-b2 b4= 126' numero casuale per il test b5=255-b4 b6=0' numero casuale per il test b7=255-b6 b8=1' numero casuale per il test b9=255-b8 b10=2' numero casuale per il test b11=255-b10 b12=3' checksum - qualsiasi valore b13=255-b12 pausa 60000' trasmette una volta al minuto goto mainE il codice del ricevitore:main: serin 4, N2400, ("TW"), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 b13=255-b13' inverso di nuovo solo bisogno di testare realmente uno se b12=b13 quindi per b12=0 a 55 alto 2 pausa 100' lampeggio led una volta a secondo per am inute low 2 pause 900 next endif goto mainIl trasmettitore invia un pacchetto una volta al minuto - una volta eseguito il debug, dovrebbe essere ridotto a ogni 15 o 30 minuti per evitare interferenze con i vicini. Il "ÂœUUUU"Â all'inizio del pacchetto è binario per 01010101 che bilancia l'unità Rx. Il protocollo utilizza una forma di codifica Manchester in cui il numero di 1 e 0 è mantenuto il più uguale possibile, e questo viene fatto inviando l'inverso di ciascun byte dopo l'invio del byte. Senza questo i pacchetti a volte non passano se stanno inviando molti zeri binari. Un checksum alla fine deve essere valido prima che i dati vengano elaborati. Il ricevitore fa lampeggiare un led per 55 secondi quando viene ricevuto un pacchetto e una volta eseguito il debug, questo potrebbe essere cambiato in qualche altro riconoscimento.

Passaggio 7: modulo di alimentazione inferiore e relazioni di vicinato

Per mantenere sereni i rapporti di vicinato, soprattutto con la TV digitale, inviare i dati fin dove è necessario, ma non oltre. Si può discutere sulla legalità dei trasmettitori di potenza superiore, ma la soluzione migliore è mantenere la RF nella propria proprietà e inviare dati di rado in brevi pacchetti. Questo modulo di potenza inferiore costa la metà e arriva a circa 200 metri. La potenza inferiore ha il vantaggio di poter avere un'antenna montata direttamente sul modulo e può essere saldata vicino al picax, quindi il coassiale e il balun non sono necessari.

I test di portata sono stati effettuati attraverso gli alberi e su una collina, il che spiega perché un modulo elencato come "4000 m" ha percorso solo 500 metri. Il prossimo sarà un istruito sulla costruzione di alimentatori solari autonomi adatti a queste unità, nonché sensori come temperatura, pressione, umidità, umidità del suolo e livelli del serbatoio.