RSSI para distância com módulos RF (Xbees): 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Xbees são pequenos módulos de radiofrequência que podem ser úteis para enviar e receber informações e para alguns outros usos mais específicos. Para este projeto, estou usando-os para obter os valores do RSSI (Received Signal Strength Indicator) para estimar a distância entre os dois módulos Xbee. Eu queria compartilhar meu trabalho neste projeto porque vi muito poucos tutoriais completos sobre como obter RSSI com Xbees. Descobri que uma maneira fácil de ler os valores RSSI de um Xbee e interpretá-los é com um Arduino. Para este tutorial, você precisará de um pequeno conhecimento do Arduino para poder fazer o upload do código fornecido e editá-lo se necessário. O monitor serial embutido no Arduino pode mostrar os valores RSSI, e então, se você quiser ir mais longe, você pode conectar uma tela de LED ou LCD para interpretá-los sem um computador.

Este tutorial específico usa um módulo "transmissor" Xbee3 que é programado em Micropython e um "receptor" xbee3 que é conectado a um Arduino Uno por meio de um escudo Xbee. Também é possível enviar pacotes tendo ambos conectados ao seu próprio Arduino Uno, que é abordado em um tutorial online de outra pessoa aqui. Os módulos Xbee3 são necessários porque são os únicos módulos Xbee que executam o Micropython e são um dos poucos Xbees a oferecer o protocolo 802.15.4, que inclui valores RSSI nos pacotes enviados.

Suprimentos

• XBee3 (x2)
• antena u. FL (x2)
• Arduino Uno - o escudo Xbee é projetado para este modelo
• Cabo conector entre o Arduino Uno e uma porta USB do computador (USB A para USB B)
• Escudo XBee (x1)
• XBee para adaptador USB (x1)

Nota: pode ser bom obter dois adaptadores para que os dois Xbees possam ser configurados ao mesmo tempo, e também é bom para depuração porque você também pode enviar pacotes através do XCTU.

Para torná-lo um sistema autossuficiente (opcional):

• Pacote de energia portátil que não desliga quando há um baixo consumo de corrente ou bateria para o conector USB
• Bateria para conector Arduino e bateria de 9V

Etapa 1: configuração do hardware

A configuração física é muito fácil. Solde alguns pinos do conector na proteção Xbee (ao longo da parte inferior do lado de fora, onde estão os orifícios) e, em seguida, empurre-o no lugar na parte superior do Arduino. QUESTÕES DE DIREÇÃO - Alinhe cada Xbee com o traço de PCB branco na parte superior da blindagem ("receptor") ou do adaptador ("transmissor"). Para conectar as antenas u. FL, sugiro este guia da Sparkfun.

Etapa 2: Configuração

A configuração do computador pode ser um pouco mais complicada. Primeiro, baixe o XCTU. Este programa é usado para configurar o Xbees. A documentação do Xbee3 é um recurso inestimável para XCTU e configuração. Em seguida, execute as etapas a seguir com cada Xbee conectado ao computador no adaptador (o LED PWR no adaptador deve acender).

No XCTU, clique em "Descobrir módulos de rádio …" (o ícone é um Xbee com uma lupa no canto superior esquerdo) e clique em Avançar e depois em Concluir. Em seguida, aguarde até que o Xbee apareça na pesquisa, clique nele e clique em "Adicionar dispositivos selecionados". Clique no Xbee que aparece no lado esquerdo da tela e aguarde o carregamento das configurações antes de clicar em "Atualizar firmware". Siga a primeira imagem acima e defina a versão do firmware para 802.15.4 e a versão mais recente. Em seguida, configure o Xbee "transmitido" para coincidir com as configurações de "transmissão" na segunda imagem e faça o mesmo para o Xbee "recebido". Você também precisará colocar o "recebimento" do Xbee no modo API 2, para fazer a interface com o Arduino (isso é muito fácil de pesquisar no Google se você tiver dificuldade em encontrá-lo).

Etapa 3: Código

Para o Arduino, você precisará baixar o primeiro arquivo anexado no "receptor" Xbee. Você também precisará baixar a biblioteca Xbee-Arduino, que está aqui. O Arduino é uma linguagem simples e bem documentada, portanto, se você encontrar algum problema, o site do Arduino é seu amigo.

O código do Micropython é o segundo arquivo anexado. Siga este Instructable para baixar o código para o "transmissor" Xbee.

Etapa 4: Teste

Agora que todas as peças necessárias estão no lugar, você pode finalmente enviar os pacotes. Certifique-se de que o "transmissor" Xbee esteja com o código em execução e, em seguida, conecte-o a uma fonte de alimentação (manter-se conectado ao computador também funciona). Para o "receptor" Xbee, mantenha o Arduino conectado ao computador primeiro e, uma vez que o código seja baixado, abra o monitor serial. O monitor serial deve então mostrar valores (de 20-70 aproximadamente).

Em meus próprios testes, descobri que em grandes espaços abertos os valores RSSI se correlacionam com distâncias de até 15 pés e em espaços menores de até 5 pés. Isso ocorre por causa de caminhos múltiplos, um problema comum quando se trata de sinais de radiofrequência. Espero que este tutorial tenha sido útil e obrigado pela leitura.

Fontes: Outros RSSI instrutíveis, RSSI com dois arduinos / xbees e documentação do Xbee e do Arduino