Longo alcance, 1,8 km, Arduino para Arduino Comunicação sem fio com o HC-12: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Neste instrutível, você aprenderá como se comunicar entre Arduinos a uma longa distância de até 1,8 km ao ar livre.

O HC-12 é um módulo de comunicação de porta serial sem fio muito útil, extremamente poderoso e fácil de usar.

Primeiro, você aprenderá como fazer um mensageiro instantâneo sem fio com o mínimo esforço possível.

Em seguida, iremos acender um LED com um botão de pressão e, em seguida, você aprenderá algumas funções de string úteis e operações para comunicação serial.

A última parte do instrutivo não é necessária, mas você aprenderá a usar o módulo HC-12 como um profissional.

Nesta parte, você aprenderá como entrar no modo de configuração dos módulos para alterar a taxa de transmissão, a distância de transmissão e assim por diante.

E, finalmente, você aprenderá como conectar uma antena SMA externa.

Siga o restante deste manual para descobrir como é fácil se tornar um profissional em comunicação serial sem fio.

Etapa 1: Lista de peças

• 2 x Arduino (comprei meus clones do Arduino por 3 dólares aqui)
• 2 x módulos HC-12 (tenho o meu aqui)
• Fios
• Placa de ensaio.
• 10 k resistor
• botão de apertar
• Arquivos de exercícios aqui

Etapa 2: Fiação e configuração

Primeiro temos que soldar as antenas de mola em ambos os chips HC-12.

Também soldei alguns pinos no módulo HC-12 para torná-lo fácil de usar em uma placa de ensaio.

Usaremos 2 Arduinos com um módulo HC-12 conectado a cada um deles como você pode ver na imagem.

Para ambos os Arduinos, conectamos o pino 2 ao TX e o pino 3 ao RX. Terra para aterrar e VCC para 5v.

Em um Arduino, adicionaremos um botão de ação, como você pode ver na imagem.

Para trabalhar com 2 Arduinos em 1 computador, temos que abrir 2 instâncias do IDE Arduino. Isso significa que temos que abrir o software Arduino 2 vezes. Isso não é o mesmo que “arquivo → Novo”

Salve aquele com o botão conectado como “remetente HC-12” e o outro como “receptor HC-12”.

Certifique-se de que as portas corretas sejam selecionadas para cada um dos Arduinos.

Etapa 3: Instant Wireless Messenger, botão de alternância, botão momentâneo e algumas funções úteis

Mensageiro sem fio

Começaremos criando um mensageiro sem fio instantâneo.

Copie o conteúdo do arquivo “HC-12 messenger send / receive.txt” no arquivo ZIP e cole-o em cada uma das instâncias do Arduino. O código é o mesmo para os dois Arduinos.

Após fazer o upload do código, abra o monitor serial para ambas as instâncias.

Agora comece a digitar em ambos os monitores seriais para iniciar um bate-papo.

Mesmo seus Arduinos estão conectados ao mesmo computador, a comunicação é sem fio.

Botão Alternar

Um botão de alternância é usado com frequência em eletrônicos. O princípio é muito simples. Você pressiona um botão uma vez para ligar o LED e pressiona o mesmo botão novamente para desligar o LED.

Copie e cole o conteúdo do “HC-12 Toggle Button Send.txt” na instância “HC-12 sender” e do “HC-12 Toggle Button Receive.txt” na instância “HC-12 receiver” e carregue.

Ao apertar o botão, você deve ver o LED acender. Quando você pressiona o botão novamente, o LED apaga.

Alguns validadores, como tempo e código de botão, são usados para garantir que este exemplo funcione perfeitamente.

Botão Momentâneo

Um botão momentâneo é bastante simples. Enquanto pressiona o botão, o LED acende. Ao liberar o botão, o LED apaga.

Copie e cole o conteúdo do “HC-12 Momentary Button Send.txt” na instância “HC-12 sender” e o “HC-12 Momentary Button Receive.txt” na instância “HC-12 receiver” e carregue.

Algumas funções e operadores úteis

Existem algumas funções e operadores úteis que são úteis quando você deseja converter ou cuspir uma string e convertê-la em decimal e assim por diante.

Consulte o arquivo “HC-12 Funções e operadores úteis Send.txt” e “HC-12 Funções úteis e operadores Receive.txt”.

O esboço de envio envia a string “test123” ao pressionar o botão.

O esboço de recepção lê a string, divide-a e converte-a em um inteiro.

Etapa 4: configuração avançada. Alteração das configurações do HC-12 com comandos AT

Você pode pular facilmente esta seção, pois ela cobrirá algumas configurações avançadas do chip. No entanto, irei cobrir o básico para que você possa alterar a taxa de transmissão do módulo, a potência de transmissão, os canais e os modos de trabalho.

Um manual completo pode ser encontrado no arquivo ZIP com o nome HC-12 User Manual.pdf

Conecte o HC-12 conforme mostrado na imagem e conecte o Arduino ao seu computador.

Copie e cole o conteúdo do arquivo denominado “HC-12 AT Commander.txt” do arquivo ZIP e carregue-o em seu Arduino.

Abra o monitor serial e digite “AT”. Se o módulo retornar “OK”, o modo de comando está funcionando.

Alterar a taxa de transmissão

Digite “AT + Bxxxx”.

A taxa de transmissão pode ser definida para 1200bps, 2400bps, 4800 bps, 9600 bps, 19, 200 bps, 38, 400 bps, 57, 600 bps ou 115, 200 bps. O padrão

o valor é 9600bps.

Exemplo: digite “AT + B4800”. O módulo retorna “OK + B4800”.

Mudando o canal de comunicação

Digite “AT + Cxxx”.

O valor pode ser um número de 001 a 127.

Cada número é um passo de 400 KHz. A frequência de trabalho do canal 100 é 473,0 MHz.

Exemplo: digite “AT + C021”. O módulo retorna “OK + C021”.

O módulo agora está definido para uma frequência de trabalho de 441,4 MHz

Observe que os módulos de envio e recebimento precisam ter a mesma frequência para se comunicar.

Alterando o modo de trabalho do módulo

Pode ser FU1, FU2, FU4 ou FU4 (FU4 a uma taxa de transmissão de 1200 define o chip para transmitir até 1800 metros ao ar livre). Veja a documentação para uma explicação completa.

Exemplo: Digite “AT + FU4”. O módulo retorna “OK + FU4”.

Obtenha todos os parâmetros do módulo

Digite “AT + RX”.

O módulo deve retornar algo assim:

“OK + FU3

OK + B9600

OK + C001

OK + RP: + 20dBm”.

Mais configurações podem ser encontradas em “HC-12 User Manual.pdf” no arquivo ZIP.

Etapa 5: antena de mola ou antena SMA

Os módulos HC-12 vêm de fábrica com uma antena de mola. No entanto, você pode conectar uma antena SMA à placa.

Existem livros inteiros escritos sobre antenas e como elas funcionam. Não quero me aprofundar neste assunto.

A única coisa a lembrar por enquanto é que o circuito eletrônico pode interferir com uma antena e, portanto, o HC-12 tem um soquete RF IPEX para que você possa separar a antena da placa. Isso pode ajudar para uma melhor recepção e transmissão.

O que você precisa é de um cabo de extensão IPEX para SMA e uma antena SMA.

Peguei meu ramal aqui e a antena aqui. (Verifique se é masculino e feminino).

Ao fazer o pedido, certifique-se de que as conexões masculina e feminina correspondam.

Você pode empurrar o cabo no conector IPEX e soldá-lo. No outro local do cabo você pode aparafusar a antena SMA.

Etapa 6: Nota final:

Neste instrutivo, você aprendeu como usar o HC-12 para comunicações de longa distância entre Arduinos. Você aprendeu como fazer um mensageiro instantâneo, um botão de alternância, um botão momentâneo, como usar alguns operadores e funções de string, como alterar as configurações do HC-12 e como usar uma antena diferente.

A confecção deste instrutível levou cerca de 100 horas de pesquisa, edição, teste, redação e assim por diante.

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Até o próximo instrutível.

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