Construir um link de dados de rádio de 500 metros por menos de US $ 40 .: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Você tem um tanque de água que deseja medir ou uma barragem ou uma comporta? Quer detectar um carro descendo pela estrada, mas não quer passar fios pelo jardim? Este instrutível mostra como enviar dados de 500 metros com 100% de confiabilidade usando chips microcontroladores picaxe e módulos de rádio de 315 MHz ou 433 MHz.

Etapa 1: Esquemático

Os circuitos do transmissor e do receptor são bastante simples e usam chips picaxe. Esses microcontroladores de chip único podem detectar tensões analógicas, ligar e desligar coisas e transmitir dados. Consulte instructables https://www.instructables.com/id/Control-real-world-devices-with-your-PC/ e https://www.instructables.com/id/Worldwide-microcontroller-link-for-under -20 / para uma descrição de como programar chips picaxe. Com um link de rádio, bem como uma interface para um PC, é possível detectar dados remotamente e transmiti-los para qualquer lugar do mundo.

Etapa 2: transmissor e antena

O protótipo do transmissor foi construído em um pedaço de placa de protótipo. Há uma infinidade de módulos RF de 10mW de baixa potência disponíveis, que funcionam bem até um alcance de cerca de 30 metros. No entanto, quando a potência sobe acima de meio watt, o RF tende a voltar para o chip picaxe e causar reinicializações e outros comportamentos estranhos. A resposta é remover a antena do módulo e retirar o RF com 3 metros ou mais de 50 ohm coaxial e construir uma antena dipolo adequada. Isso também aumenta o alcance consideravelmente.

Etapa 3: construir uma antena dipolo com um balun

Na antena está um balun feito de cabo coaxial. Um balun é necessário, caso contrário, o escudo do cabo coaxial acaba se tornando uma antena em vez de ser a terra e irradia RF para baixo perto do picaxe, o que anula o propósito da antena. Existem muitos designs de balun, mas eu escolhi este porque ele usa apenas pedaços de cabo coaxial. Os comprimentos de onda comuns são 95,24 cm para 315 MHz e 69,34 cm para 433 MHz. Os comprimentos coaxiais são 1/4 e 3/4 do comprimento de onda, respectivamente. Os fios dipolo têm 1/4 do comprimento de onda. Então, para os módulos que usei a 315Mhz, os fios coaxiais tinham 23,8cm e 71,4cm e os dipolos tinham 23,8cm cada.

O escudo coaxial e o núcleo são unidos onde o coaxial se divide em dois. Na nota dipolo, os escudos também são conectados. Se essas junções estiverem expostas ao clima, elas precisam ser à prova de intempéries de alguma forma - por exemplo, com tinta ou silicone não condutivo. As antenas funcionam melhor quando estão a pelo menos 2 metros do solo. Agradecimentos e agradecimentos a I0QM por este projeto.

Etapa 4: Módulo Transmissor

O módulo transmissor está disponível no ebay por cerca de US $ 14 em https://stores.ebay.com.au/e-MadeinCHN. O consumo atual é de cerca de 100mA ao transmitir a 9 V e é virtualmente nada quando ocioso. A antena foi removida para construir o dipolo, embora o módulo pudesse estar ok com a antena conectada se fosse emparelhado com um microcontrolador diferente. A trança coaxial é conectada ao terra do módulo, que fica convenientemente próximo à conexão da antena.

Etapa 5: Módulo receptor

O módulo receptor é uma unidade super-heteródina disponível por cerca de US $ 5 na mesma loja do ebay. Existem vários outros módulos (incluindo superregenerativos) que não são tão sensíveis e não fornecem o intervalo.

Etapa 6: Circuito Receptor e Código Picaxe

O módulo receptor é conectado a um picaxe conforme mostrado no esquema. A antena é um pedaço de fio de 23,8 cm, e para fazer um dipolo e aumentar a sensibilidade outro comprimento de fio de 23,8 cm é soldado ao terra do módulo. O código do transmissor é o seguinte: 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 = igual 1s e 0s 'b0 = número aleatório' b1 = número aleatório 'b2 = para dispositivo' b3 = reverso 'b4 = tipo de mensagem' b5 = reverso 'b6 / b7 = dados 1 e reverso 'b8, b9 = dados 2' b10, b11 = dados 3 'b12, b13 = dados 4 aleatórios w0' número aleatório usado para identificar mensagens ao usar repetidores múltiplos b2 = 5 'para o número do dispositivo … b3 = 255-b2 b4 = 126 'número aleatório para teste b5 = 255-b4 b6 = 0' número aleatório para teste b7 = 255-b6 b8 = 1 'número aleatório para teste b9 = 255-b8 b10 = 2' número aleatório para teste b11 = 255-b10 b12 = 3 'checksum - qualquer valor b13 = 255-b12 pausa 60000' transmitir uma vez por minuto goto mainE o código do receptor: main: serin 4, N2400, ("TW"), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 b13 = 255-b13 'inverso novamente só precisa realmente testar um se b12 = b13 então para b12 = 0 a 55 alto 2 pausa 100' piscar uma vez a segundo para am inute low 2 pause 900 next endif goto mainO transmissor envia um pacote uma vez por minuto - uma vez depurado, deve diminuir para cada 15 minutos ou 30 minutos para evitar interferência nos vizinhos. O "ÂœUUUU" Â no início do pacote é binário para 01010101 que equilibra a unidade Rx. O protocolo usa uma forma de codificação Manchester onde o número de 1's e 0's é mantido o mais igual possível, e isso é feito enviando o inverso de cada byte após o byte ser enviado. Sem isso, os pacotes às vezes não chegam se estiverem enviando muitos zeros binários. Uma soma de verificação no final deve ser válida antes que os dados sejam processados. O receptor pisca um led por 55 segundos quando um pacote é recebido e, uma vez depurado, pode ser alterado para alguma outra confirmação.

Etapa 7: Módulo de menor poder e relações de vizinhança

Para manter as relações de vizinhança felizes, especialmente com a TV digital, envie os dados até onde for preciso, mas não vá além. Pode-se argumentar sobre a legalidade dos transmissores de alta potência, mas a melhor solução é manter o RF em sua propriedade e enviar dados com pouca frequência em pacotes curtos. Este módulo de menor potência custa metade do preço e tem cerca de 200 metros. A potência mais baixa tem a vantagem de poder ter uma antena montada diretamente no módulo e pode ser soldada ao lado do picaxe, de forma que o coaxial e o balun não são necessários.

Os testes de alcance foram feitos através de árvores e sobre uma colina, o que explica por que um módulo listado como "4000m" percorreu apenas 500 metros. Em seguida, será instruído sobre a construção de fontes de energia solar autônomas adequadas para essas unidades, bem como sensores como temperatura, pressão, umidade, umidade do solo e níveis dos tanques.