Mô-đun RF - Máy phát & Máy thu

Mô-đun RF là gì?

Nói chung, nhà thiết kế hệ thống không dây có hai hạn chế: nó phải hoạt động trên một khoảng cách nhất định và truyền một lượng thông tin nhất định trong một tốc độ dữ liệu. Các mô-đun RF có kích thước rất nhỏ và có dải điện áp hoạt động rộng, tức là 3V đến 12V.

Về cơ bản các mô-đun RF là các mô-đun máy phát và thu RF 433 MHz. Máy phát không sử dụng điện khi truyền mức logic 0 trong khi triệt tiêu hoàn toàn tần số sóng mang, do đó tiêu thụ năng lượng thấp đáng kể trong hoạt động của pin. Khi logic một được gửi, sóng mang được bật hoàn toàn vào khoảng 4,5mA với nguồn điện 3volt. Dữ liệu được gửi nối tiếp từ bộ phát và được bộ thu đã điều chỉnh nhận. Máy phát và máy thu được giao tiếp hợp lệ với hai bộ vi điều khiển để truyền dữ liệu.

Các tính năng của Mô-đun RF:

• Tần số máy thu 433MHz
• Máy thu tần số điển hình 105Dbm
• Người nhận cung cấp hiện tại 3,5mA
• Sự tiêu thụ ít điện năng
• Máy thu điện áp hoạt động 5v
• Dải tần số phát 433,92MHz
• Điện áp cung cấp máy phát 3v ~ 6v
• Công suất đầu ra máy phát 4v ~ 12v

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất của mô-đun RF :

So với các thiết bị tần số vô tuyến khác, hiệu suất của mô-đun RF sẽ phụ thuộc vào một số yếu tố như bằng cách tăng công suất của máy phát, một khoảng cách liên lạc lớn sẽ được thu thập. Tuy nhiên, điều này sẽ dẫn đến việc tiêu hao năng lượng điện trên thiết bị phát cao, khiến tuổi thọ hoạt động của các thiết bị sử dụng pin ngắn hơn. Ngoài ra bằng cách sử dụng thiết bị này ở công suất truyền cao hơn sẽ tạo ra nhiễu với các thiết bị RF khác.

4 ứng dụng:

• Hệ thống an ninh không dây
• Hệ thống báo động trên ô tô
• Điều khiển từ xa
• Báo cáo cảm biến
• Hệ thống tự động hóa

3 Mô-đun RF

1. Bộ phát và thu RF 433 MHz:

Trong nhiều dự án, chúng tôi sử dụng mô-đun RF để truyền và nhận dữ liệu vì nó có khối lượng ứng dụng cao hơn IR. Tín hiệu RF truyền đi trong máy phát và máy thu ngay cả khi có vật cản. Nó hoạt động ở tần số cụ thể là 433MHz.

Máy phát RF nhận dữ liệu nối tiếp và truyền đến máy thu thông qua một ăng-ten được kết nối với 4^{thứ tự}chân của máy phát. Khi mức logic 0 được áp dụng cho máy phát thì không có nguồn điện trong máy phát. Khi mức logic 1 được áp dụng cho máy phát thì máy phát BẬT và có một nguồn điện cao trong phạm vi 4,5mA với nguồn điện áp 3V.

Video trên Máy phát và Máy thu RF 433 MHz:

Các tính năng của Máy phát và Máy thu RF:

1. Tần số máy thu: 433MHz
2. Độ nhạy thông thường của máy thu: 105Dbm
3. Nguồn cung cấp hiện tại của máy thu: 3,5mA
4. Điện áp hoạt động của máy thu: 5V
5. Sự tiêu thụ ít điện năng
6. Dải tần số phát: 433,92MHz
7. Điện áp cung cấp máy phát: 3V ~ 6V
8. Công suất đầu ra máy phát: 4 ~ 12Dbm

Nó có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như Điều khiển ánh sáng từ xa, RFID tầm xa, hệ thống báo động và an ninh không dây, v.v.

Mạch phát RF:

Mạch phát RF

Mạch thu RF:

Mạch thu RF

hai. Mô-đun XBee:

Mô-đun XBee là gì?

Mô-đun XBee là mô-đun giao tiếp không dây được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn Zigbee. Nó sử dụng giao thức IEEE 802.15.4. Tiêu chuẩn Zigbee là tiêu chuẩn có phạm vi giữa Bluetooth và WIFI. Về cơ bản chúng là các mô-đun RF. Công nghệ không dây có thể đầy thách thức nếu không có sự kết hợp phù hợp giữa chuyên môn và nguồn lực. XBee là sự sắp xếp của các sản phẩm mô-đun giúp triển khai công nghệ không dây dễ dàng và tiết kiệm chi phí. Mô-đun có thể giao tiếp lên đến 100 feet trong nhà hoặc 300 feet ngoài trời. Nó có thể được sử dụng như một sự thay thế nối tiếp hoặc bạn có thể đặt nó vào một chế độ lệnh và cấu hình nó cho nhiều tùy chọn mạng lưới quảng bá và phát sóng. Các mô-đun XBee cung cấp kết nối không dây với các thiết bị.

Các mô-đun XBee và XBee-PRO RF là các giải pháp nhúng cung cấp kết nối điểm cuối không dây với các hệ thống. Mô-đun XBee dành cho các ứng dụng phạm vi mở rộng và chúng dành cho các ứng dụng thông lượng cao yêu cầu độ trễ thấp và thời gian giao tiếp có thể dự đoán được. Và chúng lý tưởng cho các ứng dụng công suất thấp và chi phí thấp.

Mô-đun XBee rất phổ biến là 2,4 GHz của Digi. Các mô-đun này cho phép giao tiếp cơ bản và rất đáng tin cậy giữa các bộ vi điều khiển, PC, hệ thống và các mạng điểm tới điểm và đa điểm hỗ trợ.

Các tính năng của Mô-đun XBee:

• Bộ thu phát RF hoàn chỉnh
• Mã hóa dữ liệu tích hợp
• Tự động tránh va chạm
• Mức tiêu thụ hiện tại thấp
• Điện áp hoạt động rộng 1,8-3,6 Volts
• Tần số hoạt động: 2,4-2,483 GHz
• Công suất đầu ra có thể lập trình và độ nhạy cao
• Tốc độ dữ liệu 1,2-500 kbps

Mô-đun thu phát cung cấp một hệ thống con RF hoàn chỉnh có thể được sử dụng để truyền và nhận dữ liệu với tốc độ lên đến 500Kbps từ bất kỳ nguồn CMOS / TTL tiêu chuẩn nào. Hỗ trợ phần cứng mở rộng được cung cấp để xử lý gói, đệm thông tin, truyền liên tục và ngụ ý chất lượng liên kết. Tính năng tránh va chạm tự động được cung cấp thêm với các tính năng đánh giá kênh rõ ràng. Các mô-đun lý tưởng cho các ứng dụng chạy bằng pin.

Cách hoạt động của mô-đun XBee:

Từ mạch bên dưới, chúng tôi sử dụng hai mô-đun XBee 2.4GHz trans-receiver cho hai máy tính. Giao diện từ các mô-đun XBee được thực hiện thông qua IC dịch chuyển mức MAX232 như trong hình. Các mô-đun được cấp nguồn bằng nguồn điện 3.3V được điều chỉnh trên bo mạch đáp ứng yêu cầu điện áp của thiết bị bởi bộ điều chỉnh 3.3V được cấp sau khi nhận được 5V từ bộ điều chỉnh. Để thu hút sự chú ý của máy tính người nhận đối với tin nhắn nhận được từ máy tính người gửi, một hệ thống âm thanh bíp được giao tiếp từ chân Máy phát MAX232 được đảo ngược hợp lệ hai lần bằng một cặp bóng bán dẫn Q1 và Q2 (BC547) thành đa dây đơn ổn 555 -vibrator thông qua pin2 kích hoạt của nó. Do đó, trong khi bất kỳ thông báo nào được nhận tại chân máy phát của MAX232, nó cũng đến chân đế Q1 dẫn đến việc kích hoạt bộ định thời đa rung đơn nhất 555 để phát ra từ chân 3 một âm thanh buzzer.

Do đó, nó thu hút sự chú ý của máy tính người nhận để trả lời tin nhắn. R6, RV1, C10 tạo thành hằng số thời gian của bộ đếm thời gian ổn định đơn lẻ 555 trong khoảng thời gian của âm thanh bộ rung mỗi khi người gửi nhấn phím bàn phím. Nó cũng có điều khoản thay đổi hằng số thời gian bằng cách thay đổi RV1 để phù hợp với sự thuận tiện của người nhận.

3. Mô-đun RF 3 chân:

Mô-đun RF 3 chân hoạt động như thế nào trong việc gửi thông tin bí mật?

Chúng tôi có thể kết nối trực tiếp mô-đun RF 3 chân với bộ điều khiển mà không cần bất kỳ bộ mã hóa và giải mã nào. Hoạt động của mô-đun thu và phát RF 3 chân như sau trong việc gửi / chuyển đổi thông tin bí mật.

Hoạt động của Mô-đun phát RF:

Từ mạch, nguồn điện + 5V được kết nối với 40 chân của vi điều khiển và nối đất với chân thứ 20. Ở đây, chúng tôi có hai công tắc được kết nối hợp lệ với bộ vi điều khiển với mức kéo lên đến 5V và hai công tắc này tạo thành lệnh đầu vào cho vi điều khiển. Chúng tôi cũng có một màn hình LCD để hiển thị dữ liệu được truyền. Chúng tôi cũng có sự sắp xếp để bàn phím máy tính được kết nối cho các phần âm và dương từ đồng hồ và chân dữ liệu được kết nối như một đầu vào cho bộ vi điều khiển từ đầu ra của bàn phím và dữ liệu đó cuối cùng được hiển thị trên màn hình LCD. Chúng tôi cũng có một Máy phát RF . Nó có nguồn cung cấp VCC, GND. Chân dữ liệu đi đến bộ vi điều khiển. Chương trình được viết đến nỗi bằng thao tác thích hợp của hoạt động này, trước tiên chúng ta làm cho bàn phím hoạt động. Khi bàn phím được kích hoạt bằng cách nhấn các nút thì quá trình nhập bàn phím có thể diễn ra được hiển thị trên màn hình LCD. Nếu nó phải được gửi theo các mã thay đổi từ 0 đến 9, điều này sẽ được hiển thị trên màn hình LCD. Ở đây mỗi lần nhấn đều tiến theo mã từ 0 đến 9 và cuối cùng khi chúng ta nhấn một trong các nút nhấn để gửi nó sẽ chuyển đến bộ vi điều khiển và sau đó đến mô-đun phát RF trên tần số 433 MHz được truyền từ ăng-ten.

Hoạt động của Mô-đun thu RF:

Ở đầu thu, chúng ta có các kết nối tương tự để cấp nguồn vì vi điều khiển cần + 5V. Tương tự với bộ phát, hãy nghe chúng tôi đang sử dụng hai nút ấn có điện trở 10k kéo lên thông qua nguồn 5V cho Mô-đun RF. Chúng tôi đang sử dụng chân 3.0 để kết nối chân dữ liệu của mô-đun RF và chân 1 và 2 của mô-đun RF được sử dụng cho GND và VCC.

Chúng tôi cũng có hai nút để chọn mã và nhận dữ liệu. Khi dữ liệu được nhận bởi mô-đun bộ thu, dữ liệu đó sẽ được giải điều chế và đi đến chân 10 của bộ vi điều khiển bộ thu theo chương trình. Sau đó, nó hiển thị thông báo trên màn hình LCD.

Đặc trưng:

• Tần số máy thu 433MHz
• Máy thu tần số điển hình 105Dbm
• Người nhận cung cấp hiện tại 3,5mA
• Sự tiêu thụ ít điện năng
• Máy thu điện áp hoạt động 5v
• Dải tần số phát 433,92MHz
• Điện áp cung cấp máy phát 3v ~ 6v
• Công suất đầu ra máy phát 4v ~ 12v

2 Ứng dụng liên quan đến Mô-đun RF

1. Xe robot điều khiển từ xa

Đang làm việc:

Robot là một phương tiện di chuyển được điều khiển từ xa bởi một bộ phận truyền và một bộ phận nhận tại thời điểm của nó. Trong phần này, chúng tôi đã sử dụng bộ mã hóa HT12E để chuyển đổi dữ liệu 4 bit sang đầu ra nối tiếp. Như đã giải thích ở trên, điều này sau đó được đưa tới mô-đun RF để truyền cùng một thứ mà bộ thu nhận được. Mô-đun RF đầu ra được cấp cho IC giải mã nối tiếp HT12D, đầu ra của nó được cấp cho chân vi điều khiển từ 1 đến 4. Bộ vi điều khiển cuối truyền được kết nối với một bộ nút bấm chuyển sang cổng 3 của vi điều khiển 20 chân AT89C2051. Do đó, trong khi một nút cụ thể được nhấn, chương trình sẽ được thực thi để cung cấp dữ liệu 4 bit tương ứng, sau đó được truyền nối tiếp tại cổng 1 như đã giải thích ở trên. Dữ liệu nhận được ở đầu thu của cổng 1 của Bộ vi điều khiển.

Ánh sáng laser được điều khiển bởi bóng bán dẫn Q1 từ đầu ra của chân vi điều khiển 15, trong khi phương tiện robot được điều động đến vị trí bằng cách điều khiển nút trái, phải, tiến và lùi, v.v. sau khi đến vị trí, tia laser được gắn trên nó sẽ ở vị trí để ném chùm tia bằng cách vận hành nút hành động cụ thể.

hai. Robot không có Sơ đồ mạch vi điều khiển:

Chân14 của bộ mã hóa HT12E được cấp tín hiệu logic thấp vì tín hiệu dữ liệu hoạt động trên logic âm. Bộ mã hóa chuyển đổi tín hiệu song song sang định dạng nối tiếp và chuyển chúng qua bộ phát RF với tốc độ từ 1 đến 10kbps. Các tín hiệu được IC giải mã HT12D giải mã trở lại thành tín hiệu song song sau khi được đầu thu nhận. Các tín hiệu sau khi được đảo chiều sau đó được đưa vào IC điều khiển động cơ, để dẫn động động cơ. Bằng cách thay đổi logic áp dụng cho các chân 2, 7, 10 và 15, các hướng động cơ có thể được thay đổi.