Comunicación inalámbrica de largo alcance, 1,8 km, Arduino a Arduino con el HC-12: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

En este instructivo, aprenderá cómo comunicarse entre Arduinos a una larga distancia de hasta 1.8 km al aire libre.

El HC-12 es un módulo de comunicación de puerto serie inalámbrico que es muy útil, extremadamente potente y fácil de usar.

Primero aprenderá cómo hacer un mensajero instantáneo inalámbrico con el menor esfuerzo posible.

Luego pasaremos a encender un LED con un botón pulsador y luego aprenderá algunas funciones y operaciones de cadena útiles para la comunicación en serie.

La última parte del instructivo no es necesaria, pero aprenderá a usar el módulo HC-12 como un profesional.

En esta parte, aprenderá cómo ingresar al modo de configuración de módulos para cambiar la velocidad en baudios, la distancia de transmisión, etc.

Y finalmente aprenderá a conectar una antena SMA externa.

Siga el resto de este instructivo para descubrir lo fácil que es convertirse en un profesional en la comunicación en serie inalámbrica.

Paso 1: Lista de piezas

• 2 x Arduino (obtuve mis clones de Arduino por 3 dólares aquí)
• 2 x módulos HC-12 (tengo el mío aquí)
• Alambres
• Tablero de circuitos.
• Resistencia de 10 k
• presionar el botón
• Archivos de ejercicios aquí

Paso 2: cableado y configuración

Primero tenemos que soldar las antenas de resorte a ambos chips HC-12.

También soldé algunos pines en el módulo HC-12 para facilitar su uso en una placa de pruebas.

Usaremos 2 Arduinos con un módulo HC-12 conectado a cada uno de ellos como puedes ver en la imagen.

Para ambos Arduinos, conectamos el pin 2 a TX y el pin 3 a RX. Tierra a tierra y VCC a 5v.

En un Arduino agregaremos un pulsador como puede ver en la imagen.

Para trabajar con 2 Arduino en 1 computadora, tenemos que abrir 2 instancias del IDE de Arduino. Esto significa que tenemos que abrir el software Arduino 2 veces. Esto no es lo mismo que "archivo → Nuevo"

Guarde el que tiene el pulsador conectado como “emisor HC-12” y el otro como “receptor HC-12”.

Asegúrese de que se seleccionen los puertos correctos para cada uno de los Arduinos.

Paso 3: Mensajero inalámbrico instantáneo, botón de alternancia, botón momentáneo y algunas funciones útiles

Mensajero inalámbrico

Empezaremos haciendo un mensajero inalámbrico instantáneo.

Copie el contenido del archivo "HC-12 messenger send / receive.txt" en el archivo ZIP y péguelo en cada una de las instancias de Arduino. El código es el mismo para ambos Arduinos.

Después de cargar el código, abra el monitor en serie para ambas instancias.

Ahora comience a escribir en ambos monitores en serie para iniciar un chat.

Incluso sus Arduinos están conectados a la misma computadora, la comunicación es inalámbrica.

Botón de activación

Un botón de alternancia se usa a menudo en electrónica. El principio es muy simple. Presiona un botón una vez para encender el LED y presiona el mismo botón nuevamente para apagar el LED.

Copie y pegue el contenido del "HC-12 Toggle Button Send.txt" en la instancia "HC-12 sender" y el "HC-12 Toggle Button Receive.txt" en la instancia "HC-12 Receiver" y cárguelo.

Cuando presiona el botón, debería ver que el LED se enciende. Cuando presiona el botón nuevamente, el LED se apaga.

Se utilizan algunos validadores como el tiempo y el código de botón para asegurarse de que este ejemplo funcione perfectamente.

Botón momentáneo

Un botón momentáneo es bastante sencillo. Mientras presiona el botón, el LED se enciende. Al soltar el botón, el LED se apaga.

Copie y pegue el contenido del "HC-12 Momentary Button Send.txt" en la instancia "HC-12 sender" y el "HC-12 Momentary Button Receive.txt" en la instancia "HC-12 receiver" y cárguelo.

Algunas funciones y operadores útiles

Hay algunas funciones y operadores útiles que resultan útiles cuando desea convertir o escupir una cadena y convertirla en decimal, etc.

Mire el archivo “Funciones y operadores útiles de HC-12 Send.txt” y “Funciones y operadores útiles de HC-12 Receive.txt”.

El boceto de envío envía la cadena "test123" al presionar el botón.

El boceto de recepción lee la cadena, la divide y la convierte en un número entero.

Paso 4: Configuración avanzada. Cambio de la configuración del HC-12 con comandos AT

Puede omitir fácilmente esta sección, ya que cubrirá algunas configuraciones avanzadas de chips. Sin embargo, cubriré los conceptos básicos para que pueda cambiar la velocidad en baudios, la potencia de transmisión, los canales y los modos de trabajo del módulo.

Se puede encontrar un manual completo en el archivo ZIP con el nombre HC-12 User Manual.pdf

Conecte el HC-12 como se muestra en la imagen y conecte el Arduino a su computadora.

Copie y pegue el contenido del archivo llamado “HC-12 AT Commander.txt” del archivo ZIP y cárguelo en su Arduino.

Abra el monitor de serie y escriba "AT". Si el módulo devuelve "OK", el modo de comando está funcionando.

Cambiar la velocidad en baudios

Escriba "AT + Bxxxx".

La velocidad en baudios se puede establecer en 1200 bps, 2400 bps, 4800bps, 9600bps, 19, 200bps, 38, 400bps, 57, 600bps o 115, 200bps. El valor por defecto

el valor es 9600bps.

Ejemplo: escriba “AT + B4800”. El módulo devuelve "OK + B4800".

Cambiar el canal de comunicación

Escriba "AT + Cxxx".

El valor puede ser un número del 001 al 127.

Cada número es un paso de 400 KHz. La frecuencia de trabajo del canal 100 es 473.0MHz.

Ejemplo: escriba “AT + C021”. El módulo devuelve "OK + C021".

El módulo ahora está configurado a una frecuencia de trabajo de 441.4MHx

Tenga en cuenta que tanto los módulos de envío como los de recepción deben tener la misma frecuencia para comunicarse.

Cambiar el modo de trabajo del módulo

Puede ser FU1, FU2, FU4 o FU4 (FU4 a una velocidad de 1200 baudios configura el chip para transmitir hasta 1800 metros al aire libre). Consulte la documentación para obtener una explicación completa.

Ejemplo: escriba “AT + FU4”. El módulo devuelve "OK + FU4".

Obtenga todos los parámetros del módulo

Escriba "AT + RX".

El módulo debería devolver algo como esto:

OK + FU3

OK + B9600

OK + C001

OK + RP: + 20dBm”.

Se pueden encontrar más configuraciones en el “HC-12 User Manual.pdf” en el archivo ZIP.

Paso 5: antena de resorte o antena SMA

Los módulos HC-12 vienen de serie con una antena de resorte. Sin embargo, puede conectar una antena SMA a la placa.

Se han escrito libros completos sobre antenas y cómo funcionan. No quiero profundizar en este tema.

Lo único que debe recordar por ahora es que los circuitos electrónicos pueden interferir con una antena y, por lo tanto, el HC-12 tiene una toma de RF IPEX para que pueda separar la antena de la placa. Esto puede ayudar a una mejor recepción y transmisión.

Lo que necesita es un cable de extensión IPEX a SMA y una antena SMA.

Tengo mi extensión aquí y la antena aquí (verifique si hay macho y hembra).

Cuando ordene, asegúrese de que las conexiones macho y hembra coincidan.

Puede empujar el cable en el conector IPEX y soldarlo. En el otro sitio del cable puede atornillar la antena SMA.

Paso 6: Nota final:

En este instructivo, ha aprendido a usar el HC-12 para comunicaciones de larga distancia entre Arduinos. Ha aprendido cómo hacer un mensajero instantáneo, un botón de alternancia, un botón momentáneo, cómo usar algunos operadores y funciones de cuerdas, cómo cambiar la configuración del HC-12 y cómo usar una antena diferente.

La creación de este instructable tomó alrededor de 100 horas de investigación, edición, prueba, escritura, etc.

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Nos vemos en el próximo instructable.

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