Construya un enlace de datos de radio de 500 metros por menos de $ 40 .: 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

¿Tiene un tanque de agua que desea medir o una presa o una puerta? ¿Quiere detectar un coche que viene por el camino pero no quiere pasar cables por el jardín? Este instructivo muestra cómo enviar datos a 500 metros con 100% de confiabilidad usando chips de microcontrolador picaxe y módulos de radio de 315Mhz o 433Mhz.

Paso 1: esquema

Los circuitos del transmisor y el receptor son bastante simples y utilizan chips picaxe. Estos microcontroladores de un solo chip pueden detectar voltajes analógicos, encender y apagar cosas y pueden transmitir datos. Consulte los instructables https://www.instructables.com/id/Control-real-world-devices-with-your-PC/ y https://www.instructables.com/id/Worldwide-microcontroller-link-for-under -20 / para una descripción de cómo programar chips picaxe. Con un enlace de radio, así como una interfaz a una PC, es posible detectar datos de forma remota y transmitirlos a cualquier parte del mundo.

Paso 2: transmisor y antena

El prototipo del transmisor se construyó sobre una pieza de placa prototipo. Hay una gran variedad de módulos de RF de 10 mW de baja potencia disponibles que funcionan bien hasta un rango de aproximadamente 30 metros. Sin embargo, una vez que la potencia sube por encima de medio vatio, la RF tiende a volver al chip picaxe y provocar reinicios y otros comportamientos extraños. La respuesta es quitar la antena del módulo y quitar la RF con 3 metros o más de cable coaxial de 50 ohmios y construir una antena dipolo adecuada. Esto también aumenta considerablemente la autonomía.

Paso 3: construye una antena dipolo con un balun

En la antena hay un balun hecho de cable coaxial. Se necesita un balun, de lo contrario, el escudo del cable coaxial termina convirtiéndose en una antena en lugar de ser la tierra e irradia RF hacia abajo cerca del picaxe, lo que frustra el propósito de la antena. Hay muchos diseños de balun, pero elegí este porque solo usa trozos de cable coaxial. Las longitudes de onda comunes son 95,24 cm para 315 Mhz y 69,34 cm para 433 Mhz. Las longitudes del cable coaxial son 1/4 y 3/4 de la longitud de onda, respectivamente. Los cables dipolo son 1/4 de la longitud de onda. Entonces, para los módulos que utilicé a 315Mhz, los cables coaxiales eran de 23,8 cm y 71,4 cm y los cables dipolo eran de 23,8 cm cada uno.

El escudo coaxial y el núcleo se unen donde el cable coaxial se divide en dos. En la nota dipolo, los escudos también están conectados. Si estas juntas están expuestas a la intemperie, es necesario impermeabilizarlas de alguna manera, por ejemplo, con pintura o silicona no conductora. Las antenas funcionan mejor cuando están al menos a 2 metros del suelo. Reconocimiento y agradecimiento a I0QM por este diseño.

Paso 4: módulo transmisor

El módulo transmisor está disponible en eBay por alrededor de 14 dólares en https://stores.ebay.com.au/e-MadeinCHN. El consumo de corriente es de alrededor de 100 mA cuando se transmite a 9 V y es prácticamente nulo cuando está inactivo. Se quitó la antena para construir el dipolo, aunque el módulo podría estar bien con la antena conectada si estuviera emparejada con un microcontrolador diferente. La trenza coaxial está conectada a la tierra del módulo, que está convenientemente al lado de la conexión de la antena.

Paso 5: módulo receptor

El módulo receptor es una unidad superheterodina disponible por alrededor de $ 5 dólares en la misma tienda de eBay. Hay una serie de otros módulos (incluidos los superregenerativos) que no son tan sensibles y no dan el rango.

Paso 6: circuito del receptor y código Picaxe

El módulo receptor está conectado a un picaxe como se muestra en el esquema. La antena es un trozo de cable de 23,8 cm, y para hacer un dipolo y aumentar la sensibilidad se suelda otra longitud de cable de 23,8 cm a la tierra del módulo. El código del transmisor es el siguiente: principal: salida de serie 1, N2400, ("UUUUUUUUUUUUUTW", b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13) 'T y W = ascii & H54 y & H57 = 0100 y 0111 = iguales 1s y 0s 'b0 = número aleatorio' b1 = número aleatorio 'b2 = al dispositivo' b3 = inverso 'b4 = tipo de mensaje' b5 = inverso 'b6 / b7 = dato 1 y reverse 'b8, b9 = data 2' b10, b11 = data 3 'b12, b13 = data 4 random w0' número aleatorio usado para identificar mensajes cuando se usan múltiples repetidores b2 = 5 'al número de dispositivo… b3 = 255-b2 b4 = 126 'número aleatorio para la prueba b5 = 255-b4 b6 = 0' número aleatorio para la prueba b7 = 255-b6 b8 = 1 'número aleatorio para la prueba b9 = 255-b8 b10 = 2' número aleatorio para la prueba b11 = 255-b10 b12 = 3 'suma de comprobación - cualquier valor b13 = 255-b12 pausa 60000' transmitir una vez por minuto ir a main Y el código del receptor: main: serin 4, N2400, ("TW"), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 b13 = 255-b13 'inversa de nuevo solo es necesario probar realmente uno si b12 = b13 luego para b12 = 0 a 55 alto 2 pausa 100' parpadeo led una vez a segundo por la mañana inute low 2 pause 900 next endif goto main El transmisor envía un paquete una vez por minuto; una vez depurado, debe reducirse a cada 15 o 30 minutos para evitar interferencias con los vecinos. El "ÂœUUUU" Â al principio del paquete es binario para 01010101 que equilibra la unidad Rx. El protocolo utiliza una forma de codificación Manchester donde el número de unos y ceros se mantiene lo más igual posible, y esto se hace enviando el inverso de cada byte después de que se envía el byte. Sin esto, los paquetes a veces no pasan si envían muchos ceros binarios. Una suma de comprobación al final debe ser válida antes de que se procesen los datos. El receptor hace parpadear un led durante 55 segundos cuando se recibe un paquete y una vez depurado, esto podría cambiarse a algún otro acuse de recibo.

Paso 7: Módulo de potencia inferior y relaciones vecinas

Para mantener felices las relaciones con los vecinos, especialmente con la televisión digital, envíe los datos tan lejos como sea necesario, pero no más. Se puede discutir sobre las legalidades de los transmisores de mayor potencia, pero la mejor solución es mantener la RF en su propiedad y enviar datos con poca frecuencia en paquetes breves. Este módulo de potencia inferior cuesta la mitad de precio y recorre unos 200 metros. La menor potencia tiene la ventaja de que puede tener una antena montada directamente en el módulo y se puede soldar junto al picaxe, por lo que no se necesitan el coaxial ni el balun.

Las pruebas de alcance se realizaron a través de árboles y sobre una colina, lo que explica por qué un módulo catalogado como "4000m" solo recorrió 500 metros. El siguiente será un instructivo sobre la construcción de fuentes de energía solar autónomas adecuadas para estas unidades, así como sensores como temperatura, presión, humedad, humedad del suelo y niveles de tanques.