โมดูล RF - เครื่องส่งและตัวรับ

RF Module คืออะไร?

โดยทั่วไปแล้วผู้ออกแบบระบบไร้สายจะมีข้อ จำกัด ในการลบล้างสองประการคือต้องทำงานในระยะทางที่กำหนดและถ่ายโอนข้อมูลจำนวนหนึ่งภายในอัตราข้อมูล โมดูล RF มีขนาดเล็กมากและมีช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้กว้างเช่น 3V ถึง 12V

โดยทั่วไปโมดูล RF คือโมดูลตัวส่งและตัวรับ RF 433 MHz เครื่องส่งไม่ดึงพลังงานเมื่อส่งลอจิกเป็นศูนย์ในขณะที่ลดความถี่ของพาหะอย่างเต็มที่จึงใช้พลังงานต่ำมากในการทำงานของแบตเตอรี่ เมื่อลอจิกหนึ่งถูกส่งผู้ให้บริการเปิดเต็มที่ประมาณ 4.5mA ด้วยแหล่งจ่ายไฟ 3 โวลต์ ข้อมูลจะถูกส่งแบบอนุกรมจากเครื่องส่งซึ่งรับโดยเครื่องรับที่ปรับ ตัวส่งและตัวรับจะเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์สองตัวสำหรับการถ่ายโอนข้อมูล

คุณสมบัติของโมดูล RF:

• ความถี่ตัวรับ 433MHz
• ตัวรับความถี่ทั่วไป 105Dbm
• ตัวรับจ่ายกระแส 3.5mA
• การใช้พลังงานต่ำ
• ตัวรับแรงดันไฟฟ้า 5v
• ช่วงความถี่เครื่องส่ง 433.92MHz
• แรงดันไฟฟ้าของเครื่องส่งสัญญาณ 3v ~ 6v
• กำลังส่งออกของเครื่องส่ง 4v ~ 12v

ปัจจัยหลักที่มีผลต่อประสิทธิภาพของโมดูล RF :

เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ความถี่วิทยุอื่น ๆ ประสิทธิภาพของโมดูล RF จะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการเช่นการเพิ่มกำลังของเครื่องส่งสัญญาณจะทำให้ระยะการสื่อสารที่มากขึ้น อย่างไรก็ตามซึ่งจะส่งผลให้อุปกรณ์ส่งสัญญาณมีการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงซึ่งทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่สั้นลง นอกจากนี้การใช้อุปกรณ์นี้ด้วยกำลังส่งที่สูงขึ้นจะทำให้เกิดการรบกวนกับอุปกรณ์ RF อื่น ๆ

4 การใช้งาน:

• ระบบรักษาความปลอดภัยแบบไร้สาย
• ระบบเตือนภัยรถยนต์
• รีโมทคอนโทรล
• การรายงานเซ็นเซอร์
• ระบบอัตโนมัติ

3 โมดูล RF

1. เครื่องส่งและตัวรับ RF 433 MHz:

ในหลายโครงการเราใช้โมดูล RF ในการส่งและรับข้อมูลเนื่องจากมีแอปพลิเคชันจำนวนมากมากกว่า IR สัญญาณ RF เดินทางในเครื่องส่งและเครื่องรับแม้ว่าจะมีสิ่งกีดขวาง ทำงานที่ความถี่เฉพาะที่ 433MHz

เครื่องส่ง RF รับข้อมูลอนุกรมและส่งไปยังเครื่องรับผ่านเสาอากาศที่เชื่อมต่อกับ 4^ธพินของเครื่องส่งสัญญาณ เมื่อตรรกะ 0 ใช้กับเครื่องส่งสัญญาณจะไม่มีแหล่งจ่ายไฟในเครื่องส่งสัญญาณ เมื่อใช้ลอจิก 1 กับเครื่องส่งสัญญาณเครื่องส่งสัญญาณจะเปิดและมีแหล่งจ่ายไฟสูงอยู่ในช่วง 4.5mA พร้อมแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า 3V

วิดีโอบนเครื่องส่งและตัวรับ RF 433 MHz:

คุณสมบัติของเครื่องส่งและตัวรับ RF:

1. ความถี่ตัวรับ: 433MHz
2. ตัวรับความไวทั่วไป: 105Dbm
3. ตัวรับกระแสไฟ: 3.5mA
4. แรงดันไฟฟ้าของเครื่องรับ: 5V
5. การใช้พลังงานต่ำ
6. ช่วงความถี่ของเครื่องส่ง: 433.92MHz
7. แรงดันไฟฟ้าของเครื่องส่งสัญญาณ: 3V ~ 6V
8. กำลังส่งออกเครื่องส่ง: 4 ~ 12Dbm

มีแอพพลิเคชั่นมากมายในพื้นที่ต่างๆเช่นการควบคุมแสงจากระยะไกล RFID ระยะไกลสัญญาณเตือนแบบไร้สายและระบบรักษาความปลอดภัยเป็นต้น

วงจรส่งสัญญาณ RF:

วงจร RF Transmitter

วงจรรับ RF:

วงจรรับ RF

สอง. โมดูล XBee:

XBee Module คืออะไร?

โมดูล XBee เป็นโมดูลการสื่อสารไร้สายที่สร้างขึ้นตามมาตรฐาน Zigbee ใช้โปรโตคอล IEEE 802.15.4 มาตรฐาน Zigbee เป็นมาตรฐานที่มีช่วงระหว่าง Bluetooth และ WIFI โดยทั่วไปแล้วเป็นโมดูล RF เทคโนโลยีไร้สายอาจเป็นเรื่องท้าทายหากปราศจากการผสมผสานระหว่างความเชี่ยวชาญและทรัพยากรที่เหมาะสม XBee เป็นการจัดเรียงผลิตภัณฑ์แบบแยกส่วนที่ทำให้การปรับใช้เทคโนโลยีไร้สายเป็นเรื่องง่ายและประหยัดค่าใช้จ่าย โมดูลสามารถสื่อสารได้ถึง 100 ฟุตในอาคารหรือ 300 ฟุตนอกอาคาร สามารถใช้เป็นการแทนที่แบบอนุกรมหรือคุณสามารถใส่ลงในโหมดคำสั่งและกำหนดค่าสำหรับตัวเลือกการออกอากาศและเครือข่ายตาข่ายที่หลากหลาย โมดูล XBee ให้การเชื่อมต่อแบบไร้สายกับอุปกรณ์ต่างๆ

โมดูล RF XBee และ XBee-PRO เป็นโซลูชั่นแบบฝังที่ให้การเชื่อมต่อ end-point แบบไร้สายกับระบบ โมดูล XBee มีไว้สำหรับแอปพลิเคชันช่วงขยายและมีไว้สำหรับแอปพลิเคชันที่มีปริมาณงานสูงซึ่งต้องการเวลาแฝงต่ำและกำหนดเวลาการสื่อสารที่คาดเดาได้ และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ใช้พลังงานต่ำและต้นทุนต่ำ

โมดูล XBee ที่ได้รับความนิยมมากคือ 2.4GHz จาก Digi โมดูลเหล่านี้อนุญาตให้มีการสื่อสารขั้นพื้นฐานที่น่าเชื่อถือและเชื่อถือได้ระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์พีซีระบบและการสนับสนุนแบบจุดต่อจุดและเครือข่ายแบบหลายจุด

คุณสมบัติของโมดูล XBee:

• ตัวรับส่งสัญญาณ RF ที่สมบูรณ์
• การเข้ารหัสข้อมูลออนบอร์ด
• หลีกเลี่ยงการชนกันโดยอัตโนมัติ
• การบริโภคในปัจจุบันต่ำ
• แรงดันไฟฟ้ากว้าง 1.8-3.6 โวลต์
• ความถี่ในการทำงาน: 2.4-2.483 GHz
• กำลังขับที่ตั้งโปรแกรมได้และความไวสูง
• อัตราข้อมูล 1.2-500 kbps

โมดูลตัวรับส่งสัญญาณมีระบบย่อย RF ที่สมบูรณ์ซึ่งสามารถใช้ในการส่งและรับข้อมูลที่ความเร็วสูงสุด 500Kbps จากแหล่ง CMOS / TTL มาตรฐานใด ๆ มีการสนับสนุนฮาร์ดแวร์อย่างกว้างขวางสำหรับการจัดการแพ็คเก็ตการบัฟเฟอร์ข้อมูลการส่งต่อข้อมูลและการเชื่อมโยงคุณภาพ การหลีกเลี่ยงการชนกันโดยอัตโนมัตินอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติการประเมินช่องสัญญาณที่ชัดเจน โมดูลนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ใช้แบตเตอรี่

โมดูล XBee ทำงานอย่างไร:

จากวงจรด้านล่างเราใช้โมดูล XBee 2.4GHz ตัวรับสัญญาณสองตัวสำหรับคอมพิวเตอร์สองเครื่อง การเชื่อมต่อจากโมดูล XBee ทำได้ผ่านตัวเปลี่ยนระดับ IC MAX232 ดังแสดงในรูป โมดูลเหล่านี้ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ 3.3V ที่มีการควบคุมบนบอร์ดซึ่งตรงตามข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์โดยตัวควบคุม 3.3V ที่ถูกป้อนหลังจากรับ 5V จากตัวควบคุม เพื่อดึงดูดความสนใจของคอมพิวเตอร์ผู้รับสำหรับข้อความที่ได้รับจากคอมพิวเตอร์ผู้ส่งระบบเสียงบี๊บจะถูกเชื่อมต่อจากขาตัวส่งสัญญาณ MAX232 โดยคว่ำสองครั้งโดยคู่ของทรานซิสเตอร์ Q1 และ Q2 (BC547) ไปยัง 555 monostable multi - เครื่องสั่นผ่านพินทริกเกอร์ 2 ดังนั้นในขณะที่ได้รับข้อความใด ๆ ที่ขาเครื่องส่งสัญญาณของ MAX232 ก็จะไปถึงฐานของ Q1 ซึ่งส่งผลให้ตัวจับเวลาแบบมัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิล 555 ตัวตั้งเวลาส่งออกจากพิน 3 เป็นเสียงกริ่ง

ดังนั้นจึงดึงดูดความสนใจของคอมพิวเตอร์ผู้รับเพื่อตอบสนองต่อข้อความ R6, RV1, C10 สร้างค่าคงที่เวลาของตัวจับเวลาโมโนสเตเบิล 555 สำหรับระยะเวลาของเสียงกริ่งทุกครั้งที่ผู้ส่งกดแป้นคีย์บอร์ด นอกจากนี้ยังมีข้อกำหนดในการเปลี่ยนค่าคงที่ของเวลาโดยการเปลี่ยน RV1 เพื่อให้เหมาะกับความสะดวกของผู้รับ

3. โมดูล RF 3 พิน:

โมดูล RF 3 พินทำงานอย่างไรในการส่งข้อมูลความลับ

เราสามารถเชื่อมต่อโมดูล RF 3 พินเข้ากับคอนโทรลเลอร์ได้โดยตรงโดยไม่ต้องใช้ตัวเข้ารหัสและตัวถอดรหัสใด ๆ การทำงานของโมดูลตัวส่งและตัวรับ RF 3 พินมีดังต่อไปนี้ในการส่ง / แปลงข้อมูลที่เป็นความลับ

การทำงานของโมดูลเครื่องส่งสัญญาณ RF:

จากวงจรแหล่งจ่ายไฟ + 5V เชื่อมต่อกับขา 40 ของไมโครคอนโทรลเลอร์และกราวด์เชื่อมต่อกับพินที่ 20 ที่นี่เรามีสวิตช์สองตัวที่เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์อย่างถูกต้องโดยดึงขึ้นมา 5V และสวิตช์ทั้งสองนี้จะสร้างคำสั่งอินพุตไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ นอกจากนี้เรายังมีจอ LCD สำหรับแสดงข้อมูลที่จะส่ง นอกจากนี้เรายังมีการจัดเตรียมแป้นพิมพ์คอมพิวเตอร์ที่จะเชื่อมต่อสำหรับส่วนที่เป็นบวกและลบจากเข็มนาฬิกาและข้อมูลซึ่งเชื่อมต่อเป็นอินพุตไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์จากเอาต์พุตของแป้นพิมพ์และข้อมูลนั้นจะแสดงใน LCD ในท้ายที่สุด นอกจากนี้เรายังมี เครื่องส่ง RF . มีแหล่งจ่าย VCC, GND พินข้อมูลจะไปที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ โปรแกรมถูกเขียนขึ้นโดยการทำงานที่เหมาะสมของการทำงานนี้ก่อนอื่นเราทำให้แป้นพิมพ์ใช้งานได้ เมื่อแป้นพิมพ์ทำงานโดยการกดปุ่มแล้วรายการแป้นพิมพ์จะเกิดขึ้นซึ่งจะแสดงเป็น LCD หากต้องส่งโดยมีรหัสที่แตกต่างกันตั้งแต่ 0 ถึง 9 สิ่งนี้จะแสดงใน LCD ที่นี่การกดทุกครั้งจะดำเนินไปตามรหัสจาก 0 ถึง 9 และในที่สุดเมื่อเรากดปุ่มกดปุ่มใดปุ่มหนึ่งเพื่อส่งไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์จากนั้นไปยังโมดูลเครื่องส่งสัญญาณ RF ที่ความถี่ 433 MHz ที่ส่งจากเสาอากาศ

การทำงานของโมดูลตัวรับสัญญาณ RF:

ในตอนท้ายของเครื่องรับเรามีการเชื่อมต่อที่คล้ายกันสำหรับแหล่งจ่ายไฟเนื่องจากไมโครคอนโทรลเลอร์ต้องการ + 5V ในทำนองเดียวกันกับเครื่องส่งสัญญาณโปรดทราบว่าเรากำลังใช้ปุ่มกดสองปุ่มพร้อมตัวต้านทานแบบดึงขึ้น 10k ผ่านแหล่งจ่ายไฟ 5V สำหรับโมดูล RF เราใช้พิน 3.0 เพื่อเชื่อมต่อพินข้อมูลของโมดูล RF และ 1 และ 2 พินของโมดูล RF ใช้สำหรับ GND และ VCC

นอกจากนี้เรายังมีปุ่มสองปุ่มสำหรับการเลือกรหัสและสำหรับการรับข้อมูล เมื่อโมดูลรับข้อมูลได้รับข้อมูลจะถูก demodulated และไปที่ขารับ 10 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ตามโปรแกรม จากนั้นจะแสดงข้อความบนจอ LCD

คุณสมบัติ:

• ความถี่ตัวรับ 433MHz
• ตัวรับความถี่ทั่วไป 105Dbm
• ตัวรับจ่ายกระแส 3.5mA
• การใช้พลังงานต่ำ
• ตัวรับแรงดันไฟฟ้า 5v
• ช่วงความถี่เครื่องส่ง 433.92MHz
• แรงดันไฟฟ้าของเครื่องส่งสัญญาณ 3v ~ 6v
• กำลังส่งออกของเครื่องส่ง 4v ~ 12v

2 แอพพลิเคชั่นที่เกี่ยวข้องกับโมดูล RF

1. ยานยนต์หุ่นยนต์ควบคุมระยะไกล

การทำงาน:

หุ่นยนต์เป็นยานพาหนะเคลื่อนที่ที่ควบคุมจากระยะไกลโดยหน่วยส่งสัญญาณและหน่วยรับสัญญาณในขณะนั้น ในการนี้เราใช้ตัวเข้ารหัส HT12E ซึ่งแปลงข้อมูล 4 บิตเป็นเอาต์พุตอนุกรม ตามที่อธิบายไว้ข้างต้นสิ่งนี้จะถูกป้อนเข้ากับโมดูล RF เพื่อส่งสัญญาณเดียวกันกับที่ผู้รับจะได้รับ โมดูล RF ที่เอาต์พุตจะถูกป้อนเข้ากับ HT12D IC ตัวถอดรหัสแบบอนุกรมซึ่งเอาต์พุตจะถูกป้อนเข้ากับขาไมโครคอนโทรลเลอร์ 1 ถึง 4 ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ส่งสัญญาณเชื่อมต่อกับชุดปุ่มกดสวิตช์ไปยังพอร์ต 3 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ 20 พิน AT89C2051 ดังนั้นในขณะที่กดปุ่มใดปุ่มหนึ่งโปรแกรมจะดำเนินการเพื่อส่งข้อมูล 4 บิตที่สอดคล้องกันซึ่งจะถูกส่งแบบอนุกรมที่พอร์ต 1 ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น ข้อมูลที่ได้รับที่ปลายตัวรับของพอร์ต 1 ของไมโครคอนโทรลเลอร์

แสงเลเซอร์ขับเคลื่อนด้วยทรานซิสเตอร์ Q1 จากเอาต์พุตของไมโครคอนโทรลเลอร์พิน 15 ในขณะที่ ยานยนต์ ถูกเคลื่อนย้ายไปยังตำแหน่งโดยการใช้งานปุ่มซ้ายขวาไปข้างหน้าและย้อนกลับ ฯลฯ หลังจากไปถึงไซต์เลเซอร์ที่ติดตั้งอยู่จะเข้าสู่ตำแหน่งเพื่อโยนลำแสงโดยใช้ปุ่มการทำงานเฉพาะ

สอง. หุ่นยนต์ที่ไม่มีแผนภาพวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์:

Pin14 ของตัวเข้ารหัส HT12E ได้รับสัญญาณลอจิกต่ำเนื่องจากสัญญาณข้อมูลทำงานบนลอจิกเชิงลบ ตัวเข้ารหัสจะแปลงสัญญาณขนานเป็นรูปแบบอนุกรมและถ่ายโอนผ่านเครื่องส่ง RF ในอัตรา 1 ถึง 10kbps สัญญาณจะถูกถอดรหัสกลับไปเป็นสัญญาณขนานโดยตัวถอดรหัส IC HT12D หลังจากได้รับจากเครื่องรับ สัญญาณหลังจากกลับด้านแล้วจะถูกนำไปใช้กับ IC ไดรเวอร์ของมอเตอร์เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ ด้วยการเปลี่ยนตรรกะที่ใช้กับพิน 2, 7, 10 และ 15 ทำให้สามารถเปลี่ยนทิศทางของมอเตอร์ได้