Δημιουργήστε έναν σύνδεσμο δεδομένων ραδιοφώνου 500 μέτρων για κάτω από $ 40 .: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Έχετε μια δεξαμενή νερού που θέλετε να μετρήσετε ή ένα φράγμα ή μια πύλη; Θέλετε να εντοπίσετε ένα αυτοκίνητο που κατεβαίνει από την οδήγηση αλλά δεν θέλετε να περάσετε καλώδια στον κήπο; Αυτό το εκπαιδευτικό δείχνει πώς μπορείτε να στείλετε δεδομένα 500 μέτρα με 100% αξιοπιστία χρησιμοποιώντας τσιπ μικροελεγκτή picaxe και μονάδες ραδιοφώνου 315Mhz ή 433Mhz.

Βήμα 1: Σχηματικό

Τα κυκλώματα πομπού και δέκτη είναι αρκετά απλά και χρησιμοποιούν τσιπ πικάξ. Αυτοί οι μικροελεγκτές με ένα μόνο τσιπ μπορούν να αντιληφθούν αναλογικές τάσεις, να ενεργοποιήσουν και να απενεργοποιήσουν τα πράγματα και να μεταδώσουν δεδομένα. Δείτε τις οδηγίες https://www.instructables.com/id/Control-real-world-devices-with-your-PC/ και https://www.instructables.com/id/Worldwide-microcontroller-link-for-under -20/ για περιγραφή του τρόπου προγραμματισμού τσιπ πικάξ. Με ραδιοφωνικό σύνδεσμο καθώς και διασύνδεση με υπολογιστή είναι δυνατό να ανιχνεύσετε δεδομένα από απόσταση και να τα μεταδώσετε οπουδήποτε στον κόσμο.

Βήμα 2: Πομπός και κεραία

Το πρωτότυπο πομπός χτίστηκε σε ένα κομμάτι πρωτότυπης σανίδας. Υπάρχουν μυριάδες διαθέσιμες μονάδες RF χαμηλής ισχύος 10mW, οι οποίες λειτουργούν καλά σε εμβέλεια περίπου 30 μέτρων. Ωστόσο, όταν η ισχύς ανέβει πάνω από μισό watt, το RF τείνει να επιστρέψει στο τσιπ πικάξ και να προκαλέσει επαναφορά και άλλη περίεργη συμπεριφορά. Η απάντηση είναι να αφαιρέσετε την κεραία της μονάδας και να αφαιρέσετε το RF με 3 μέτρα ή περισσότερο 50ohm coax και να δημιουργήσετε μια κατάλληλη δίπολη κεραία. Αυτό αυξάνει επίσης σημαντικά το εύρος.

Βήμα 3: Φτιάξτε μια κεραία δίπολης με ένα μπαλούν

Στην κεραία υπάρχει ένα balun κατασκευασμένο από ομοαξονικό καλώδιο. Ένα balun χρειάζεται αλλιώς η ασπίδα του ομοαξονικού καταλήγει να γίνει κεραία αντί να είναι η γη και ακτινοβολεί RF προς τα κάτω κοντά στην πικάξ, η οποία νικά τον σκοπό της κεραίας. Υπάρχουν πολλά σχέδια balun, αλλά επέλεξα αυτό επειδή χρησιμοποιεί μόνο κομμάτια ομοαξονικού καλωδίου. Τα κοινά μήκη κύματος είναι 95,24cm για 315Mhz και 69,34cm για 433Mhz. Τα ομοαξονικά μήκη είναι 1/4 και 3/4 του μήκους κύματος αντίστοιχα. Τα δίπολα σύρματα είναι το 1/4 του μήκους κύματος. Έτσι, για τις μονάδες που χρησιμοποίησα στα 315Mhz τα ομοαξονικά καλώδια ήταν 23,8cm και 71,4cm και τα δίπολα σύρματα 23,8cm το καθένα.

Η ομοαξονική ασπίδα και ο πυρήνας ενώνονται μεταξύ τους όπου το ομοαξονικό χωρίζεται στα δύο. Στη δίπολη σημείωση οι ασπίδες είναι επίσης συνδεδεμένες. Εάν αυτές οι ενώσεις είναι έξω από τον καιρό, πρέπει να στεγανοποιηθούν με κάποιο τρόπο - π.χ. με μπογιά ή μη αγώγιμη σιλικόνη. Οι κεραίες λειτουργούν καλύτερα όταν είναι τουλάχιστον 2 μέτρα μακριά από το έδαφος. Ευχαριστίες και ευχαριστίες στο I0QM για αυτόν τον σχεδιασμό.

Βήμα 4: Ενότητα πομπού

Η μονάδα πομπού είναι διαθέσιμη στο ebay για περίπου 14 δολάρια ΗΠΑ στη διεύθυνση https://stores.ebay.com.au/e-MadeinCHN. Η τρέχουσα κατανάλωση είναι περίπου 100mA κατά τη μετάδοση στα 9V και ουσιαστικά δεν είναι τίποτα όταν είναι σε αδράνεια. Η κεραία αφαιρέθηκε για να κατασκευαστεί το δίπολο, αν και η μονάδα ενδέχεται να είναι εντάξει με την κεραία προσαρτημένη εάν συνδυαστεί με διαφορετικό μικροελεγκτή. Η ομοαξονική πλεξούδα συνδέεται με τη μονάδα γείωσης που βρίσκεται βολικά δίπλα στη σύνδεση κεραίας.

Βήμα 5: Ενότητα δέκτη

Η μονάδα δέκτη είναι μια μονάδα υπερθετερωδίνης διαθέσιμη για περίπου 5 δολάρια ΗΠΑ από το ίδιο ebay store. Υπάρχουν πολλές άλλες ενότητες (συμπεριλαμβανομένης της υπερ -αναγέννησης) που δεν είναι τόσο ευαίσθητες και δεν δίνουν το εύρος.

Βήμα 6: Κύκλωμα δέκτη και κωδικός Picaxe

Η μονάδα δέκτη είναι συνδεδεμένη σε ένα πικάξ όπως φαίνεται στο σχηματικό σχήμα. Η κεραία είναι ένα κομμάτι σύρματος 23,8 εκατοστών, και για να δημιουργήσετε ένα δίπολο και να αυξήσετε την ευαισθησία ένα άλλο μήκος 23,8 εκατοστών σύρμα συγκολλάται στη γείωση της μονάδας. Ο κωδικός πομπού είναι ο εξής: κύριος: serout 1, N2400, ("UUUUUUUUUUUUUTW", b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13) 'T and W = ascii & H54 και & H57 = 0100 και 0111 = ίσες 1s και 0s 'b0 = τυχαίος αριθμός' b1 = τυχαίος αριθμός 'b2 = στη συσκευή' b3 = αντίστροφη 'b4 = messagetype' b5 = αντίστροφη 'b6/b7 = δεδομένα 1 και αντίστροφη 'b8, b9 = δεδομένα 2' b10, b11 = δεδομένα 3 'b12, b13 = δεδομένα 4 τυχαίος w0' τυχαίος αριθμός που χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό μηνυμάτων όταν χρησιμοποιείτε πολλαπλούς επαναλήπτες b2 = 5 'στον αριθμό συσκευής… b3 = 255-b2 b4 = 126 'τυχαίος αριθμός για δοκιμή b5 = 255-b4 b6 = 0' τυχαίος αριθμός για δοκιμή b7 = 255-b6 b8 = 1 'τυχαίος αριθμός για δοκιμή b9 = 255-b8 b10 = 2' τυχαίος αριθμός για δοκιμή b11 = 255-b10 b12 = 3 'άθροισμα ελέγχου - οποιαδήποτε τιμή b13 = 255 -b12 παύση 60000' εκπέμπει μία φορά το λεπτό πηγαίνοντας κύριος Και ο κωδικός δέκτη: κύρια: serin 4, N2400, ("TW"), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 b13 = 255-b13 'αντίστροφα και πάλι χρειάζεται μόνο να δοκιμάσουμε πραγματικά ένα αν b12 = b13 τότε για b12 = 0 έως 55 υψηλό 2 παύση 100' flash flash μία φορά δεύτερη για το πρωί inute low 2 pause 900 next endif goto mainΟ πομπός στέλνει ένα πακέτο μία φορά το λεπτό - μόλις διορθωθεί αυτό θα πρέπει να μειώνεται σε κάθε 15 λεπτά ή 30 λεπτά για να αποφευχθούν παρεμβολές στους γείτονες. Το "UUUUU" the στην αρχή του πακέτου είναι δυαδικό για 01010101 το οποίο εξισορροπεί τη μονάδα Rx. Το πρωτόκολλο χρησιμοποιεί μια μορφή κωδικοποίησης του Μάντσεστερ όπου ο αριθμός των 1 και 0 διατηρείται όσο το δυνατόν μεγαλύτερος και αυτό γίνεται στέλνοντας το αντίστροφο κάθε byte μετά την αποστολή του byte. Χωρίς αυτό, τα πακέτα μερικές φορές δεν περνούν αν στέλνουν πολλά δυαδικά μηδενικά. Το άθροισμα ελέγχου στο τέλος πρέπει να είναι έγκυρο πριν από την επεξεργασία των δεδομένων. Ο δέκτης αναβοσβήνει ένα led για 55 δευτερόλεπτα όταν παραλαμβάνεται ένα πακέτο και όταν διορθώνεται, αυτό μπορεί να αλλάξει σε κάποια άλλη αναγνώριση.

Βήμα 7: Ενότητα χαμηλότερης ισχύος και σχέσεις γειτονίας

Για να διατηρήσετε ευτυχισμένες τις σχέσεις γειτονίας, ειδικά με την ψηφιακή τηλεόραση, στείλτε τα δεδομένα όσο χρειάζεται αλλά όχι παραπέρα. Κάποιος μπορεί να διαφωνήσει για τη νομιμότητα των πομπών υψηλότερης ισχύος, αλλά η καλύτερη λύση είναι να διατηρήσετε το RF στην ιδιοκτησία σας και να στείλετε δεδομένα σπάνια σε σύντομα πακέτα. Αυτή η μονάδα χαμηλότερης ισχύος είναι η μισή τιμή και πηγαίνει περίπου 200 μέτρα. Η χαμηλότερη ισχύς έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να έχει μια κεραία τοποθετημένη απευθείας στη μονάδα και μπορεί να συγκολληθεί δίπλα στο πικάξ, οπότε το coax και το balun δεν χρειάζονται.

Οι δοκιμές εμβέλειας έγιναν μέσω δέντρων και πάνω από έναν λόφο, γεγονός που εξηγεί γιατί μια μονάδα που αναφέρεται ως "4000m" πήγε μόνο 500 μέτρα. Το επόμενο θα είναι ένα οδηγό για την κατασκευή αυτόνομων ηλιακών τροφοδοτικών κατάλληλων για αυτές τις μονάδες, καθώς και αισθητήρων όπως η θερμοκρασία, η πίεση, η υγρασία, η υγρασία του εδάφους και τα επίπεδα δεξαμενής.