Vybudujte 500 metrový rádiový dátový odkaz za menej ako 40 dolárov: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Máte vodnú nádrž, ktorú chcete merať, alebo priehradu alebo bránu? Chcete zistiť, ako auto klesá po ceste, ale nechcete prevliekať drôty záhradou? Tento návod ukazuje, ako odosielať údaje na 500 metrov so 100% spoľahlivosťou pomocou čipov mikrokontroléra picaxe a rádiových modulov 315 MHz alebo 433 MHz.

Krok 1: Schéma

Obvody vysielača a prijímača sú pomerne jednoduché a používajú čipy picaxe. Tieto jednočipové mikrokontroléry môžu snímať analógové napätie, zapínať a vypínať veci a môžu prenášať údaje. Pozrite si pokyny https://www.instructables.com/id/Control-real-world-devices-with-your-PC/ a https://www.instructables.com/id/Worldwide-microcontroller-link-for-under -20/ popis, ako programovať čipy picaxe. Prostredníctvom rádiového spojenia a rozhrania k počítaču je možné údaje na diaľku snímať a prenášať kdekoľvek na svete.

Krok 2: Vysielač a anténa

Prototyp vysielača bol postavený na kusu dosky prototypu. K dispozícii je nespočetné množstvo nízkoenergetických 10 mW RF modulov, ktoré fungujú dobre až do vzdialenosti asi 30 metrov. Akonáhle však výkon stúpne nad pol wattu, RF má tendenciu dostať sa späť do picaxového čipu a spôsobiť resety a ďalšie podivné správanie. Odpoveďou je odstrániť anténu modulu a odniesť vysokofrekvenčný prenos s 3 -metrovým alebo viacnásobným 50ohmovým koaxiálnym káblom a postaviť správnu dipólovú anténu. To tiež výrazne zvyšuje dojazd.

Krok 3: Zostavte dipólovú anténu s balunom

Pri anténe je balun vyrobený z koaxiálneho kábla. Balun je potrebný, inak sa z koaxiálneho štítu stane namiesto antény anténa a bude vyžarovať VF v blízkosti picaxe, čo poruší účel antény. Existuje veľa návrhov balunu, ale vybral som si tento, pretože používa iba kúsky koaxiálneho kábla. Bežné vlnové dĺžky sú 95,24 cm pre 315 MHz a 69,34 cm pre 433 MHz. Dĺžka koaxu je 1/4 a 3/4 vlnovej dĺžky. Dipólové vodiče majú 1/4 vlnovej dĺžky. Takže pre moduly, ktoré som použil pri 315 MHz, mali koaxiálne vodiče 23,8 cm a 71,4 cm a dipólové vodiče mali každý 23,8 cm.

Koaxiálny štít a jadro sú spojené k sebe, kde sa koaxiál rozdelí na dve časti. Na dipólovej note sú tiež spojené štíty. Ak sú tieto spoje v nepriaznivom počasí, musia byť nejakým spôsobom odolné voči poveternostným vplyvom - napríklad farbou alebo nevodivým silikónom. Antény fungujú najlepšie, keď sú najmenej 2 metre od zeme. Poďakovanie a vďaka spoločnosti I0QM za tento dizajn.

Krok 4: Modul vysielača

Modul vysielača je k dispozícii na ebay za približne 14 USD na adrese https://stores.ebay.com.au/e-MadeinCHN. Prúdová spotreba sa pohybuje okolo 100mA pri prenose na 9V a v kľude je prakticky ničím. Anténa bola odstránená, aby sa vytvoril dipól, hoci modul by mohol byť v poriadku s pripojenou anténou, ak by bol spárovaný s iným mikrokontrolérom. Koaxiálny oplet je pripojený k uzemneniu modulu, ktorý je vhodne vedľa pripojenia antény.

Krok 5: Modul prijímača

Prijímací modul je superheterodynová jednotka k dispozícii za približne 5 USD z rovnakého obchodu ebay. Existuje niekoľko ďalších modulov (vrátane superregeneratívnych), ktoré nie sú také citlivé a neuvádzajú rozsah.

Krok 6: Obvod prijímača a kód Picaxe

Prijímací modul je pripojený k picaxu, ako je znázornené na schéme. Anténa je kus drôtu s priemerom 23,8 cm a na vytvorenie dipólu a zvýšenie citlivosti sa na uzemnenie modulu pripája ďalšia dĺžka drôtu 23,8 cm. Kód vysielača je nasledujúci: hlavný: serout 1, N2400, („UUUUUUUUUUUUUUTW“, b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13) 'T a W = ascii & H54 a & H57 = 0100 a 0111 = rovnaké 1 s a 0 s 'b0 = náhodné číslo' b1 = náhodné číslo 'b2 = do zariadenia' b3 = obrátiť 'b4 = typ správy' b5 = obrátiť 'b6/b7 = údaje 1 a obrátiť 'b8, b9 = údaje 2' b10, b11 = údaje 3 'b12, b13 = údaje 4 náhodné w0' náhodné číslo používané na identifikáciu správ pri použití viacerých opakovačov b2 = 5 'na číslo zariadenia … b3 = 255-b2 b4 = 126 'náhodné číslo na testovanie b5 = 255-b4 b6 = 0' náhodné číslo na testovanie b7 = 255-b6 b8 = 1 'náhodné číslo na testovanie b9 = 255-b8 b10 = 2' náhodné číslo na testovanie b11 = 255-b10 b12 = 3 'kontrolný súčet - ľubovoľná hodnota b13 = 255 -b12 pauza 60000' vysiela raz za minútu, choďte do siete A kód prijímača: hlavný: serin 4, N2400, ("TW"), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 b13 = 255-b13 'inverzný opäť stačí skutočne otestovať jeden, ak b12 = b13 potom pre b12 = 0 až 55 vysoký 2 pauza 100' blesk LED raz za druhý o hod nízka nízka 2 pauza 900 ďalšia endif prejsť na hlavnúVysielač odosiela paket raz za minútu - po odladení by sa to malo znížiť na každých 15 minút alebo 30 minút, aby sa zabránilo rušeniu susedov. „ÂœUUUU“Â na začiatku paketu je binárne pre 01010101, ktoré vyvažuje jednotku Rx. Protokol používa formu manchesterského kódovania, kde je počet číslic 1 a 0 čo najrovnejší, a to tak, že po odoslaní bajtu sa pošle inverzná hodnota každého bajtu. Bez toho sa pakety niekedy nedostanú, ak odosielajú veľa binárnych núl. Kontrolný súčet na konci musí byť platný pred spracovaním údajov. Prijímač bliká LED 55 sekúnd, keď je paket prijatý a keď je odladený, môže to byť zmenené na iné potvrdenie.

Krok 7: Znížte napájací modul a susedské vzťahy

Aby boli susedské vzťahy spokojné, najmä s digitálnou televíziou, odosielajte údaje tak ďaleko, ako je potrebné, ale nie ďalej. Dá sa polemizovať o zákonnosti vysielačov s vyšším výkonom, ale najlepším riešením je ponechať rádiofrekvenčný prenos vo svojom vlastníctve a odosielať údaje zriedkavo v krátkych paketoch. Tento nižší výkonový modul je za polovičnú cenu a prejde asi 200 metrov. Nižší výkon má tú výhodu, že môže mať anténu namontovanú priamo na module a je možné ju spájkovať vedľa picaxu, takže koaxiál a balun nie sú potrebné.

Testy dosahu boli vykonávané cez stromy a cez kopec, čo vysvetľuje, prečo modul uvedený ako „4000 m“prešiel iba 500 metrov. Ďalej bude nasledovať návod na vybudovanie samostatných solárnych zdrojov energie vhodných pre tieto jednotky, ako aj senzorov, ako sú teplota, tlak, vlhkosť, pôdna vlhkosť a hladiny nádrží.