Модуль приемника и передатчика 433 мгц подключение. Дистанционное управление по радиоканалу. Тестирование RF модулей
На этом уроке мы решим задачу по передаче радиосигнала между двумя контроллерами Ардуино с помощью популярного приемопередатчика с частотой 433МГц. На самом деле, устройство по передаче данных состоит из двух модулей: приемника и передатчика. Данные можно передавать только в одном направлении. Это важно понимать при использовании этих модулей. Например, можно сделать дистанционное управление любым электронным устройством, будь то мобильный робот или, например, телевизор. В этом случае данные будут передаваться от пульта управления к устройству. Другой вариант — передача сигналов с беспроводных датчиков на систему сбора данных. Здесь уже маршрут меняется, теперь передатчик стоит на стороне датчика, а приемник на стороне системы сбора. Модули могут иметь разные названия: MX-05V, XD-RF-5V, XY-FST, XY-MK-5V, и т.п., но все они имеют примерно одинаковый внешний вид и нумерацию контактов. Также, распространены две частоты радиомодулей: 433 МГц и 315 МГц.
1. Подключение
Передатчик имеет всего три вывода: Gnd, Vcc и Data.
Подключаем их к первой плате Ардуино по схеме:
Собираем оба устройства на макетной плате и приступаем к написанию программ.
2. Программа для передатчика
Для работы с радиомодулями воспользуемся библиотекой RCSwitch . Напишем программу, которая будет каждую секунду по-очереди отправлять два разных сообщения. #include3. Программа для приемника
Теперь напишем программу для приемника. Для демонстрации факта передачи мы будем зажигать светодиод, подключенный к выводу №3 на плате Ардуино. Если приемник поймал код B1000 — включим светодиод, а если B0100 — выключим. #includeЗадания
Теперь можно попробовать потренироваться и сделать разные полезные устройства. Вот несколько идей.- Пульт для светильника. На стороне приемника , включенный в цепь питания светильника (осторожно, 220 Вольт!). На стороне передатчика: . Написать программы для приемника и передатчика, которые по нажатию кнопки будут включать удаленное реле. При повторном нажатии кнопки реле будет выключаться.
- Уличный термометр с радиоканалом. На стороне передатчика разместить . Предусмотреть автономное питание от батареек. На стороне приемника: . Написать программы для приемника и передатчика, которые позволят выводить показания температуры с удаленного датчика на дисплее.
Заключение
Итак, теперь мы знаем простой и недорогой способ передавать данные на расстоянии. К сожалению, скорость передачи и дистанция в таких радиомодулях весьма ограничены, так что мы не сможем полноценно управлять, например квадрокоптером. Однако, сделать радиопульт для управления простым бытовым прибором: светильником, вентилятором или телевизором, нам под силу. На основе приемопередатчиков с частотой 433 МГц и 315 МГц работает большинство радиоканальных пультов управления. Имея Ардуино и приемник, мы можем декодировать сигналы управления и повторить их. Подробнее о том, как это сделать мы напишем в одном из следующих уроков!433/315 МГц, вы узнаете из этого небольшого обзора. Эти радиомодули обычно продают в паре - с одним передатчиком и одним приемником. Пару можно купить на eBay по $4, и даже $2 за пару, если вы покупаете 10 штук сразу.
Большая часть информации в интернете обрывочна и не очень понятна. Поэтому мы решили проверить эти модули и показать, как получить с их помощью надежную связь USART -> USART.
Распиновка радиомодулей
В общем, все эти радиомодули имеют подключение 3 основных контакта (плюс антенна);
Передатчик
- Напряжение vcc (питание +) 3В до 12В (работает на 5В)
- GND (заземление -)
- Приём цифровых данных.
Приемник
- Напряжение vcc (питание +) 5В (некоторые могут работать и на 3.3 В)
- GND (заземление -)
- Выход полученых цифровых данных.
Передача данных
Когда передатчик не получает на входе данных, генератор передатчика отключается, и потребляет в режиме ожидания около нескольких микроампер. На испытаниях вышло 0,2 мкА от 5 В питания в выключенном состоянии. Когда передатчик получает вход каких-то данных, он излучает на 433 или 315 МГц несущей, и с 5 В питания потребляет около 12 мА.
Передатчик можно питать и от более высокого напряжения (например 12 В), которое увеличивает мощность передатчика и соответственно дальность. Тесты показали с 5 В питанием до 20 м через несколько стен внутри дома.
Приемник при включении питания, даже если передатчик не работает, получит некоторые статические сигналы и шумы. Если будет получен сигнал на рабочей несущей частоте, то приемник автоматически уменьшит усиление, чтобы удалить более слабые сигналы, и в идеале будет выделять модулированные цифровые данные.
Важно знать, что приемник тратит некоторое количество времени, чтобы отрегулировать усиление, так что никаких "пакетов" данных! Передачу следует начинать с "вступления" до основных данных и затем приемник будет иметь время, чтобы автоматически настроить усиление перед приёмом важных данных.
Тестирование RF модулей
При испытаниях обоих модулей от +5В источника постоянного тока, а также с 173 мм вертикальной штыревой антенной. (для частоты 433,92 МГц это "1/4 волны"), было получено реальных 20 метров через стены, и тип модулей не сильно влияет на эти тесты. Поэтому можно предположить, что эти результаты типичны для большинства блоков. Был использован цифровой источник сигнала с точной частотой и 50/50 скважностью, это было использовано для модуляции данных передатчика.
Обратите внимание, что все эти модули, как правило, стабильно работают только до скорости 1200 бод или максимум 2400 бод серийной передачи, если конечно условия связи идеальные (высокий уровень сигнала).
Выше показан простой вариант блока для последовательной передачи информации микроконтроллеру, которая будет получена с компьютера. Единственное изменение - добавлен танталовый конденсатор 25 В 10 мкф на выводы питания (Vcc и GND) на оба модуля.
Вывод
Множество людей используют эти радиомодули совместно с контроллерами Arduino и другими подобными, так как это самый простой способ получить беспроводную связь от микроконтроллера на другой микроконтроллер, или от микроконтроллера к ПК.
Обсудить статью RF РАДИОМОДУЛИ НА 433 МГЦ
Устройства дистанционного управления (ДУ) давно и прочно вошли в нашу жизнь. Это и инфракрасные пульты для управления бытовыми приборами, и беспроводные звонки, и автомобильные сигнализации и т.д. Отчасти их созданию послужила лень, отчасти технические ограничения, но теперь все мы пользуемся такими устройствами весьма широко.
Есть особый класс устройств дистанционного управления по радиоканалу на одной из нелицензируемых частот в полосе от 433,075 до 433,790 МГц - их можно свободно использовать для любых нужд, правда, с некоторыми ограничениями по мощности излучаемого сигнала.
Именно эти устройства получили, пожалуй, наибольшее распространение в системах дистанционного управления по радиоканалу. Они недорого стоят, просты в установке и обслуживании, имеют небольшие габариты и не требуют специальных антенн - достаточно куска провода.
С помощью таких устройств можно на расстоянии включить освещение на садовом участке, открыть калитку или автоматические ворота, включить электродвигатель или нагреватель.
Ограничения, накладываемые на мощность передатчика, сказываются на дальности действия. Стандартное значение дальности не превышает 100 метров на открытом пространстве. В помещении дальность существенно зависит от свойств материалов, через которые распространяется электромагнитное излучение передатчика и геометрии самого помещения. В этом случае только натурный эксперимент может помочь определить дальность.
Следует отметить, что и в этом классе устройств дистанционного управления есть специальные модели с повышенной дальностью работы. Также дальность можно повысить, если применить направленные антенны на стороне передатчика и/или приемника.
В предлагаемом обзоре мы рассмотрим устройства дистанционного управления для DIY-проектов, завоевавшие популярность пользователей продукции компании Мастер Кит. Все эти устройства прошли испытания реальной эксплуатацией в течение заметного времени, надежны и просты в использовании.
Для удобства мы свели описания устройств ДУ в таблицу, расположенную в конце обзора. Таблица поможет выбрать самые подходящие из них для ваших проектов.
Предлагаемые устройства можно разделить, прежде всего, на две категории:
комплекты ДУ, включающие в себя пару передатчик-приемник (кнопочный пульт-передатчик в виде брелка или печатной платы с контактами; приемник в виде платы с контактами или исполнительными элементами); при этом приемник уже настроен на прием сигналов именно от того передатчика, который входит в комплект;
отдельные передатчики и приемники, требующие настройки для работы в паре.
Передатчики, в свою очередь, могут быть специализированными и предназначенными для работы с определенным видом приемников, и универсальными. Это необходимо учитывать, если вы приобретаете устройства по отдельности, или предполагаете использовать несколько брелков-передатчиков с одним приемником, а также несколько приемников с одним брелком.
Следует отметить, что с целью уменьшения возможных ложных срабатываний исполнительное устройство приемника, как правило, включается через приблизительно одну секунду после нажатия кнопки или подачи управляющего сигнала на передатчик.
Несколько слов о терминологии основных режимов работы исполнительных устройств (как правило, реле) модулей ДУ:
- в режиме «кнопка» исполнительное реле приемника срабатывает в момент нажатия кнопки или подачи управляющего сигнала на передатчик, и удерживается в этом состоянии, пока кнопка нажата; при отпускании кнопки реле также отпускает;
- в режиме «триггер» однократное нажатие кнопки включает реле, вторичное нажатие - выключает.
При разработке проектов на предлагаемых устройствах ДУ необходимо учитывать, что они не обеспечивают обратную связь, поэтому контроль срабатывания исполнительных систем остается отдельной задачей.
Рассмотрим кратко особенности некоторых модулей дистанционного управления.
Простую и надежную одноканальную систему ДУ можно собрать на модуле MK333 с дополнительными брелками-передатчиками MK336 . Миниатюрный приемник с прилагаемым корпусом можно питать как переменным напряжением 220 В, так и постоянным 12 В при подключении последнего за встроенным блоком питания от переменного напряжения. Система может работать только в триггерном режиме - одна кнопка передатчика включает реле приемника, вторая - выключает. Посмотрите видео , размещенное в конце описания, из которого можно узнать, как заменить выключатель торшера на дистанционный с помощью модуля MK333 .
Широкие возможности для собственных проектов предоставляет комплект MP324M с четырехкнопочным пультом и четырехканальным приемником с выходами уровня TTL (транзисторно-транзисторной логики). Используя дополнительные модули, можно реализовать несколько режимов исполнительных систем с помощью одного приемника.
Если для вашего проекта необходимы два мощных канала управления, обратите внимание на устройство MP325M , имеющее на борту два реле по 2 кВт и работающее в режимах «кнопка» и «триггер», устанавливаемые для каждого канала отдельно с помощью перемычек (джамперов) на плате. Прочтите статьи, посвященные применению этого устройства:
- «Дистанционное управление распашными воротами своими руками »
- «Беспроводной реверс автомобильной лебедки или электродвигателя постоянного тока »
Модуль ДУ MP326M дает возможность управлять четырьмя каналами с настраиваемыми режимами «кнопка» и «триггер» для каждого канала.
Устройство MP426 SE также имеет четыре канала, но, в отличие от предыдущего, работает в трех режимах - «кнопка», «триггер» и «перебор каналов».
Для реализации проектов с применением микроконтроллеров подойдут комплекты приемник-передатчик MP433 и MP433PRO . Эти пары являются аналоговыми устройствами, не осуществляющими кодировку передаваемого сигнала. Вы сами можете сформировать уникальные кодирующие последовательности, затрудняющие их несанкционированную дешифровку. С помощью микроконтроллера, например, широко распространенной платформы Ардуино, на основе предлагаемых модулей можно реализовать многоканальное управление радиоуправляемыми моделями.
Устройство MP433PRO отличается увеличенным расстоянием - до 600 м в свободном пространстве и расширенным диапазоном температур, позволяющим использовать его вне помещений.
Универсальный пульт дистанционного управления MP433/передатчик является поистине находкой для пользователей систем ДУ! Он предназначен для совместной работы с беспроводными системами диапазона 433 МГц с ASK модуляцией и поддерживает большое количество встраиваемых систем управления освещением и розеток с фиксированным и обучающим кодом, например, таких как WOKEE и TELEIMPEX и им подобные. Также пульт поддерживает системы, построенные на микросхемах SC5262 / SC5272, HX2262 / HX2272, PT2262 / PT2272, EV1527, RT1527, FP1527, HS1527, SC5211, HS2260, SC1527, SC2262.
Приемники MP911 , MP912 и MP913 управляются от предлагаемого отдельно пульта-передатчика MP913 и отличаются режимами работы и числом каналов. Первый из этих приемников реализует одноканальный режим «кнопка», второй - одноканальный «триггер», третий - двухканальная «кнопка».
В этом обзоре мы упомянем стоящий особняком модуль MP8036mhz , который является настоящей базой для управления беспроводными устройствами в диапазоне 433 МГц. Этот модуль может работать в режимах сканера, дубликатора, репитера, маяка. В режиме сканера, благодаря наличию дисплея, можно увидеть код, передаваемый сканируемым передатчиком. Модуль имеет четыре логических входа для подключения четырех кнопок управления или линий контроля и восемь TTL-выходов для подключения силовых модулей. Дальность работы с беспроводными приемниками достигает 600 метров (при использовании комплекта MP433PRO). При использовании направленных антенн дальность может быть увеличена до нескольких километров.
Несколько слов в заключение.
Прежде чем добавлять или «обучать» передатчики, внимательно прочтите описания этих процедур на сайте. Производимые действия отличаются для разных устройств!
Обращаем ваше внимание на имеющиеся в описаниях устройств ДУ комплекты с дополняющими их модулями. Например, вместе с парой передатчик-приемник MP324M можно приобрести силовое реле MP146 и источник питания PW1245 , что обойдется вам дешевле, чем покупка этих устройств по отдельности. Комплектом (MP324M + MP146 + PW1245) - дешевле!
Сравнительная таблица популярных устройств дистанционного управления на частоте 433 МГц
| Артикул | Функцио- нальное назначение |
Питание | Число каналов управления |
Максимальная мощность одного канала управления |
Дополни- тельный брелок- передатчик |
Дальность | Режимы работы |
Особенности |
| MK333 | Комплект брелок- передатчик+ приемник |
~220 В | 1 | ~1000 Вт (7 А) | MK336 | 40 м | Только триггер | . самый миниатюрный приемник; . корпус для приемника в комплекте; . до 20 дополнительных брелков. |
| MK336 | Брелок-передатчик | Бат.12 В | — | — | — | 40 м | — | . дополнительный брелок для MK333 |
| MP324M | Комплект брелок- передатчик+ приемник |
=5 В (приемник) Бат.12 В (передатчик) |
4 | Маломощный, TTL-уровни |
MP433/ передатчик MP325M/ передатчик MP324M/ передатчик |
100 м | Кнопка | . для реализации режимов «триггер» и «импульс» используется MP146 ; . диапазон рабочих температур приемника от -40 до +80 градусов; . при использовании брелка MP433/ передатчик число подключаемых брелков неограниченно. |
| MP324M/ передатчик |
Брелок- передатчик |
Бат.12В | 4 | — | — | 100 м | — | . подходит для MP324M , MP326M . 4 кнопки; . можно заменить на MP433/ передатчик. |
| MP325M | Комплект брелок- передатчик+ приемник |
=12 В (приемник) Бат.12 В (передатчик |
2 | ~2000 Вт (10 А) | MP433/ передатчик MP325M/ передатчик MP324M/ передатчик |
100 м | Кнопка, триггер |
При использовании брелка MP433/ |
| MP325M/ передатчик |
Брелок- передатчик |
Бат.12В | 2 | — | — | 100 м | — | . дополнительный брелок для MP325M |
| MP326M | Комплект брелок- передатчик+ приемник |
=12 В (приемник) Бат.12 В (передатчик |
4 | ~2000 Вт (10 А) | MP325M/ передатчик MP324M/ передатчик |
100 м | Кнопка, триггер | . светодиодная индикация состояний реле; . сброс реле в режиме «триггер»; брелков MP324M/ передатчик. |
| MP426 SE | Комплект брелок- передатчик+ приемник |
=12 В (приемник) Бат.12 В (передатчик |
4 | ~1000 Вт (5 А) | MP433/ передатчик |
100м | Кнопка, триггер, перебор каналов |
. три режима работы; . неограниченное число дополнительных брелков |
Контроллер дистанционного управление имеет четыре логических выхода, состоянием которых можно управлять с помощью четырех командного пульта, меняя состояние выходов с «0» (минус, общий) на «1» (плюс питания) зависимо или не зависимо друг от друга (определяется пользователем).
Выбор режима работы.
Контроллер имеет три режима работы:
- Режим «ИЛИ». При нажатии на кнопку пульта логическая «1» появляется на том выходе, на который запрограммирована кнопка. Все остальные выхода переходят в низкое состояние. При отпускании кнопки логическая единица на выходе сохраняется. Пример: Короткое нажатие и отпускание кнопки «1», результат на выходах 1-0-0-0. Короткое нажатие и отпускание кнопки «2», результат на выходах 0-1-0-0. Короткое нажатие и отпускание кнопки «4», результат на выходах 0-0-0-1 и т. д. Последние состояние фиксируется и сохраняется до выключения питания или до следующей команды.
- Режим фиксации. При коротком нажатии на кнопку пульта соответствующий выход меняет состояние на противоположное и сохраняет его до выключения питания или до нажатия на эту же кнопку. Пример: Короткое нажатие и отпускание кнопки «1», результат на выходах 1-0-0-0. Короткое нажатие и отпускание кнопки «2», результат на выходах 1-1-0-0. Короткое нажатие и отпускание кнопки «4», результат на выходах 1-1-0-1 и т. д. Короткое нажатие и отпускание кнопки «1», результат на выходах 0-1-0-1.
- Режим без фиксации. При нажатии на кнопку пульта соответствующий выход меняет состояние на «1» и переходит обратно на «0» после отпускания кнопки. Если ни одна кнопка пульта управления не нажата, то на всех выходах модуля состояние равно «0».
Задание режима работы.
- Чтобы запрограммировать первый режим работы необходимо нажать на кнопку, расположенную на плате контроллера. Подать питание на плату. Как только светодиод на плате загорится – отпустите кнопку. Установлен режим работы под номером один.
- Чтобы запрограммировать второй режим работы необходимо нажать на кнопку, расположенную на плате контроллера. Подать питание на плату. Как только светодиод на плате моргнет два раза – отпустите кнопку.
- Для выбора третьего режим работы нажмите на кнопку, расположенную на плате контроллера. Подать питание на плату. Как только светодиод на плате моргнет три раза – отпустите кнопку.
Режим работы записывается в энергонезависимую память и сохраняется после выключения питания.
Запоминание кнопок пульта контроллером.
На любой из выходов устройства (OUT1- OUT4) можно запрограммировать любу кнопку пульта. Каждая команда программируется отдельно. Для того чтобы запрограммировать первый выход контроллера (OUT1):
- нажмите на кнопку на плате, как только светодиод вспыхнет один раз - отпустите кнопку.
Для того чтобы запрограммировать второй выход контроллера (OUT2):
- подайте питание на плату контроллера.
- нажмите на кнопку на плате, как только светодиод вспыхнет два раза - отпустите кнопку.
- Нажмите нужную Вам кнопку на пульте дистанционного управления. На плате контроллера должен вспыхнуть светодиод два раза, означающий удачную запись команды в память устройства.
Остальные выходы программируются идентично, меняется только количество вспышек светодиода означающее порядковый выход на плате OUT1- OUT4.
Обнуление и очищение памяти.
Если у Вас в процессе настройки или работе контроллера возникли ошибки и Вам необходимо «откатить» память на начальное состояние, то произведите следующие действия:
- Нажмите на кнопку на плате устройства.
- Подайте питание на плату.
- Дождитесь пока светодиод вспыхнет четыре раза.
Хотите собрать недорогую охранную сигнализацию с большим количеством беспроводных датчиков? Или может быть вам требуется сделать дешёвый пульт дистанционного управления? Воспользуйтесь беспроводными модулями, для работы которых не требуется даже микроконтроллер.
Модули парные. Данный модуль выполняет функцию только приёмника. Для передачи сигнала существует модуль-передатчик на 433 МГц .
Для подключения модуля достаточно задействовать всего 4 контакта: питание, землю, цифровой выход и антенну.
Никакого протокола передачи не предусмотрено: модуль просто принимает переданные модулем-передатчиком фронты, и выдаёт их на ножку «Data out». Это позволяет подключать к модулю напрямую даже такие простые элементы, как светодиод, пьезодинамик или реле. Нужно лишь только усилить сигнал с помощью простого транзистора . А если вы используете Troyka-модули , даже транзистор будет не нужен.
Модулю не требуется время, чтобы запуститься или установить соединение. После подачи питания он сразу готов к работе.
Помимо сборки дешёвых, неинтеллектуальных датчиков, у модулей этого типа есть ещё одно применение: вне города они обладают бо́льшей дальностью связи, чем те же Bluetooth-модули - до 150 метров. В городе, как правило, частоты диапазона 433 МГц перегружены и на таком расстоянии сигнал смешается с сигналами десятка других источников.
Подключение антенны не обязательно, однако с антенной дальность связи сильно увеличивается. Для максимального эффекта длина антенны должна равняться 13 см.
Модуль имеет штырьковые контакты с шагом 2,54 мм, что позволяет вставлять его в макетную плату .
Комплектация
В комплект не входят провода. Для подключения к управляющей электронике используйте макетные провода с разъёмами «мама» на стороне модуля или макетную плату .
Характеристики
- Напряжение питания: 5 В
- Несущая частота: 433 МГц
- Максимальная пропускная способность: 5 кб/сек
- Потребляемый ток: 4,5 мА
- Чувствительность: −106…-110 дБм
- Диапазон рабочих температур: −20…+80 °C