Byg et 500 meter radiodatalink til under $ 40 .: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

Har du en vandtank, du vil måle, eller en dæmning eller en port? Vil du opdage en bil, der kommer ned ad drevet, men vil ikke snor ledninger gennem haven? Denne instruktør viser, hvordan man sender data 500 meter med 100% pålidelighed ved hjælp af picaxe mikrokontrollerchips og 315Mhz eller 433Mhz radiomoduler.

Trin 1: Skematisk

Senderen og modtager kredsløb er ganske enkle og bruger picaxe chips. Disse single -chip mikrokontrollere kan fornemme analoge spændinger, tænde og slukke for ting og kan overføre data. Se instrukser https://www.instructables.com/id/Control-real-world-devices-with-your-PC/ og https://www.instructables.com/id/Worldwide-microcontroller-link-for-under -20/ for en beskrivelse af, hvordan man programmerer picaxe -chips. Med et radioforbindelse samt en grænseflade til en pc er det muligt at registrere data eksternt og overføre dem overalt i verden.

Trin 2: sender og antenne

Senderen prototype blev bygget på et stykke prototype board. Der findes et utal af laveffekt 10mW RF -moduler, der fungerer godt op til en rækkevidde på omkring 30 meter. Men når strømmen går op over en halv watt, har RF en tendens til at komme tilbage i picaxe -chippen og forårsage nulstillinger og anden mærkelig adfærd. Svaret er at fjerne modulets antenne og tage RF'en væk med 3 meter eller mere 50ohm coax og bygge en ordentlig dipolantenne. Dette øger også rækkevidden betragteligt.

Trin 3: Byg en dipolantenne med en Balun

Ved antennen er en balun lavet af koaksialkabel. En balun er nødvendig, ellers koaksens skjold ender med at blive en antenne i stedet for at være jorden og udstråler RF ned nær picaxen, som besejrer antennens formål. Der er masser af balun -designs, men jeg valgte denne, fordi den bare bruger bits af koaksialkabel. Fælles bølgelængder er 95,24 cm for 315 Mhz og 69,34 cm for 433 Mhz. Koakslængderne er henholdsvis 1/4 og 3/4 af bølgelængden. Dipoltrådene er 1/4 af bølgelængden. Så for de moduler, jeg brugte ved 315Mhz, var koaksialtrådene 23,8 cm og 71,4 cm, og dipoltrådene var hver 23,8 cm.

Koaksialskjoldet og kernen er forbundet sammen, hvor coaxen deler sig i to. Ved dipolnoten er skjoldene også forbundet. Hvis disse samlinger er ude i vejret, skal de vejrbestandigt på en eller anden måde - f.eks. Med maling eller ikke -ledende silikone. Antenner fungerer bedst, når de er mindst 2 meter fra jorden. Anerkendelse og tak til I0QM for dette design.

Trin 4: Sendermodul

Sendermodulet er tilgængeligt på ebay for omkring US $ 14 på https://stores.ebay.com.au/e-MadeinCHN. Det nuværende forbrug er omkring 100mA ved transmission ved 9V, og er stort set ingenting, når det er inaktivt. Antennen blev fjernet for at bygge dipolen, selvom modulet måske var ok med antennen tilsluttet, hvis den var parret med en anden mikrokontroller. Koaksfletningen er forbundet til moduljorden, der er bekvemt ved siden af antenneforbindelsen.

Trin 5: Modtagermodul

Modtagermodulet er en superheterodyne -enhed til rådighed for omkring $ US5 fra den samme ebay -butik. Der er en række andre moduler (herunder superregenerativ), der ikke er så følsomme og ikke giver rækkevidden.

Trin 6: Modtagerkredsløb og Picaxe -kode

Modtagermodulet er forbundet til en picaxe som vist på skematisk. Antennen er et stykke 23,8 cm tråd, og for at lave en dipol og øge følsomheden er en anden længde på 23,8 cm ledning loddet til modulets jord. Senderkoden er som følger: main: serout 1, N2400, ("UUUUUUUUUUUUUWW", b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13) 'T og W = ascii & H54 og & H57 = 0100 og 0111 = lige 1s og 0s 'b0 = tilfældigt tal' b1 = tilfældigt tal 'b2 = til enhed' b3 = reverse 'b4 = messagetype' b5 = reverse 'b6/b7 = data 1 og omvendt 'b8, b9 = data 2' b10, b11 = data 3 'b12, b13 = data 4 tilfældigt w0' tilfældigt tal, der bruges til at identificere meddelelser ved brug af flere repeatere b2 = 5 'til enhedsnummer … b3 = 255-b2 b4 = 126 'tilfældigt tal for test b5 = 255-b4 b6 = 0' tilfældigt tal for test b7 = 255-b6 b8 = 1 'tilfældigt tal for test b9 = 255-b8 b10 = 2' tilfældigt tal for test b11 = 255-b10 b12 = 3 'checksum - enhver værdi b13 = 255 -b12 pause 60000' sender en gang i minuttet til hovedetOg modtagerkoden: main: serin 4, N2400, ("TW"), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 b13 = 255-b13 'invers igen behøver kun virkelig at teste en hvis b12 = b13 så for b12 = 0 til 55 høj 2 pause 100' flash ført en gang andet for am inute low 2 pause 900 næste endif goto main Senderen sender en pakke en gang i minuttet - når debugged skulle dette reduceres til hvert 15. minut eller 30. minut for at undgå interferens med naboer. "ÂœUUUU" Â i begyndelsen af pakken er binær for 01010101, som balancerer Rx -enheden. Protokollen bruger en form for Manchester -kodning, hvor antallet af 1'er og 0'er holdes så lige som muligt, og dette gøres ved at sende inversen af hver byte, efter at byten er sendt. Uden dette kommer pakkerne nogle gange ikke igennem, hvis de sender masser af binære nuller. En kontrolsum i slutningen skal være gyldig, før dataene behandles. Modtageren blinker en LED i 55 sekunder, når en pakke modtages, og når den først er fejlet, kan dette ændres til en anden bekræftelse.

Trin 7: Lavere strømmodul og naboforhold

For at holde naboforholdene glade, især med digitalt tv, skal du sende dataene så langt som det skal, men ikke længere. Man kan diskutere lovligheden af sendere med højere effekt, men den bedste løsning er at beholde RF på din ejendom og sende data sjældent i korte pakker. Dette lavere effektmodul er halv pris og går omkring 200 meter. Den lavere effekt har den fordel, at den kan have en antenne monteret direkte på modulet og kan loddes ved siden af picaxen, så coax og balun ikke er nødvendige.

Rækkeviddeforsøg blev udført gennem træer og over en bakke, hvilket forklarer, hvorfor et modul opført som "4000m" kun gik 500 meter. Næste op vil være en instruktion om at bygge selvstændige solforsyninger, der er egnede til disse enheder, samt sensorer som temperatur, tryk, fugtighed, jordfugtighed og tankniveauer.