Komunikatori signalnog koda (RFM69): 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Ovi "2-bitni" (digitalni) radio komunikatori omogućuju međusobno signaliziranje (gdje se nalaze; ako su gotovi …) pri kupnji na suprotnim krajevima velike trgovine; čak i tamo gdje mobiteli nemaju uslugu ili su napunjene baterije.

Koriste se radio moduli RFM69 915MHz. Vrlo su učinkoviti, radio prijemnici male snage koji koriste digitalnu paketnu komunikaciju. Mogu komunicirati preko 100 metara pomoću male snage, na samo 10s miliampera, te čak 1/2 kilometra ili čak 1/2 milje koristeći oko 120 ma.

Radio moduli RFM69 mnogo su učinkovitiji i učinkovitiji na većim udaljenostima od NRF24L01 ili RFM12.

Za još veće pouzdane veze na daljinu, ovaj bi se projekt mogao koristiti i za korištenje radio modula LoRa. Postoji nekoliko LoRa uređaja (poput RFM95) koji su slične veličine i sučelja. Ali koštaju mnogo više, što je za mene bilo neopravdano.

Jedinice podržavaju skup kodova pitanja i odgovora u stilu 10-20 (lokacija?) U stilu (pogledajte wiki/Ten-code https://en.wikipedia.org/wiki/Ten -code); kao i izborni Morzeov kod. Jedinice ne podržavaju nikakvu glasovnu (analognu) komunikaciju.

Također se mogu koristiti kao dojavljivači s 3 razine zahtjeva za pozornost, kada se netko oporavlja ili radi ispod kuće.

Osim toga, mogu biti jako zabavne, posebno za djecu ili studente.

Korak 1: Skupite komponente

Budući da radio modul ne može podnijeti 5v opskrbni ili signalni napon, morate koristiti MCU -e od 3.3v. Također imajte na umu da koristim "H" verziju radijskih modula velike snage.

Ovaj popis treba izgraditi 2 jedinice.

• kol. 2 Pro Mini 3.3v Arduino MCU
• kol. 2 RFM-69HCW 915MHz modula
• kol. 2 Kućište (trebalo je biti pretinac za baterije)
• kol. 2 Li-ion 3,7v 200+mah baterije https://www.ebay.com/itm/311682151405 (7x20x30mm, ~ Maksimalna upotrebljiva veličina 9x24x36mm)
• kol. 4 crveno-zelene LED diode s uobičajenom katodom od 5 mm s dvije boje https://www.ebay.com/itm//112318970450 (napon ožičenja i proboja važan je)
• kol. 4 prekidača s gumbima 6x6x7,5 mm
• kol. 2 Piezo aktivni zujalica
• kol. 2 otpornika svaki… 270 Olm, 1,5 kOlm, ~ 5 k
• kol. 2 0,1 uf monolitna kapa

Opcionalno

• kol. 2 bijele (ili plave) LED diode od 3 mm
• kol. 2 3,5 mm Phono priključnice
• kol. 2 kondenzator filtera snage 220uf
• Štapić od slatkiša

Ostale zalihe koje su vam možda potrebne

30ga žica čvrsta https://www.ebay.com/itm/142255037176, Puna žica od 26 ga ili 24 žice nasukana, za uzemljenje i +V

22ga žica puna, za antenu

Ostalo: pribor za lemljenje, traka, vruće ljepilo, alati za izradu prototipa.

USB u TTL pretvarač

Opcijski hardver:

Stereo priključak za povezivanje slušalica kako ne biste propustili dolaznu komunikaciju. Na njega se može spojiti i prijenosno pojačalo za zvučnike.

Mala (3 mm) bijela LED dioda nije obvezna. Dodao sam ga da služi kao indikator ON. Bilo ga je jednostavno dodati dok sam ga povezivao preko Btn1 koji dobiva određenu pogonsku struju iz unutarnjeg otpornika (~ 37 k). S takvim malim pogonom ova LED dioda mora biti visoko učinkovita. Mogla bi se koristiti zelena ili možda plava LED dioda, ali ne i žuta ili crvena jer je njihov pad napona prenizak pa bi izgledalo kao da je gumb pritisnut. Ne bih koristio zelenu jer se ta boja inače koristi za signaliziranje informacija.

Fono utičnica također može biti izostavljena. Ovaj uređaj ne stvara veliku buku, ali ako ste zabrinuti zbog privlačenja pozornosti drugih, tada pruža mogućnost korištenja slušalica. Alternativno, komad selotejpa preko rupe za zvuk je učinkovit.

Kako bi sva mjerenja bila laka i točna, jako mi se sviđa ova jeftina čeljust.

Korak 2: Izgradite MCU-radio podsustav

Spojite kratke žice na MCU pinove: 10, 11, 12, 13; žica srednje duljine na pin2.

Dodajte dugačke (4-5 inča) I/O pinovima MCU-a koji će se koristiti (pinovi: 3-9). Koristio sam mjerač 30 AWG i različite boje za periferne tipove. Ova žica malog promjera može podnijeti signale manje od 100 miliampera, ali je ipak dovoljno mala i savitljiva (i toplo se preporučuje) da olakša tijesno sastavljanje.

Također spojite uzemljenje i Vcc žice (koristio sam 26ga, oni su plavi na fotografijama). Ova žica nosi veću struju pa upotrijebite veliki mjerač za smanjenje pada napona (i potencijalnog zračenja signala šuma).

Spojite MCU s RFM-69 pločom. Sve osim dugih žica idu do njega.

Preklopite radijsku ploču prema dolje preko MCU ploče. Između ploča ne smije biti kratkih hlača. Ako se pokaže da postoji stvarni potencijal kratke uporabe, umiješajte komad trake ili plastične ploče.

Dodajte antensku žicu (22-24 gaga. 80 mm) na radijsku ploču, kao što se vidi na fotografiji.

Korak 3: Razvojno testiranje

Za implementaciju ovih jedinica možete preskočiti ovaj odjeljak. Za one koji su zainteresirani ovo daje malo više informacija o tome kako sam tamo stigao.

A length valna duljina za 915MHz iznosi 82 mm. Vodič za Sparkfun.com predlaže korištenje 78 mm. Razumijem da antenska tehnika kaže da kada se antena nalazi unutar ½ valne duljine zemlje, vaša će se antena ponašati kao da je ~ 5% dulja nego što jest. Što se tiče 915Mhz to bi bilo manje od stope i obično radite s ovom jedinicom mnogo više od tla, odbacujem ovu duljinu od 78 mm. Međutim, postoje i drugi čimbenici koji bi mogli uzrokovati slične učinke za koje se smatra da je pametno koristiti valnu duljinu manju od točno ¼. Ja sam napravio kompromis i prerezao sam antenske žice na ukupno 80 mm (uključujući dio koji prolazi kroz PCB). S odgovarajućom ispitnom opremom mogli biste bolje optimizirati duljinu antene za svoju jedinicu, ali očekivao bih samo manja poboljšanja.

Nakon prilagodbi dobio sam maksimalni domet od 250 m s nekim preprekama. Iznad, recimo, 150 m, orijentacija i položaj antene postajali su sve važniji.

Kad sam koristio potpunu konfiguraciju antene tipa dipol (vertikalni aktivni element od 80 mm nasuprot dolje usmjerenog elementa uzemljenja od 80 mm) za jednu jedinicu, dobio sam, uz pokušaj i pogrešku, do 400 metara s nekoliko stabala i kućom između, i čvrstu dvosmjernu vezu na ½ te udaljenosti, bez obzira na položaj ili orijentaciju udaljenih jedinica.

Korak 4: Pripremite okvir projekta

Konstrukcija ovog projekta pomoću male kutije prilično je izazovna. Imam iskustvo u izgradnji mnogih prilagođenih elektroničkih uređaja za kućne, industrijske i zrakoplovne projekte. Početnici bi radije mogli koristiti veću kutiju za kontejnere, što znatno olakšava gradnju. Uostalom, to je užitak koji tražimo, a ne frustracija. BTW, možda ćete primijetiti manje razlike na fotografijama jedinica koje sam izgradio.

Očistite veći dio unutrašnjosti kutije. Dlijetom ili X-acto nožem odrežite dva rebra s desne i jedno s lijeve strane. (pogledajte fotografiju unutrašnjosti kutije prije i poslije)

Zagrijte kraj X-acto ili noža za rezanje (oko 15 sekundi pomoću upaljača) i odrežite jedan veliki stup unutar kućišta, a druga dva spustite na otprilike 1/8 inča. Nakon što sam postavio prekidač, otopio sam ta dva stupa dovoljno da prekidač ostane na mjestu.

Koristio sam maskirnu traku na kutiji za označavanje mjesta rupa. Pogledajte fotografije iznad.

Kako bi bušenje rupa ostalo na oznaci, prvo sam označio mjesta točkom strelice, zatim izbušio sva mjesta 1/16 bitom, a zatim na kraju izbušio svaku rupu do željene veličine.

Izbušite rupe za gumbe, audio i LED diode u kućištu. Dvije rupe za glavne LED diode na vrhu su 13/64”(5 mm) i udaljene su 10 mm od ruba. Rupe za zvuk (zvučni signal) i dodatnu LED lampicu "Uključeno" su 1/8 "(3 mm). Nalaze se 10 mm od vrha. Mala LED dioda je 7 mm sa strane. Audio rupa centrirana je jedna na drugu. Rupe za gumbe sa strane su 9/16”(3,5 mm). Jedan gumb je 10 mm od vrha, drugi 20 mm. Unutrašnjost rupa za gumbe zakosio sam ručno, svrdlom od 1/4”, kako bih osigurao da se gumbi ne zaglave pri pritisku.

Ako koristite phono utičnicu za vanjske slušalice ili zvučnik, morate otvoriti već postojeću rupu na dnu na 15/64”. Ovdje je materijal prilično gust i jednostavno pokušaj izbušenja rezultiralo bi rupom preblizu ruba. Dakle, prvo izbušite rupu 1/16, s središtem otprilike 16 cm od ruba postojeće rupe. Zatim povećajte tu rupu s bitom 7/16”. Oštrim malim sječivom (~ Xacto) izrežite materijal tako da dvije susjedne rupe budu otprilike jedna. Upotrijebite Dremel spiralnu rašpicu ili turpiju za rep štakora tako da rupe tvore okruglu rupu u koju će se svrdlo lako usredsrediti. Otvor bi u ovom trenutku trebao biti gotovo 15/64. (U ovom trenutku postoji fotografija rupe) Sada je izbušite bušilicom 15/64”. Ne bi bilo 'Strašno' ako upotrijebite ¼ bit.

Korak 5: Priključivanje perifernih I/O komponenti

Budite sigurni da prilikom lemljenja unutar okvira kućišta ne dopuštate nenamjeran dodir bilo kojeg dijela glačala i tako rastopite dio kutije, osobito uz njezin vanjski rub.

Gumbi

Zalijepite gumbe s malom količinom ljepila dok ih postavljate. Vruće ljepilo je u redu, tanko ljepilo (poput super ljepila) moglo bi se probiti u gumb što ga čini neoperativnim. Imajte na umu da sam uklonio jednu nogu sa svakog od gumba (suvišni, na koje se nisam spajao); savio ih tako da nisu previše stršili; i spojio dva donja pina između gumba. Gumbi su smješteni tako da su unutarnje povezane noge vodoravno jedna nasuprot drugoj.

Savijte vodilice LED diode za uključivanje/isključivanje od 3 mm tako da se može spojiti preko Btn1, a katoda joj ide prema zemlji. Ovo je možda najteže pitanje montaže.

Označite stranu LED dioda pored crvene anode. Izrežite dvije anode (izvana) do otprilike ¼ inča. orijentirajte ih označenim (crvenim) vodstvom prema gore. Ostavite središnji vod dugo, kasnije se savijaju kako bi se spojili na uzemljenu stranu gumba. Pogledajte fotografije.

Pričvrstite otpornike.

Nemojte jednostavno koristiti otpornike vrijednosti koje sam učinio za LED diode. LED diode sam kupio prije više od godinu dana, ne baš one gore navedene. Budući da učinkovitost LED dioda uvelike varira, provjerite vrijednosti otpornika za uporabu sa LED diodama koje imate u ruci. Odaberite otpornike za željenu svjetlinu s pogonskim naponom od 3 do 3,3 volta (poželjno 3,2 V). Za testni opskrbni napon mogli biste koristiti dvije baterije od 1.5V u seriji ili visoki digitalni izlaz iz Arduino čipa s 3.3v napajanjem. Provjerite da li dobivate dobru pravu žutu boju dok vozite i crvene i zelene elemente. Obrežite i lemite otpornike na LED diode slično kao što se vidi na fotografijama.

Na jednoj sam jedinici koristio štapić od sladoleda kao razmaknicu oko dvije glavne LED diode tako da nisu toliko stršale. Ovo je isključivo osobna sklonost. To ima negativnu nuspojavu smanjenja efektivne svjetline / kuta gledanja ovih LED dioda.

Stavite malo ljepila uz vanjski rub zujalice i zalijepite ga između glavnih LED dioda (+ desno). Podesite njegov položaj tako da se poravna s rupom u kućištu prije nego što se učvrsti na mjestu.

Prekidač za uključivanje/isključivanje drži se na mjestu topljenjem stupova montažnih rupa. Za to sam upotrijebio zagrijani vrh za mali odvijač.

Matica fono utičnice se ne pričvršćuje pa upotrijebite vruće ljepilo na suprotnom kraju da biste je učvrstili.

Spojite masu duž gumba i LED dioda.

Pripremite plus i minus olovo (~ 24ga. Čvrsto) čekićem obrezanih krajeva tako da budu dvostruko široki nego što su debeli. Njihovi krajevi trebali bi lako ući u priključak za bateriju, ali čvrsto. Naravno, ako imate ili možete pronaći kabel za povezivanje koji je namijenjen za spajanje s baterijom, svakako ga upotrijebite.

Ožičite prekidač za uključivanje/isključivanje, fono utičnicu, zujalicu i žice za napajanje. Pogledajte raniji dijagram ožičenja.

Imam mali kondenzator preko fono veza. To se može izostaviti jer je prekinuto. Njegova je svrha spriječiti nisku razinu šuma u izlazu.

Nakon što su gumbi (kao i prekidač za uključivanje/isključivanje i fono utičnica) potpuno ožičeni i lemljeni, vruće ih zalijepite na mjesto tako da se neće pomaknuti ni nakon opsežne uporabe.

Korak 6: Konačna potpuna montaža

Vrijeme je za povezivanje u MCU-radio podsustav u kućište s U/I uređajima.

Povežite MCU-Radio podsustav.

Obrežite žice prema potrebi, ostavljajući u njima dovoljno prostora za igru, tako da sklop podsustava može biti dovoljno smetnji da dopušta lemljenje drugih krajeva žica.

Priključite žice na glavnu LED diodu na ispravnu crvenu/zelenu, a posebno ispravite odnos lijevo/desno. LED diode okreću se s lijeva na desno dok gledate u kućište kako držite i koristite komunikator. (osim ako ne namjeravate koristiti jedinice sa suprotnom stranom okrenutom prema vama, kao što bi ljevoruka osoba mogla učiniti).

Premjestite MCU-Radio podsustav na mjesto i pritisnite ga prema dolje, presavijajući žice prema potrebi u kućište; provjeravajući da nema kratkih hlača. Ako je potrebno, ispod nje stavite komad električne trake.

Ovu jedinicu možete reprogramirati dok je sastavljena, kao što se vidi u sljedećem odjeljku, s privremeno priključenim FDDI -jem putem kratkog kabela. Budite sigurni da je razina Vcc s USB kabela za preuzimanje 3,3 V, a ne 5 V!

Priključite bateriju, gurnite je natrag i isprobajte, s obzirom da ste u nju već preuzeli softver. Pazite da baterija ne pritisne gumb za resetiranje MCU ploče.

BTW, baterija od 300 mAh trebala bi trajati oko 12 sati rada, prije nego što ju je potrebno napuniti.

Korak 7: Značajke i rad softvera i uređaja

Drugi veliki dio ovog projekta, o kojem ovisi njegov rad, je programiranje softvera. Ali sve sam to riješio pa ne morate.

Upute za preuzimanje skice na Pro mini Arduino možete lako pronaći na drugom mjestu. Postavite svoj Arduino IDE za ispravan uređaj i radnu frekvenciju, inače ćete dobiti loš zvuk i možda loše ponašanje. Obavezno koristite USB-TTL pretvarač s 3,3 V (ne 5 V) Jedinicu je potrebno isključiti. Možete vidjeti da sam stavio zaglavlje pod pravim kutom na kraj kabela za preuzimanje, a zatim ga umetnuo u povezane rupe na MCU ploči i pustio jedinicu da visi s nje, održavajući dovoljno dobru, ali privremenu vezu.

Također morate instalirati knjižnicu za RMF69; pogledajte "Instaliranje knjižnice RFM69" dolje na ovoj stranici.

Uredite na odgovarajući način (pogledajte donji segment koda), sastavite i preuzmite priloženu skicu Two_bit_Comm.

// !!!! Adrese za ovaj čvor. Obrnite ID -ove ZA DRUGI ČVOR !!!!

#define MYNODEID 1 // ID mog čvora (0 do 255) #define TONODEID 2 // ID odredišnog čvora (0 do 254, 255 = emitiranje)

Softver iskorištava 'H' verziju radio -modula velike snage, u početku koristeći srednju snagu, a zatim ne može dobiti potvrdu natrag s maksimalnom snagom. Ne znam, ali očekivao bih da ova operacija neće predstavljati problem ako se koristi verzija radija ne velike snage.

Operativna dokumentacija

Inicijalizacija, pri uključivanju:

Kad se jedinica ponovno pokrene, ona inicijalizira sav svoj hardver i softver i šalje postavke načina i mogućnosti drugoj jedinici, održavajući ih sinkroniziranima. Čuje se jedan kratki zvučni signal, a zatim ako ova početna komunikacija uspije, slijedi još jedan zvučni signal i pali se zeleno svjetlo. Ako u ovom trenutku komunikacija ne uspije, nema drugog zvučnog signala i svijetli crveno svjetlo. Ako komunikacija ne uspije, vjerojatno je druga jedinica izvan dometa, isključena ili bez baterije. Više pokušaja i povećanje maksimalne prijenosne snage pokušava se prije prihvaćanja kvara.

Način rada 1-10-20 Tip Comm

• Zdravo
• Potrebna pomoć
• POMOZITE!
• Gotovo? Spremni za polazak?
• Gdje si ?
• Nazovi me.
• Molim te ponovi

Također su definirane odgovarajuće konvencije odgovora. Uključujući odgovore "Vrsta područja" i "Vrsta odjeljka" na "Gdje ste?" zahtjevi.

Treba napomenuti da morate biti strpljivi kada jedinica prikazuje odgovor jer će pritisci gumba tijekom tog vremena biti zanemareni.

Način 2 - dopušta oblik komunikacije Morseovim kodom

Podržani su stil s jednim ključem i stil s dva ključa.

Priloženi dokument "Two_bit_Comm_user_Manual" obuhvaća sve pojedinosti o funkcionalnim operacijama koje softver podržava.