Módulo RF: transmisor y receptor

¿Qué es el módulo de RF?

En general, el diseñador de sistemas inalámbricos tiene dos limitaciones primordiales: debe operar a una cierta distancia y transferir una cierta cantidad de información dentro de una velocidad de datos. Los módulos de RF son de dimensiones muy pequeñas y tienen un amplio rango de voltaje de funcionamiento, es decir, de 3 V a 12 V.

Básicamente, los módulos de RF son módulos transmisores y receptores de RF de 433 MHz. El transmisor no consume energía cuando transmite cero lógico mientras suprime completamente la frecuencia portadora, por lo que consume una energía significativamente baja en el funcionamiento con batería. Cuando se envía el uno lógico, la portadora está completamente encendida a aproximadamente 4.5mA con una fuente de alimentación de 3 voltios. Los datos se envían en serie desde el transmisor que recibe el receptor sintonizado. El transmisor y el receptor están debidamente conectados a dos microcontroladores para la transferencia de datos.

Características del módulo de RF:

• Frecuencia del receptor 433MHz
• Frecuencia típica del receptor 105Dbm
• Corriente de suministro del receptor 3.5mA
• Bajo consumo de energía
• Voltaje de funcionamiento del receptor 5v
• Rango de frecuencia del transmisor 433,92 MHz
• Voltaje de suministro del transmisor 3v ~ 6v
• Potencia de salida del transmisor 4v ~ 12v

Factores principales que afectan el rendimiento del módulo de RF :

En comparación con los otros dispositivos de radiofrecuencia, el rendimiento de un módulo de RF dependerá de varios factores, como al aumentar la potencia del transmisor, se obtendrá una gran distancia de comunicación. Sin embargo, esto dará como resultado un alto consumo de energía eléctrica en el dispositivo transmisor, lo que reduce la vida útil de los dispositivos alimentados por batería. Además, el uso de este dispositivo a una potencia de transmisión superior creará interferencias con otros dispositivos de RF.

4 aplicaciones:

• Sistemas de seguridad inalámbricos
• Sistemas de alarma de coche
• Controles remotos
• Informes de sensores
• Sistemas de automatización

3 módulos de RF

1. Transmisor y receptor de RF de 433 MHz:

En muchos proyectos, utilizamos módulos de RF para transmitir y recibir los datos porque tiene un mayor volumen de aplicaciones que el IR. Las señales de RF viajan en el transmisor y el receptor incluso cuando hay una obstrucción. Opera a una frecuencia específica de 433MHz.

El transmisor de RF recibe datos en serie y los transmite al receptor a través de una antena que está conectada al 4^thpin del transmisor. Cuando se aplica un 0 lógico al transmisor, no hay fuente de alimentación en el transmisor. Cuando se aplica la lógica 1 al transmisor, el transmisor está ENCENDIDO y hay una fuente de alimentación alta en el rango de 4.5mA con una fuente de voltaje de 3V.

Vídeo en transmisor y receptor de RF de 433 MHz:

Características del transmisor y receptor de RF:

1. Frecuencia del receptor: 433 MHz
2. Sensibilidad típica del receptor: 105Dbm
3. Fuente de corriente del receptor: 3,5 mA
4. Voltaje de funcionamiento del receptor: 5 V
5. Bajo consumo de energía
6. Rango de frecuencia del transmisor: 433,92 MHz
7. Voltaje de suministro del transmisor: 3 V ~ 6 V
8. Potencia de salida del transmisor: 4 ~ 12Dbm

Tiene muchas aplicaciones en diversas áreas como controles remotos de iluminación, RFID de largo alcance, sistemas de seguridad y alarma inalámbricos, etc.

Circuito transmisor de RF:

Circuito transmisor de RF

Circuito receptor de RF:

Circuito receptor de RF

2. Módulo XBee:

¿Qué es el módulo XBee?

Los módulos XBee son módulos de comunicación inalámbrica que se construyen según el estándar Zigbee. Utiliza el protocolo IEEE 802.15.4. Los estándares Zigbee son estándares con un rango entre Bluetooth y WIFI. Básicamente son módulos de RF. La tecnología inalámbrica puede ser un desafío sin la combinación adecuada de experiencia y recursos. XBee es una disposición de productos modulares que hacen que la implementación de la tecnología inalámbrica sea fácil y rentable. El módulo puede comunicarse hasta 100 pies en interiores o 300 pies en exteriores. Puede usarse como un reemplazo en serie o puede ponerlo en un modo de comando y configurarlo para una variedad de opciones de red de transmisión y malla. Los módulos XBee brindan conectividad inalámbrica a los dispositivos.

Los módulos de RF XBee y XBee-PRO son soluciones integradas que brindan conectividad inalámbrica de punto final a los sistemas. Los módulos XBee son para aplicaciones de rango extendido y están diseñados para aplicaciones de alto rendimiento que requieren baja latencia y tiempos de comunicación predecibles. Y son ideales para aplicaciones de bajo consumo y bajo costo.

El módulo XBee muy popular es 2.4GHz de Digi. Estos módulos permiten una comunicación básica y muy confiable entre microcontroladores, PC, sistemas y soporte de redes punto a punto y multipunto.

Características del módulo XBee:

• Transceptor de RF completo
• Cifrado de datos a bordo
• Evitación automática de colisiones
• Bajo consumo de corriente
• Amplio voltaje de funcionamiento 1,8-3,6 voltios
• Frecuencia de funcionamiento: 2,4-2,483 GHz
• Potencia de salida programable y alta sensibilidad.
• Velocidad de datos 1.2-500 kbps

El módulo transceptor proporciona un subsistema de RF completo que se puede utilizar para transmitir y recibir datos hasta a 500 Kbps desde cualquier fuente CMOS / TTL estándar. Se proporciona un amplio soporte de hardware para el manejo de paquetes, el almacenamiento en búfer de información, las transmisiones en ráfagas y la implicación de la calidad del enlace. La prevención automática de colisiones se proporciona además con funciones claras de evaluación de canales. Los módulos son ideales para aplicaciones que funcionan con baterías.

Cómo funciona el módulo XBee:

En el circuito de abajo, usamos dos módulos XBee de 2.4GHz transreceptores para dos computadoras. La interfaz de los módulos XBee se realiza a través del cambiador de nivel IC MAX232 como se muestra en la figura. Los módulos son alimentados por una fuente de alimentación de 3.3V regulada a bordo que cumple con el requisito de voltaje del dispositivo mediante el regulador de 3.3V que se alimenta después de recibir los 5V del regulador. Para llamar la atención de la computadora receptora sobre el mensaje recibido de la computadora remitente, se interconecta un sistema de pitidos de audio desde el pin del transmisor MAX232 debidamente invertido dos veces por un par de transistores Q1 y Q2 (BC547) a un 555 monoestable multi -vibrador a través de su pin2 de activación. Por lo tanto, mientras cualquier mensaje se recibe en el pin del transmisor del MAX232, también llega a la base del Q1, lo que resulta en la activación del temporizador de vibrador múltiple monoestable 555 para emitir desde el pin 3 un sonido de timbre.

De ahí que llame la atención del equipo receptor para responder al mensaje. R6, RV1, C10 forman la constante de tiempo del temporizador monoestable 555 durante la duración del sonido del zumbador cada vez que el emisor presiona una tecla del teclado. También tiene una disposición para cambiar la constante de tiempo variando el RV1 para adaptarse a la conveniencia del destinatario.

3. Módulo RF de 3 pines:

¿Cómo funciona el módulo de RF de 3 pines para enviar la información secreta?

Podemos conectar los módulos RF de 3 pines directamente al controlador sin necesidad de ningún codificador ni decodificador. El funcionamiento de los módulos transmisor y receptor de RF de 3 pines es el siguiente en el envío / transformación de la información secreta.

Funcionamiento del módulo transmisor de RF:

Desde el circuito, la fuente de alimentación + 5V se conecta a los 40 pines del microcontrolador, y la tierra se conecta al pin 20. Aquí, tenemos dos interruptores que están debidamente conectados al microcontrolador con una tensión de 5V y estos dos interruptores forman el comando de entrada al microcontrolador. También tenemos una pantalla LCD para mostrar los datos a transmitir. También tenemos una disposición para conectar un teclado de computadora para las partes positivas y negativas del reloj y el pin de datos que se conecta como una entrada al microcontrolador desde la salida del teclado y esos datos finalmente se muestran en la pantalla LCD. Tambien tenemos uno Transmisor de RF . Tiene un suministro VCC, GND. El pin de datos va al microcontrolador. El programa está escrito de tal manera que mediante la operación adecuada de este funcionamiento, primero activamos el teclado. Una vez que el teclado se activa presionando los botones, se puede realizar la entrada del teclado, que se muestra en la pantalla LCD. Si tiene que enviarse contra códigos que varían de 0 a 9, se mostrará en la pantalla LCD. Aquí cada pulsación avanza según el código de 0 a 9 y, finalmente, cuando pulsamos uno de los pulsadores para enviarlo, irá a un microcontrolador y luego al módulo transmisor de RF sobre una frecuencia de 433 MHz transmitida desde la antena.

Funcionamiento del módulo receptor de RF:

En el extremo del receptor, tenemos conexiones similares para la fuente de alimentación ya que el microcontrolador necesita + 5V. De manera similar al transmisor, escuche también que estamos usando dos botones con resistencias de extracción de 10k a través de un suministro de 5V para el módulo de RF. Estamos usando el pin 3.0 para conectar el pin de datos del módulo RF y los pines 1 y 2 del módulo RF se utilizan para GND y VCC.

También tenemos dos botones para la selección de código y para recibir los datos. Una vez que el módulo receptor recibe los datos, esos datos se demodulan y van al pin 10 del receptor del microcontrolador según el programa. Luego muestra el mensaje en la pantalla LCD.

Características:

• Frecuencia del receptor 433MHz
• Frecuencia típica del receptor 105Dbm
• Corriente de suministro del receptor 3.5mA
• Bajo consumo de energía
• Voltaje de funcionamiento del receptor 5v
• Rango de frecuencia del transmisor 433,92 MHz
• Voltaje de suministro del transmisor 3v ~ 6v
• Potencia de salida del transmisor 4v ~ 12v

2 Aplicaciones relacionadas con el módulo de RF

1. Vehículo robótico operado a distancia

Trabajando:

El robot es un vehículo en movimiento controlado a distancia por una unidad transmisora ​​y una unidad receptora para su momento. En esto, usamos un codificador HT12E que convierte datos de 4 bits en salida en serie. Como se explicó anteriormente, esto se alimenta al módulo de RF para transmitir el mismo para ser recibido por el receptor. La salida del módulo de RF se alimenta a HT12D, el decodificador en serie IC, cuya salida se alimenta al microcontrolador pin 1 a 4. El microcontrolador del extremo de transmisión está conectado a un conjunto de interruptores de botón a su puerto 3 del microcontrolador de 20 pin AT89C2051. Por lo tanto, mientras se presiona un botón en particular, el programa se ejecuta para entregar los datos correspondientes de 4 bits que luego se transmiten en serie en el puerto 1 como se explicó anteriormente. Los datos así recibidos en el extremo del receptor del puerto 1 del microcontrolador.

La luz láser es impulsada por el transistor Q1 desde la salida del pin 15 del microcontrolador, mientras que el vehículo robótico se maniobra a la ubicación operando el botón izquierdo, derecho, adelante y atrás, etc. después de que llega al sitio, el láser montado en él toma posición para lanzar el rayo operando el botón de acción específica.

2. Robótica sin diagrama de circuito de microcontrolador:

El pin 14 del codificador HT12E recibe una señal de lógica baja ya que las señales de datos funcionan con lógica negativa. El codificador convierte las señales paralelas a formato serie y las transfiere a través del transmisor de RF a una velocidad de 1 a 10 kbps. Las señales son decodificadas de nuevo a señales paralelas por el decodificador IC HT12D después de ser recibidas por el receptor. Las señales después de ser invertidas se aplican al controlador del motor IC, para impulsar el motor. Al variar la lógica aplicada a los pines 2, 7, 10 y 15, se pueden cambiar las direcciones del motor.