ارتباطات کد سیگنال (RFM69): 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

این مخابرات رادیویی "دو بیتی" (دیجیتالی) وسیله ای برای سیگنال دهی به یکدیگر (در مورد مکان آنها (در صورت انجام …) هنگام خرید در انتهای مخالف یک فروشگاه بزرگ است. حتی در جایی که تلفن های همراه هیچگونه سرویس یا شارژ باتری ندارند.

ماژول های رادیویی RFM69 915 مگاهرتز استفاده می شود. این رادیوها بسیار کارآمد و کم مصرف هستند و از ارتباطات دیجیتالی بسته ای استفاده می کنند. آنها می توانند بیش از 100 متر را با استفاده از توان کم ، تنها در 10 ثانیه میلی آمپر ، و به اندازه 1/2 کیلومتر یا حتی 1/2 مایل با استفاده از حدود 120 متر مکعب ارتباط برقرار کنند.

ماژولهای رادیویی RFM69 در فواصل بیشتر بسیار کارآمدتر و م effectiveثرتر از NRF24L01 یا RFM12 هستند.

برای اتصالات حتی دورتر و قابل اعتمادتر ، این پروژه می تواند به خوبی از ماژول های رادیویی LoRa استفاده شود. چند دستگاه LoRa (مانند RFM95) وجود دارد که اندازه و رابط مشابهی دارند. اما هزینه آنها بسیار بیشتر است ، که برای من بی دلیل بود.

واحدها مجموعه ای از کدهای پرسش و پاسخ به سبک 10-20 (محل؟) را پشتیبانی می کنند (به ویکی/ده کد https://fa.wikipedia.org/wiki/Ten-code مراجعه کنید) ؛ و همچنین کد مورس اختیاری. واحدها از هیچ گونه ارتباط صوتی (آنالوگ) پشتیبانی نمی کنند.

آنها همچنین می توانند به عنوان صفحه نگار با 3 سطح درخواست توجه مورد استفاده قرار گیرند ، هنگامی که فردی در حال بهبودی یا کار در زیر خانه است.

فراتر از آن ، آنها می توانند بسیار سرگرم کننده باشند ، مخصوصاً برای بچه ها یا دانش آموزان.

مرحله 1: اجزاء را جمع آوری کنید

از آنجا که ماژول رادیویی نمی تواند منبع تغذیه 5 ولتاژ یا سیگنال را کنترل کند ، باید از MCU های 3.3 ولت استفاده کنید. همچنین توجه داشته باشید که من از نسخه قدرتمند ماژول های رادیویی "H" استفاده می کنم.

این لیست برای ساخت 2 واحد است.

• تعداد 2 Pro Mini 3.3v Arduino MCU
• تعداد 2 ماژول RFM-69HCW 915 مگاهرتز
• تعداد 2 مورد (قرار بود محفظه باتری باشد)
• تعداد 2 باتری Li-ion 3.7v 200+mah https://www.ebay.com/itm/311682151405 (7x20x30mm ، size حداکثر اندازه قابل استفاده 9x24x36mm)
• تعداد 4 چراغ قرمز رنگ سبز 5 میلی متری دو رنگ https://www.ebay.com/itm//112318970450 (سیم کشی و ولتاژ خرابی مهم است)
• تعداد 4 کلید 6x6x7.5mm دکمه
• تعداد 2 وزوز فعال Piezo
• تعداد 2 مقاومت هر… 270 Olm ، 1.5kOlm ، k 5k
• تعداد 2 کلاه یکپارچه 0.1 uf

اختیاری

• تعداد 2 LED 3 میلی متری سفید (یا آبی)
• تعداد 2 جک فونو 3.5 میلی متری
• تعداد 2 خازن فیلتر قدرت 220 ولت
• بستنی چوبی

سایر لوازم مورد نیاز شما

سیم 30ga جامد https://www.ebay.com/itm/142255037176 ،

سیم 26ga جامد یا 24ga رشته ، برای خاک و +V

سیم جامد 22ga ، برای آنتن

متفرقه: لوازم لحیم کاری ، نوار ، چسب داغ ، ابزار نمونه سازی.

مبدل USB به TTL

سخت افزار گزینه:

یک جک استریو برای اتصال یک قطعه گوش ، برای اطمینان از اینکه ارتباطات ورودی را از دست ندهید. همچنین یک آمپر بلندگوی قابل حمل می تواند به آن متصل شود.

LED سفید کوچک (3 میلی متری) اختیاری است. آن را اضافه کردم تا به عنوان یک شاخص روشن عمل کند. افزودن آن بسیار ساده بود زیرا آن را روی Btn1 سیم کشی کردم که مقداری جریان درایو از یک مقاومت داخلی (37 هزار پوند) به آن داده می شود. با چنین درایو کمی ، این LED باید یک LED با کارایی بالا باشد. چراغ سبز یا آبی ممکن است استفاده شود اما زرد یا قرمز نیست زیرا افت ولتاژ آنها بسیار کم است و باعث می شود دکمه فشار داده شود. من از سبز استفاده نمی کنم زیرا این رنگ در غیر این صورت برای علامت دهی اطلاعات استفاده می شود.

جک فونو نیز ممکن است حذف شود. این دستگاه سر و صدای زیادی ایجاد نمی کند ، اما اگر نگران جلب توجه دیگران هستید ، گزینه استفاده از گوشی را ارائه می دهد. متناوباً یک قطعه نوار چسب نواری روی سوراخ برای صدا م effectiveثر است.

برای اینکه همه اندازه گیری ها آسان و دقیق باشد ، من این کولیس ارزان را بسیار دوست دارم.

مرحله 2: زیر سیستم MCU-radio را بسازید

سیمهای کوتاه را به پینهای MCU وصل کنید: 10 ، 11 ، 12 ، 13 ؛ یک سیم با طول متوسط به pin2.

طول (4-5 اینچ) را به پین های ورودی/خروجی MCU اضافه کنید (پین: 3-9). من از 30 گیگابایت AWG و رنگهای مختلف برای انواع جانبی استفاده کردم. این سیم با قطر کوچک قادر به مدیریت سیگنالهای کمتر از 100 میلی آمپر است ، اما به اندازه کافی کوچک و قابل انعطاف است (و بسیار توصیه می شود) برای سهولت مونتاژ.

همچنین زمین و سیم Vcc را وصل کنید (من از 26ga استفاده کردم ، آنها رنگ آبی در عکس ها هستند). این سیمها جریان بیشتری را حمل می کنند ، بنابراین از یک سنج بزرگ برای کاهش افت ولتاژ (و تابش سیگنال نویز احتمالی) استفاده کنید.

MCU را با برد RFM-69 وصل کنید. همه سیمها بجز سیمهای بلند به سمت آن می روند.

برد رادیو را روی برد MCU تا کنید. نباید بین تخته ها شورت وجود داشته باشد. اگر به نظر می رسد یک پتانسیل واقعی برای یک کوتاه وجود دارد ، از یک تکه نوار یا ورق پلاستیکی استفاده کنید.

همانطور که در عکس دیده می شود سیم آنتن (22-24ga. 80mm) را به برد رادیو اضافه کنید.

مرحله 3: آزمایش توسعه

برای اجرای این واحدها می توانید از این بخش صرف نظر کنید. برای کسانی که علاقه مند هستند ، این اطلاعات کمی بیشتر در مورد نحوه رسیدن به آنجا ارائه می دهد.

طول موج A برای 915 مگاهرتز 82 میلی متر است. آموزش Sparkfun.com استفاده از 78 میلی متر را پیشنهاد می کند. من درک می کنم که فناوری آنتن می گوید وقتی آنتن در طول ½ موج زمین قرار داشته باشد ، آنتن شما 5 ~ بیشتر از آنچه که هست عمل می کند. در مورد 915 مگاهرتز که کمتر از یک فوت خواهد بود و به طور معمول شما این واحد را از سطح زمین بسیار بالاتر از آن کار می کنید ، من این طول 78 میلی متری را رد می کنم. با این حال ، عوامل دیگری نیز وجود دارد که می تواند اثرات مشابهی را ایجاد کند و استفاده از کمتر از طول موج دقیق را عاقلانه می داند. من به خطر افتاده ام و سیم های آنتن خود را به کل 80 میلی متر (از جمله قسمتی که از PCB عبور می کند) قطع کرده ام. با تجهیزات آزمایش مناسب می توانید طول آنتن خود را برای واحد خود بهتر کنید ، اما من انتظار بهبودهای جزئی را دارم.

پس از تنظیمات ، محدوده حداکثر 250 متر را با برخی موانع دریافت کردم. فراتر از 150 متر جهت و موقعیت آنتن اهمیت بیشتری یافت.

هنگامی که من از پیکربندی آنتن نوع دوقطبی کامل (یک عنصر فعال عمودی 80 میلی متری در مقابل عنصر سیم زمینی 80 میلی متری به سمت پایین) برای یک واحد استفاده کردم ، با موقعیت یابی آزمایش و خطا ، تا ارتفاع 400 متری با چندین درخت و خانه ای در میان ، و کام دو طرفه در ½ آن فاصله صرف نظر از موقعیت یا جهت واحدهای راه دور.

مرحله 4: جعبه پروژه را آماده کنید

ساخت این پروژه با استفاده از یک جعبه کوچک بسیار چالش برانگیز است. من تجربه ساخت بسیاری از ابزارهای الکترونیکی سفارشی برای پروژه های خانگی ، صنعتی و هوافضا را دارم. مبتدی ترجیح می دهد از یک جعبه ظرف بزرگتر استفاده کند و ساخت و ساز را بسیار ساده تر کند. از این گذشته ، لذت ما به دنبال آن هستیم ، نه ناامیدی. BTW ، ممکن است تفاوتهای جزئی در عکسهای واحدهایی که من ساخته ام مشاهده کنید.

قسمت اعظم داخل جعبه را تمیز کنید. از چاقو یا چاقوی X-acto برای بریدن دو دنده در سمت راست و یکی در سمت چپ استفاده کنید. (عکس داخل جعبه قبل و بعد را ببینید)

انتهای چاقوی X-acto یا چاقو را گرم کنید (به مدت 15 ثانیه با استفاده از فندک) و یک پایه بزرگ داخل قاب را برش دهید و دو عدد دیگر را به حدود 1/8 اینچ کاهش دهید. هنگامی که سوئیچ را نصب کردم ، آن دو پایه را آنقدر ذوب کردم که سوئیچ را در جای خود نگه دارد.

من از نوار پوششی روی جعبه برای علامت گذاری محل سوراخ ها استفاده کردم. عکسهای بالا را ببینید.

به منظور حفظ حفره ها روی علامت ، من ابتدا نقاط را با نقطه دارت علامت گذاری کردم ، سپس همه نقاط را با بیت 1/16 سوراخ کردم ، سپس در نهایت هر سوراخ را به اندازه دلخواه خود حفر کردم.

سوراخ های دکمه ها ، صدا و LED های قاب را سوراخ کنید. دو سوراخ برای LED های اصلی ، در بالا ، 13/64 اینچ (5 میلی متر) و 10 میلی متر از لبه آن است. سوراخ های صدا (بیپ-زنگ) و چراغ اختیاری "روشن" 1/8 اینچ (3 میلی متر) است. آنها از بالا 10 میلی متر فاصله دارند. چراغ کوچک 7 میلی متر از طرف است. سوراخ صدا در مرکز به پهلو متمرکز شده است. سوراخ های دکمه ها ، در طرف ، 9/16 اینچ (3.5 میلی متر) است. یک دکمه از بالا 10 میلی متر است ، دکمه دیگر 20 میلی متر است. من داخل سوراخ های دکمه را با دست ، با یک مته 1/4 اینچی ، به منظور ایجاد اطمینان از گیر نکردن دکمه ها در هنگام فشردن ، خم کردم.

اگر از جک فونو برای هدفون یا بلندگوی خارجی استفاده می کنید ، باید سوراخ موجود در پایین را تا 15/64 باز کنید. مواد در اینجا نسبتاً ضخیم هستند و به سادگی حفاری آن باعث ایجاد یک سوراخ بسیار نزدیک به لبه می شود. بنابراین ، ابتدا یک سوراخ 1/16 ، با مرکز آن در فاصله یک اینچ 16 اینچی از لبه سوراخ موجود ایجاد کنید. سپس آن سوراخ را با یک بیت 7/16 اینچی بزرگ کنید. با یک تیغه کوچک تیز (~ Xacto) مواد را برش دهید به طوری که دو سوراخ مجاور تقریباً یکی باشند. از یک حلقه مارپیچی Dremel یا یک دم موش استفاده کنید تا سوراخ ها یک حفره گرد ایجاد کنند ، که مته به راحتی در آن قرار می گیرد. سوراخ در این نقطه تقریباً باید 64/15 باشد. (در این مرحله عکسی از سوراخ وجود دارد) اکنون آن را با بیت 15/64 اینچ سوراخ کنید. اگر از بیت use استفاده کنید "وحشتناک" نخواهد بود.

مرحله 5: اتصال قطعات ورودی/خروجی محیطی

هنگام لحیم کاری در محدوده محفظه اطمینان حاصل کنید که به طور ناخواسته اجازه ندهید قسمتی از آهن تماس پیدا کند و در نتیجه بخشی از جعبه را ذوب کند ، به ویژه در امتداد لبه بیرونی آن.

دکمه ها

هنگام قرار دادن دکمه ها ، آنها را با مقدار کمی چسب محکم کنید. چسب حرارتی خوب است ، چسب نازک (مانند چسب فوق العاده) ممکن است به دکمه راه پیدا کرده و آن را غیرفعال کند. توجه داشته باشید که من یک پا را روی هر یک از دکمه ها برداشته بودم (آنهایی که زائد بودند ، به آنها وصل نمی شدم). آنها را خم کنید تا بیش از حد بیرون نیایند. و دو پین پایین را بین دکمه ها وصل کنید. دکمه ها به گونه ای قرار گرفته اند که پایه های متصل داخلی به صورت افقی در مقابل یکدیگر قرار دارند.

سرهای LED "روشن/خاموش" 3 میلی متری را خم کنید تا بتوان آن را در Btn1 متصل کرد ، کاتد آن به طرف زمین می رود. این شاید پیچیده ترین مسئله مونتاژ باشد.

کنار LED ها را در کنار آند قرمز علامت بزنید. دو آند (خارج) را تا حدود ¼ اینچ برش دهید. آنها را با هدایت مشخص شده (قرمز) جهت دهید. سرپیچ مرکزی را به مدت طولانی رها کنید ، بعداً خم می شوند تا به سمت زمین دکمه ها متصل شوند. رجوع به عکس شود.

مقاومت ها را وصل کنید.

به سادگی از مقاومتهای مقداری که برای LED ها انجام دادم استفاده نکنید. من LED ها را بیش از یک سال پیش خریدم ، نه دقیقاً همانهایی که در بالا ذکر شده است. از آنجا که کارایی LED بسیار متفاوت است ، مقادیر مقاومت را برای استفاده با LED های دستی آزمایش کنید. مقاومتهایی را برای روشنایی موردنظر با ولتاژ درایو 3 تا 3.3 ولت انتخاب کنید (ترجیحاً 3.2 ولت). برای آزمایش ولتاژ منبع تغذیه می توانید از دو باتری 1.5 ولت به صورت سری یا خروجی دیجیتالی بالا از تراشه آردوینو 3.3 ولت استفاده کنید. هنگام رانندگی با دو عنصر قرمز و سبز ، مطمئن شوید که یک زرد واقعی خوب دریافت کرده اید. همانطور که در عکس ها مشاهده می شود ، مقاومت ها را به LED ها بچسبانید و لحیم کنید.

در یک واحد ، من از یک چوب Popsicle به عنوان یک فاصله دهنده در اطراف دو LED اصلی استفاده کردم به طوری که آنها خیلی بیرون نچسبید. این کاملاً یک ترجیح شخصی است. این امر باعث کاهش روشنایی / زاویه دید م theseثر این LED ها می شود.

مقداری چسب در امتداد لبه بیرونی زنگ قرار دهید و آن را بین LED های اصلی (+ سمت راست) بچسبانید. موقعیت آن را طوری تنظیم کنید که قبل از ثابت شدن در محل ، با سوراخ داخل بدنه هم راستا شود.

سوئیچ روشن/خاموش با ذوب شدن پایه های سوراخ نصب در جای خود نگه داشته می شود. من برای این کار از نوک گرم شده به یک پیچ گوشتی کوچک استفاده کردم.

مهره فونو جک متصل نمی شود ، بنابراین از چسب حرارتی ، در انتهای مخالف برای محکم کردن آن استفاده کنید.

زمین را در امتداد دکمه ها و LED ها متصل کنید.

سرب مثبت و منفی (ga 24 گرم. جامد) را با چکش زدن انتهای بریده شده آماده کنید تا عرض آنها دو برابر ضخامت آنها باشد. سپس انتهای آنها باید به راحتی اما محکم وارد اتصال باتری شود. البته اگر کابل اتصال دارید یا می توانید آن را پیدا کنید که می خواهد با باتری شما جفت شود ، حتماً از آن استفاده کنید.

کلید روشن/خاموش ، جک فونو ، زنگ و سیم های برق را وصل کنید. به نمودار سیم کشی قبلی مراجعه کنید.

من یک خازن کوچک در سراسر اتصالات phono دارم. این می تواند کنار گذاشته شود ، زیرا در حالت تنگ قرار می گیرد. هدف آن جلوگیری از صدای کم در خروجی است.

بعد از این که دکمه ها (و همچنین کلید روشن/خاموش و جک فونو) کاملاً وصل و لحیم شدند ، آنها را با چسب داغ در محل خود بچسبانید تا حتی پس از استفاده زیاد تکان نخورد.

مرحله 6: مونتاژ کامل نهایی

وقت آن است که در زیر سیستم MCU-radio به کیس با دستگاه های ورودی/خروجی متصل شوید.

زیر سیستم MCU-Radio را وصل کنید.

سیمها را در صورت نیاز کوتاه کنید و فقط مقدار کافی بازی در آنها باقی بماند تا مجموعه زیرسیستم به اندازه کافی از راه خارج شود و بتوان لحیم دیگر سرهای سیم را لحیم کرد.

مطمئن شوید که سیمها را به LED اصلی به رنگهای قرمز/سبز وصل کرده اید و مخصوصاً رابطه چپ/راست را درست کنید. چراغ های LED به صورت معکوس از چپ به راست هنگام نگاه کردن به داخل کیس در مورد نحوه نگه داشتن و استفاده از رابط استفاده می شوند. (مگر اینکه قصد دارید از واحدهای طرف مقابل خود استفاده کنید ، همانطور که ممکن است شخص چپ دست اهمیت دهد).

زیر سیستم MCU-Radio را در جای خود قرار دهید و آن را به سمت پایین فشار دهید ، در صورت نیاز سیم ها را تا کنید ، به داخل قاب. بررسی کنید که آیا هیچ شورت ساخته نشده است. در صورت نیاز یک تکه نوار برقی زیر آن قرار دهید.

می توانید این واحد را در حالت مونتاژ مجدد برنامه ریزی کنید ، همانطور که در قسمت بعدی مشاهده می کنید ، با FDDI موقت متصل از طریق کابل کوتاه. مطمئن شوید که سطح Vcc از کابل بارگیری USB 3.3v است ، نه 5v!

باتری را وصل کنید ، پشت آن را بچرخانید و آزمایش کنید ، زیرا قبلاً نرم افزاری را در آن بارگیری کرده اید. مراقب باشید که باتری روی دکمه تنظیم مجدد برد MCU فشار ندهد.

BTW ، یک باتری 300 میلی آمپر باید حدود 12 ساعت کار کند ، قبل از نیاز به شارژ مجدد.

مرحله 7: ویژگی ها و عملکرد نرم افزار و دستگاه

بخش عمده دیگر این پروژه ، که عملکرد آن بستگی دارد ، برنامه نویسی نرم افزار است. اما من همه کارها را انجام داده ام ، بنابراین شما مجبور نیستید.

به راحتی می توانید دستورالعمل های بارگیری طرح را در Pro mini Arduino در جاهای دیگر پیدا کنید. Arduino IDE خود را برای دستگاه و فرکانس صحیح تنظیم کنید ، در غیر این صورت صدای بد و شاید رفتار نادرست دریافت خواهید کرد. مطمئن شوید که از مبدل USB-TTL با 3.3 ولت (نه 5 ولت) استفاده می کنید. واحد خود باید خاموش باشد. می توانید مشاهده کنید که من یک سربرگ با زاویه راست در انتهای کابل بارگیری قرار داده و سپس آن را در سوراخ های مربوط روی برد MCU وارد کرده و اجازه می دهم دستگاه از آن متصل شود و یک اتصال خوب و در عین حال موقت را حفظ کند.

همچنین باید کتابخانه را برای RMF69 نصب کنید. "نصب کتابخانه RFM69" را در پایین این صفحه ببینید.

به درستی ویرایش کنید (بخش کد را در زیر ببینید) ، طرح Two_bit_Comm پیوست را کامپایل و بارگیری کنید.

// !!!! آدرس های این گره شناسه های شماره دوم را معکوس کنید !!!!

#تعریف MYNODEID 1 // شناسه گره من (0 تا 255) #تعریف TONODEID 2 // شناسه گره مقصد (0 تا 254 ، 255 = پخش)

این نرم افزار با استفاده از نسخه قدرتمند H ماژول های رادیویی ، در ابتدا از یک قدرت متوسط استفاده می کند ، و سپس نمی تواند با حداکثر قدرت ، تأییدیه را پس بگیرد. من نمی دانم اما انتظار می رود اگر از نسخه غیر قدرتمند رادیوها استفاده شود این عملیات مشکلی ایجاد نمی کند.

مستندات عملیاتی

راه اندازی اولیه ، در Power-Up:

هنگامی که یک واحد راه اندازی مجدد می شود ، تمام سخت افزار و نرم افزار خود را راه اندازی می کند و تنظیمات Mode و Option خود را به واحد دیگر ارسال می کند و آنها را همگام نگه می دارد. یک بوق کوتاه وجود دارد و سپس اگر این ارتباط اولیه موفقیت آمیز باشد ، یک بیپ دیگر و یک چراغ سبز روشن می شود. اگر در این مرحله ارتباط قطع شود ، دیگر بوق وجود ندارد و چراغ قرمز روشن می شود. اگر ارتباط برقرار نشود ، احتمالاً واحد دیگر خارج از محدوده ، خاموش یا خالی از باتری است. تلاشهای متعدد و افزایش حداکثر توان انتقال قبل از پذیرش خرابی انجام می شود.

حالت 1-10-20 نوع Comm

• سلام
• به کمک نیاز دارید
• کمک!
• انجام شده ؟ آماده رفتن ؟
• شما کجا هستید ؟
• به من زنگ بزن
• لطفا تکرار کنید

قراردادهای مناسب پاسخ نیز تعریف شده است. از جمله پاسخ های "نوع منطقه" و "نوع بخش" به "کجایی؟" درخواست ها.

لازم به ذکر است که هنگام نمایش پاسخ ، صبور باشید ، زیرا فشار دکمه ها در آن مدت نادیده گرفته می شود.

حالت 2 - امکان ارتباط کد مورس را فراهم می کند

هر دو سبک تک کلید و دو کلید پشتیبانی می شوند.

سند پیوست "Two_bit_Comm_user_Manual" جزئیات کامل عملکرد عملکردی پشتیبانی شده توسط نرم افزار را پوشش می دهد.