Kā saskarni rfm69hcw rf moduli savienot ar arduino bezvadu sakariem

Kad jūsu projektam tiek piešķirtas bezvadu iespējas, 433Mhz ASK hibrīdais raidītājs un uztvērējs ir izplatīta izvēle starp inženieriem, izstrādātājiem un hobijiem, jo ​​tā ir zemā cena, ērti lietojamās bibliotēkas un kopienas atbalsts. Mēs arī esam izveidojuši dažus projektus, piemēram, RF kontrolētu mājas automatizāciju un bezvadu durvju zvanu, izmantojot šo 433MHz RF moduli. Bet bieži vien ar ASK hibrīdo raidītāju un uztvērēju vienkārši nepietiek, tas ir maza diapazona un vienvirziena komunikācijas raksturs padara to nederīgu daudzām lietojumprogrammām

Lai atrisinātu šo pastāvīgo problēmu, HopeRF izstrādātāji izstrādāja jaunu foršu RF moduli ar nosaukumu RFM69HCW. Šajā apmācībā mēs uzzināsim par RFM69HCW RF moduli un tā priekšrocībām. Pirmkārt, mēs izgatavosim mājās gatavotu PCB RFM69HCW un pēc tam saskarnē RFM69HCW ar Arduino, lai pārbaudītu tā darbību, lai jūs to varētu izmantot izvēlētos projektos. Tātad, sāksim darbu.

RFM69HCW RF modulis

RFM69HCW ir lēts, viegli lietojams radio modulis, kas darbojas nelicencētā ISM (rūpniecības, zinātnes un medicīnas) joslā, līdzīgi kā nRF24L01 RF modulis, kuru mēs izmantojām iepriekšējos projektos. To var izmantot, lai sazinātos starp diviem moduļiem, vai arī to var konfigurēt kā tīkla tīklu, lai sazinātos starp simtiem moduļu, kas padara to par lielisku izvēli, lai izveidotu lētus maza darbības diapazona bezvadu tīklus sensoriem, ko izmanto mājas automatizācijā un citos datu iegūšanas projektos.

RFM69HCW iezīmes:

• +20 dBm - 100 mW jaudas izvades spēja
• Augsta jutība: līdz -120 dBm ar ātrumu 1,2 kbps
• Zema strāva: Rx = 16 mA, 100 nA reģistra saglabāšana
• Programmējamais menca: no -18 līdz +20 dBm 1dB pakāpēs
• Pastāvīga RF veiktspēja moduļa sprieguma diapazonā
• FSK, GFSK, MSK, GMSK un OOK modulācijas
• Iebūvētais bitu sinhronizators, kas veic pulksteņa atkopšanu
• 115 dB + dinamiskā diapazona RSSI
• Automātiska RF Sense ar īpaši ātru AFC
• Pakešdzinējs ar CRC-16, AES-128, 66 baitu FIFO Iebūvēts temperatūras sensors
• Augstas saites budžets
• Ļoti zemas izmaksas

RFM69HCW

Biežums

RFM69HCW ir paredzēts darbam ISM (rūpniecības, zinātnes un medicīnas) joslā - nelicencētu radiofrekvenču komplektā mazjaudas, maza darbības diapazona ierīcēm. Dažādās jomās ir likumīgas dažādas frekvences, tāpēc modulim ir daudz dažādu versiju 315 433 868 un 915 MHz. Visi galvenie RF komunikācijas parametri ir programmējami, un lielāko daļu no tiem var dinamiski iestatīt, kā arī RFM69HCW piedāvā programmējamo šaurjoslas un platjoslas sakaru režīmu unikālo priekšrocību.

Piezīme. Tā kā šī moduļa ieviešana mazā projektā ir salīdzinoši maza un tā ir maza darbības rādiusa, tas nebūs problēma, taču, ja jūs domājat par tā ražošanu, pārliecinieties, vai izmantojat pareizo frekvenci. Tava atrašanās vieta.

Diapazons

Lai labāk izprastu diapazonu, mums jārisina diezgan sarežģīta tēma, ko sauc par RF Link budžetu. Tātad, kāds ir šis saites budžets un kāpēc tas ir tik svarīgs? Saites budžets ir tāds pats kā jebkurš cits budžets, kaut kas jums ir sākumā un ko jūs laika gaitā iztērējat, ja jūsu budžets ir iztērēts, jūs nevarat tērēt vairāk.

Saites budžets ir saistīts arī ar saiti vai savienojumu starp sūtītāju un uztvērēju, to aizpilda sūtītāja pārraides jauda un uztvērēja jutība, un tas tiek aprēķināts decibelos vai dB, tas ir arī frekvence- atkarīgs. Saites budžetu atskaita visdažādākie šķēršļi un troksnis starp sūtītāju un uztvērēju, piemēram, attāluma kabeļi sien kokiem ēkas, ja saites budžets ir iztērēts, uztvērējs rada tikai nelielu troksni izejā un mēs nesaņemsim nevienu izmantojamu signālu. Saskaņā ar datu par RFM69HCW , tā ir saite budžets 140 dB, salīdzinot ar 105 dB ASK Hybrid raidītājs, bet ko tas nozīmē, ka šis ir būtiska atšķirība? Par laimi, mēs atrodamRadio Link budžeta kalkulatori tiešsaistē, tāpēc veiksim dažus aprēķinus, lai labāk izprastu tēmu. Pirmkārt, pieņemsim, ka starp sūtītāju un uztvērēju mums ir redzamības līnijas savienojums, un viss ir ideāli, jo mēs zinām, ka mūsu budžets RFM69HCW ir 140 dB, tāpēc pārbaudīsim lielāko teorētisko attālumu, kādu mēs varam sazināties, mēs visu iestatījām uz nulli un attālumu līdz 500KM, frekvence līdz 433MHz, un mēs saņemam horizontālo saņemto jaudu 139,2 dBm

Tagad es visu iestatīju uz nulli un attālumu līdz 9KM frekvencei uz 433MHz, un mēs saņemam horizontālu saņemto jaudu 104,3 dBm

Tātad, izmantojot iepriekš minēto salīdzinājumu, es domāju, ka mēs visi varam piekrist, ka RFM69 modulis ir daudz labāks nekā ASK Hybrid Transmitter un uztvērēja modulis.

Antenna

Uzmanību! Antenas pievienošana modulim ir obligāta, jo bez tā moduli var sabojāt paša atstarotā jauda.

Antenas izveide nav tik grūta, kā varētu izklausīties. Visvienkāršāko antenu var izgatavot tikai no vienpavediena 22SWG stieples. No frekvenci viļņa garums var aprēķināt ar formulu v / f , kur v ir ātrums pārraides un f ir (vidējais) pārraides frekvence. Gaisā v ir vienāds ar c , gaismas ātrumu, kas ir 299,792,458 m / s. Tādējādi viļņa garums 433 MHz joslai ir 299,792,458 / 433 000 000 = 34,54 cm. Puse no tā ir 17,27 cm, bet ceturtdaļa - 8,63 cm.

433 MHz joslā viļņa garums ir 299,792,458 / 433 000 000 = 69,24 cm. Puse no tā ir 34,62 cm, bet ceturtdaļa - 17,31 cm. Tātad no iepriekš minētās formulas mēs varam redzēt antenas stieples garuma aprēķināšanas procesu.

Jaudas prasība

RFM69HCW darba spriegums ir no 1,8 V līdz 3,6 V, un tas var pārraidīt līdz pat 130 mA strāvas. Zemāk tabulā mēs skaidri redzam moduļa enerģijas patēriņu dažādos apstākļos

Brīdinājums: Ja jūsu izvēlētais Arduino izmanto 5 V loģikas līmeņus, lai sazinātos ar perifērijas ierīces moduļa pievienošanu tieši Arduino, tas sabojās moduli

Simbols	Apraksts	Nosacījumi	Min	Typ	Maks	Vienība
IDDSL	Pašreizējā miega režīmā		-	0.1	1	uA
IDDIDLE	Pašreizējais gaidīšanas režīmā	RC oscilators ir iespējots	-	1.2	-	uA
IDDST	Strāva gaidīšanas režīmā	Iespējots kristāla oscilators	-	1.25	1.5	uA
IDDFS	pašreizējais sintezatorā režīmā		-	9	-	uA
IDDR	pašreizējais saņemšanas režīmā		-	16	-	uA
IDDT	Barošanas strāva raidīšanas režīmā ar atbilstošu atbilstību, stabila visā VDD diapazonā	RFOP = +20 dBm, PA_BOOST RFOP = +17 dBm, PA_BOOST RFOP = +13 dBm, uz RFIO tapas RFOP = +10 dBm, uz RFIO tapas RFOP = 0 dBm, uz RFIO tapas RFOP = -1 dBm, uz RFIO tapas	- - - - - -	130 95 45 33 20 16	- - - - - -	mA mA mA mA mAmA

Šajā apmācībā saziņai ar moduli izmantosim divus Arduino Nano un divus loģikas līmeņa pārveidotājus. Mēs izmantojam Arduino nano, jo iebūvētais iekšējais regulators var ļoti efektīvi pārvaldīt maksimālo strāvu. Zemāk esošajā aparatūras sadaļā Fritzing diagramma jums to paskaidros skaidrāk.

PIEZĪME. Ja jūsu barošanas avots nespēj nodrošināt maksimālo strāvu 130 mA, jūsu Arduino var atsāknēt vai sliktāk modulis var nedarboties pareizi, šajā situācijā situāciju var uzlabot lielas vērtības kondensators ar zemu ESR

RFM69 moduļa stiprinājumi un apraksts

Etiķete	Funkcija	Funkcija	Etiķete
ANT	RF signāla izeja / ieeja.	Jaudas zeme	GND
GND	Antenas zeme (tāda pati kā elektriskā zeme)	Digitālais I / O, konfigurēta programmatūra	DIO5
DIO3	Digitālais I / O, konfigurēta programmatūra	Atiestatīt sprūda ievadi	RST
DIO4	Digitālais I / O, konfigurēta programmatūra	SPI mikroshēmas atlases ievade	NSS
3.3V	3,3 V barošana (vismaz 130 mA)	SPI pulksteņa ievade	SCK
DIO0	Digitālais I / O, konfigurēta programmatūra	SPI datu ievade	MOSI
DIO1	Digitālais I / O, konfigurēta programmatūra	SPI datu izvade	MISO
DIO2	Digitālais I / O, konfigurēta programmatūra	Jaudas zeme	GND

Sagatavo Custom Development Board

Kad es nopirku moduli, tam netika piegādāta ar paneli saderīga izlaušanas dēlis, tāpēc mēs nolēmām to izveidot pats. Ja jums, iespējams, būs jādara tas pats, vienkārši veiciet darbības. Ņemiet vērā arī to, ka nav obligāti jāveic šīs darbības, jūs varat vienkārši lodēt vadus uz RF moduli un savienot tos ar paneli, un tas joprojām darbotos. Es sekoju šai procedūrai tikai tāpēc, lai iegūtu stabilu un izturīgu iestatījumu.

1. solis: Sagatavojiet RFM69HCW moduļa shēmas

3. solis: Sagatavojiet tam PCB, es sekoju šai mājās gatavotajai PCB apmācībai. Es uzdrukāju pēdu uz vara dēļa un nometu kodināšanas šķīdumā

4. solis: izpildiet gan dēļu procedūru, gan lodējiet moduli uz pēdas. Pēc lodēšanas abi mani moduļi izskatās šādi zemāk

No RFM69HCW RF moduļa pinout ir dots zemāk attēlā

Nepieciešamie materiāli

Šeit ir saraksts ar lietām, kas jums būs nepieciešamas, lai sazinātos ar moduli

• Divi RFM69HCW moduļi (ar atbilstošām frekvencēm):
  • 434 MHz (WRL-12823)
• Divi Arduino (es izmantoju Arduino NANO)
• Divi loģiskā līmeņa pārveidotāji
• Divi izlaušanās dēļi (es izmantoju pēc pasūtījuma izgatavotu izlaušanas dēli)
• Spiedpoga
• Četri LED
• Viens 4,7K rezistors četri 220Ohms rezistors
• Džemperu vadi
• Enameled vara stieple (22AWG), lai izveidotu antenu.
• Un visbeidzot lodēšana (ja jūs to jau neesat izdarījis)

Aparatūras savienojums

Šajā apmācībā mēs izmantojam Arduino nano, kas izmanto 5 voltu loģiku, bet RFM69HCW modulis izmanto 3,3 voltu loģikas līmeņus, kā jūs skaidri redzat iepriekš redzamajā tabulā, tāpēc, lai pareizi sazinātos starp divām ierīcēm, loģiskā līmeņa pārveidotājs ir obligāts, zemāk esošajā fritinga diagrammā mēs esam parādījuši, kā Arduino nano piesaistīt modulim RFM69.

Fritzing diagrammas sūtītāja mezgls

Savienojuma tabulas sūtītāja mezgls

Arduino tapa	RFM69HCW tapa	I / O tapas
D2	DIO0	-
D3	-	TAC_SWITCH
D4	-	LED_GREEN
D5	-	LED_RED
D9	-	LED_BLUE
D10	NSS	-
D11	MOSI	-
D12	MISO	-
D13	SCK	-

Fritzing diagrammas uztvērēja mezgls

Savienojuma tabulas uztvērēja mezgls

Arduino tapa	RFM69HCW tapa	I / O tapas
D2	DIO0	-
D9	-	LED
D10	NSS	-
D11	MOSI	-
D12	MISO	-
D13	SCK	-

Skices parauga palaišana

Šajā apmācībā mēs izveidosim divus Arduino RFM69 mezglus un liksim viņiem sazināties savā starpā. Zemāk esošajā sadaļā mēs uzzināsim, kā moduli sākt un darboties ar RFM69 bibliotēkas palīdzību, kuru ir uzrakstījis Fēlikss Rusu no LowPowerLab.

Bibliotēkas importēšana

Cerams, ka jūs jau iepriekš esat veicis mazliet Arduino programmēšanas un zināt, kā instalēt bibliotēku. Ja nē, pārbaudiet šīs saites sadaļu .zip bibliotēkas importēšana

Pievienojiet mezglus

Pievienojiet datoram sūtītāja mezgla USB, Arduino IDE sarakstam "Rīki / ports" jāpievieno jauns COM porta numurs, aizpildiet to, tagad pievienojiet uztvērēja mezglu, citam COM portam vajadzētu parādīties Rīki / Ostu saraksts, arī aizpildiet to uz leju, ar porta numura palīdzību skici augšupielādēsim sūtītājam un saņēmēja mezglā.

Atverot divas Arduino sesijas

Atveriet divas Arduino IDE sesijas, veicot dubultklikšķi uz ikonas Arduino IDE pēc pirmās sesijas ielādes, obligāti jāatver divas Arduino sesijas, jo tā jūs varat atvērt divus Arduino sērijas monitora logus un vienlaikus uzraudzīt divu mezglu izvadi

Koda parauga atvēršana

Tagad, kad viss ir iestatīts, mums ir jāatver parauga kods abās Arduino sesijās, lai to izdarītu, pārejiet

Fails> Piemēri> RFM6_LowPowerLab> Piemēri> TxRxBlinky

un noklikšķiniet uz tā, lai to atvērtu

Koda parauga modificēšana

1. Netālu no koda augšdaļas meklējiet #define NETWORKID un mainiet vērtību uz 0. Izmantojot šo Id, visi jūsu mezgli var sazināties savā starpā.
2. Meklējiet #define FREQUENCY, lai mainītu to, lai tas atbilstu tāfeles frekvencei (manējais ir 433_MHz).
3. Meklējiet #define ENCRYPTKEY, šī ir jūsu 16 bitu šifrēšanas atslēga.
4. Meklējiet #define IS_RFM69HW_HCW un noņemiet komentāru, ja izmantojat moduli RFM69_HCW
5. Visbeidzot, meklējiet #define NODEID, pēc noklusējuma tas būtu jāiestata kā UZŅĒMĒJS

Tagad augšupielādējiet kodu savā iepriekš iestatītajā uztvērēja mezglā.

Laiks modificēt nosūtītāja mezgla skici

Tagad makro #define NODEID nomainiet to uz SENDER un augšupielādējiet kodu savā sūtītāja mezglā.

Tas ir viss, ja jūs visu esat izdarījis pareizi, jums ir divi gatavi, gatavi pārbaudei modeļi.

Skices parauga izstrāde

Pēc veiksmīgas skices augšupielādes novērosiet sarkano gaismas diode, kas savienota ar Arduino tapu D4, tagad nospiediet pogu Sūtītāja mezglā, un jūs ievērosiet, ka sarkanā gaismas diode izslēdzas un zaļā gaismas diode ir ieslēgta. savienots ar Arduino tapu D5, iedegas, kā parādīts attēlā zemāk

Varat arī novērot, ka poga ir nospiesta! teksts sērijas monitora logā, kā parādīts zemāk

Tagad novērojiet zilo gaismas diode, kas ir savienota ar sūtītāja mezgla tapu D9, tā mirgos divas reizes, un saņemšanas mezgla logā Serial Monitor jūs ievērosiet šādu ziņojumu, kā arī zilo gaismas diode, kas ir savienota ar D9 kontaktu iedegsies uztvērēja mezgls. Ja uztvērēja mezgla sērijas monitora logā redzat iepriekš minēto ziņojumu un arī iedegas gaismas diode, apsveicam! Jūs esat veiksmīgi sazinājies ar moduli RFM69 ar Arduino IDE. Pilnīga šīs apmācības darbība ir atrodama arī video, kas sniegts šīs lapas apakšdaļā.

Kopumā šie moduļi ir lieliski piemēroti meteoroloģisko staciju, garāžas durvju, bezvadu sūkņa kontroliera ar indikatoru, bezpilota lidaparātu, robotu, jūsu kaķa celtniecībai… debesis ir robeža! Ceru, ka sapratāt apmācību un jums patika veidot kaut ko noderīgu. Ja jums ir kādi jautājumi, lūdzu, atstājiet tos komentāru sadaļā vai izmantojiet forumus citiem tehniskiem jautājumiem.