Bygg en 500 meter radiodatalink for under $ 40 .: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Har du en vanntank du vil måle eller en demning eller en port? Vil du oppdage at en bil kommer nedover stasjonen, men vil ikke snore ledninger gjennom hagen? Denne instruksjonen viser hvordan du sender data 500 meter med 100% pålitelighet ved hjelp av picaxe mikrokontrollerbrikker og 315Mhz eller 433Mhz radiomoduler.

Trinn 1: Skjematisk

Sender- og mottakerkretsene er ganske enkle og bruker picaxe -brikker. Disse enkeltbrikke -mikrokontrollerne kan føle analoge spenninger, slå ting på og av 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 av hvordan du programmerer picaxe -chips. Med en radiokobling, så vel som et grensesnitt til en PC, er det mulig å registrere data eksternt og overføre dem hvor som helst i verden.

Trinn 2: Sender og antenne

Senderprototypen ble bygget på et stykke prototypekort. Det finnes et mylder av lave effekt 10mW RF -moduler som fungerer godt opp til en rekkevidde på omtrent 30 meter. Imidlertid, når strømmen går opp over en halv watt, har RF en tendens til å komme tilbake til picaxe -brikken og forårsake tilbakestillinger og annen merkelig oppførsel. Svaret er å fjerne modulens antenne og ta RF -en bort med 3 meter eller mer 50ohm koaksial og bygge en skikkelig dipolantenne. Dette øker også rekkevidden betraktelig.

Trinn 3: Bygg en dipolantenne med en Balun

Ved antennen er en balun laget av koaksialkabel. En balun er nødvendig ellers vil koaksialskjoldet ende opp med å bli en antenne i stedet for å være jorden og utstråler RF ned nær picaxen som beseirer formålet med antennen. Det er mange balun -design, men jeg valgte denne fordi den bare bruker biter av koaksialkabel. Vanlige bølgelengder er 95,24 cm for 315 Mhz og 69,34 cm for 433 Mhz. Koaksialengdene er henholdsvis 1/4 og 3/4 av bølgelengden. Dipoltrådene er 1/4 av bølgelengden. Så for modulene jeg brukte på 315Mhz var koaksialtrådene 23,8 cm og 71,4 cm og dipoltrådene var 23,8 cm hver.

Koaksialskjoldet og kjernen er sammenføyd der koaksialen deler seg i to. På dipolnoten er skjoldene også forbundet. Hvis disse skjøtene er ute i været, må de værbestandig på en eller annen måte - f.eks. Med maling eller ikke -ledende silikon. Antenner fungerer best når de er minst 2 meter fra bakken. Anerkjennelse og takk til I0QM for dette designet.

Trinn 4: Sendermodul

Sendermodulen er tilgjengelig på ebay for rundt USD 14 på https://stores.ebay.com.au/e-MadeinCHN. Det nåværende forbruket er rundt 100mA når det sendes ved 9V, og er praktisk talt ingenting når det er inaktivt. Antennen ble fjernet for å bygge dipolen, selv om modulen kan være ok med antennen festet hvis den var sammenkoblet med en annen mikrokontroller. Koaksflettet er koblet til moduljorden som er praktisk ved siden av antennetilkoblingen.

Trinn 5: Mottakermodul

Mottakermodulen er en superheterodyne -enhet tilgjengelig for rundt $ US5 fra den samme ebay -butikken. Det er en rekke andre moduler (inkludert superregenerativ) som ikke er like følsomme og ikke gir rekkevidden.

Trinn 6: Mottakerkrets og Picaxe -kode

Mottakermodulen er koblet til en picaxe som vist på skjematisk. Antennen er en 23,8 cm ledning, og for å lage en dipol og øke følsomheten blir en annen lengde på 23,8 cm ledning loddet til modulens jord. Senderkoden er som følger: main: serout 1, N2400, ("UUUUUUUUUUUUWW", b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13) 'T og W = ascii & H54 og & H57 = 0100 og 0111 = lik 1s og 0s 'b0 = tilfeldig tall' b1 = tilfeldig tall 'b2 = til enhet' b3 = revers 'b4 = meldingstype' b5 = revers 'b6/b7 = data 1 og revers 'b8, b9 = data 2' b10, b11 = data 3 'b12, b13 = data 4 tilfeldig w0' tilfeldig tall som brukes til å identifisere meldinger ved bruk av flere repeatere b2 = 5 'til enhetsnummer … b3 = 255-b2 b4 = 126 'tilfeldig tall for testing b5 = 255-b4 b6 = 0' tilfeldig tall for testing b7 = 255-b6 b8 = 1 'tilfeldig tall for testing b9 = 255-b8 b10 = 2' tilfeldig tall for testing b11 = 255-b10 b12 = 3 'kontrollsum - hvilken som helst verdi b13 = 255 -b12 pause 60000' sender en gang i minuttet til hovedetOg mottakerkoden: main: serin 4, N2400, ("TW"), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 b13 = 255-b13 'invers igjen trenger bare virkelig å teste en hvis b12 = b13 så for b12 = 0 til 55 høy 2 pause 100' blits ledet en gang andre for am inute lav 2 pause 900 neste endif goto main Senderen sender en pakke en gang i minuttet - en gang feilsøket bør dette reduseres til hvert 15. minutt eller 30. minutt for å unngå forstyrrelser fra naboer. "ÂœUUUU" Â i begynnelsen av pakken er binær for 01010101 som balanserer Rx -enheten. Protokollen bruker en form for Manchester -koding der tallet 1 og 0 holdes så lik som mulig, og dette gjøres ved å sende inversen av hver byte etter at byten er sendt. Uten dette kommer pakkene noen ganger ikke gjennom hvis de sender mange binære nuller. En kontrollsum på slutten må være gyldig før dataene behandles. Mottakeren blinker en lysdiode i 55 sekunder når en pakke mottas, og når den først er feilsøkt, kan dette endres til en annen bekreftelse.

Trinn 7: Lavere strømmodul og naboforhold

For å holde naboforholdene lykkelige, spesielt med digital -TV, sender du dataene så langt det trenger, men ikke lenger. Man kan krangle om lovligheten til sendere med høyere effekt, men den beste løsningen er å beholde RF på eiendommen din og sende data sjelden i korte pakker. Denne lavere effektmodulen er halve prisen og går omtrent 200 meter. Den lavere effekten har den fordelen at den kan ha en antenne montert direkte på modulen og kan loddes ved siden av picaxen, så coax og balun er ikke nødvendig.

Avstandstester ble utført gjennom trær og over en ås, noe som forklarer hvorfor en modul oppført som "4000m" bare gikk 500 meter. Neste opp vil være en instruksjon om å bygge selvforsynte solenergiforsyninger som passer for disse enhetene, samt sensorer som temperatur, trykk, fuktighet, jordfuktighet og tanknivåer.