Bygg en 500 meters radiodatalänk för under $ 40 .: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Har du en vattentank du vill mäta eller en damm eller en grind? Vill du upptäcka en bil som kör nerför enheten men vill inte dra ledningar genom trädgården? Denna instruktör visar hur man skickar data 500 meter med 100% tillförlitlighet med hjälp av picaxe mikrokontrollerchips och 315Mhz eller 433Mhz radiomoduler.

Steg 1: Schematisk

Sändar- och mottagarkretsarna är ganska enkla och använder picaxe -chips. Dessa mikrobrickor med ett chip kan känna av analoga spänningar, slå på och av saker och kan överföra data. Se instruktioner https://www.instructables.com/id/Control-real-world-devices-with-your-PC/ och https://www.instructables.com/id/Worldwide-microcontroller-link-for-under -20/ för en beskrivning av hur man programmerar picaxe -marker. Med en radiolänk och ett gränssnitt till en dator är det möjligt att avläsa data på distans och överföra dem var som helst i världen.

Steg 2: Sändare och antenn

Sändarens prototyp byggdes på en bit prototypkort. Det finns en myriad av låg effekt 10mW RF -moduler som fungerar bra upp till en räckvidd på cirka 30 meter. Men när strömmen går upp över en halv watt tenderar RF att komma tillbaka in i picaxe -chipet och orsaka återställningar och annat konstigt beteende. Svaret är att ta bort modulens antenn och ta bort RF med 3 meter eller mer 50ohm koax och bygga en riktig dipolantenn. Detta ökar också utbudet avsevärt.

Steg 3: Bygg en dipolantenn med en Balun

Vid antennen är en balun gjord av koaxialkabel. En balun behövs, annars kommer koaxens skärm att bli en antenn istället för att vara jorden och utstrålar RF ner nära picaxen som besegrar antennens syfte. Det finns massor av balun -design men jag valde den här eftersom den bara använder bitar av koaxialkabel. Vanliga våglängder är 95,24 cm för 315 Mhz och 69,34 cm för 433 Mhz. Koaxlängderna är 1/4 respektive 3/4 av våglängden. Dipoltrådarna är 1/4 av våglängden. Så för modulerna jag använde vid 315Mhz var koaxialtrådarna 23,8 cm och 71,4 cm och dipoltrådarna var 23,8 cm var.

Koaxskölden och kärnan är sammanfogade där coaxen delas i två. Vid dipolnoten är sköldarna också anslutna. Om dessa fogar är ute i vädret måste de väderskyddas på något sätt - t.ex. med färg eller icke -ledande silikon. Antenner fungerar bäst när de är minst 2 meter från marken. Erkännande och tack till I0QM för denna design.

Steg 4: Sändarmodul

Sändarmodulen är tillgänglig på ebay för cirka 14 US $ på https://stores.ebay.com.au/e-MadeinCHN. Strömförbrukningen är cirka 100mA vid sändning vid 9V och är praktiskt taget ingenting när den är inaktiv. Antennen togs bort för att bygga dipolen, även om modulen kan vara ok med antennen ansluten om den var ihopkopplad med en annan mikrokontroller. Koaxfläkten är ansluten till moduljorden som är bekvämt bredvid antennanslutningen.

Steg 5: Mottagarmodul

Mottagarmodulen är en superheterodyne -enhet tillgänglig för cirka $ 5 USD från samma ebay -butik. Det finns ett antal andra moduler (inklusive superregenerativ) som inte är lika känsliga och inte ger intervallet.

Steg 6: Mottagarkrets och Picaxe -kod

Mottagarmodulen är ansluten till en picax som visas i schemat. Antennen är en 23,8 cm tråd, och för att göra en dipol och öka känsligheten löds ytterligare en längd på 23,8 cm tråd till modulens jord. Sändarkoden är följande: huvud: serout 1, N2400, ("UUUUUUUUUUUUUTW", b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13) 'T och W = ascii & H54 och & H57 = 0100 och 0111 = lika 1s och 0s 'b0 = slumptal' b1 = slumpmässigt nummer 'b2 = till enhet' b3 = omvänd 'b4 = meddelandetyper' b5 = omvänd 'b6/b7 = data 1 och bakåt 'b8, b9 = data 2' b10, b11 = data 3 'b12, b13 = data 4 slumpmässigt w0' slumptal som används för att identifiera meddelanden vid användning av flera repeterare b2 = 5 'till enhetsnummer … b3 = 255-b2 b4 = 126 'slumptal för testning b5 = 255-b4 b6 = 0' slumpmässigt tal för testning b7 = 255-b6 b8 = 1 'slumpmässigt tal för testning b9 = 255-b8 b10 = 2' slumpmässigt tal för testning b11 = 255-b10 b12 = 3 'kontrollsumma - valfritt värde b13 = 255 -b12 paus 60000' sänd en gång per minut till huvudet Och mottagarkoden: main: serin 4, N2400, ("TW"), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 b13 = 255-b13 'invers igen behöver bara verkligen testa en om b12 = b13 då för b12 = 0 till 55 hög 2 paus 100' blixt ledde en gång andra för am inute low 2 paus 900 nästa endif goto main Sändaren skickar ett paket en gång per minut - när felsökningen bör detta minskas till var 15: e minut eller var 30: e minut för att undvika störningar hos grannar. "ÂœUUUU" Â i början av paketet är binärt för 01010101 som balanserar Rx -enheten. Protokollet använder en form av Manchester -kodning där antalet 1: or och 0: or hålls så lika som möjligt, och detta görs genom att skicka inversen för varje byte efter att byten har skickats. Utan detta kommer paketen ibland inte igenom om de skickar massor av binära nollor. En kontrollsumma i slutet måste vara giltig innan data behandlas. Mottagaren blinkar en lysdiod i 55 sekunder när ett paket tas emot och när det felsökits kan detta ändras till någon annan bekräftelse.

Steg 7: Lägre effektmodul och grannförhållanden

För att hålla grannförhållandena nöjda, särskilt med digital -TV, skicka data så långt det behöver gå men inte längre. Man kan argumentera om lagligheten hos högre kraftsändare men den bästa lösningen är att behålla RF på din egendom och skicka data sällan i korta paket. Denna lägre effektmodul är halva priset och går cirka 200 meter. Den lägre effekten har fördelen att den kan ha en antenn monterad direkt på modulen och kan lödas bredvid picaxen, så coax och balun behövs inte.

Räckviddstester gjordes genom träd och över en kulle, vilket förklarar varför en modul som anges som "4000m" bara gick 500 meter. Därefter kommer en instruktion om att bygga fristående solcellsförsörjningar som är lämpliga för dessa enheter, liksom sensorer som temperatur, tryck, luftfuktighet, markfuktighet och tanknivåer.