Радиомодули 433 мгц дистанционного управления схемы. Самодельный комплект радиоуправления на основе телефона-трубки (433МГц)

Иногда, между устройствами требуется установить беспроводное соединение. В последнее время для этой цели все чаще стали применять Bluetooth и Wi-Fi модули. Но одно дело передавать видео и здоровенные файлы, а другое - управлять машинкой или роботом на 10 команд. С другой стороны радиолюбители часто строят, налаживают и переделывают заново приемники и передатчики для работы с готовыми шифраторами/дешифраторами команд. В обеих случаях можно использовать достаточно дешевые RF-модули. Особенности их работы и использования под катом.

Типы модулей

RF-модули для передачи данных работают в диапазоне УКВ и используют стандартные частоты 433МГц, 868МГц либо 2,4ГГц (реже 315МГц, 450МГц, 490МГц, 915МГц и др.) Чем выше несущая частота, тем с большей скоростью можно передавать информацию.
Как правило, выпускаемые RF-модули предназначены для работы с каким-либо протоколом передачи данных. Чаще всего это UART (RS-232) или SPI. Обычно UART модули стоят дешевле, а так же позволяют использовать нестандартные (пользовательские) протоколы передачи. Вначале я думал склепать что-то типа такого , но вспомнив свой горький опыт изготовления аппаратуры радиоуправления выбрал достаточно дешевые HM-T868 и HM-R868 (60грн. = менее $8 комплект). Существуют также модели HM-*315 и HM-*433 отличающиеся от нижеописанных лишь несущей частотой (315МГц и 433МГц соответственно). Кроме того есть множество других модулей аналогичных по способу работы, поэтому информация может быть полезной обладателям и других модулей.

Передатчик

Почти все RF-модули представляют собой небольшую печатную плату с контактами для подключения питания, передчи данных и управляющих сигналов. Рассмотрим передатчик(трансмиттер) HM-T868
На нем имеется трехконтактный разъем: GND(общий), DATA(данные), VCC(+питания), а также пятачок для припайки антенны(я использовал огрызок провода МГТФ на 8,5см - 1/4 длинны волны).

Приемник

Ресивер HM-R868, внешне, очень похож на соответствующий ему трансмиттер

но на его разъеме есть четвертый контакт - ENABLE, при подаче на него питания приемник начинает работать.

Работа

Судя по документации, рабочим напряжением является 2,5-5В, чем выше напряжение, тем большая дальность работы. По сути дела - это радиоудлинитель: при подаче напряжения на вход DATA передатчика, на выходе DATA приемника так же появится напряжение (при условии что на ENABLE также будет подано напряжение). НО, есть несколько нюансов. Во-первых: частота передачи данных (в нашем случае - это 600-4800 бит/с). Во-вторых: если на входе DATA нету сигнала более чем 70мс, то передатчик переходит в спящий режим(по-сути отключается). В-третьих: если в зоне приема ресивера нету работающего передатчика - на его выходе появляется всякий шум.

Проведем небольшой эксперимент: к контактам GND и VCC трансмиттера подключим питание. Вывод DATA соединим с VCC через кнопку или джампер. К контактам GND и VCC ресивера также подключаем питание, ENABLE и VCC замыкаем между собой. К выходу DATA подключаем светодиод (крайне желательно через резистор). В качестве антенн используем любой подходящий провод длинной в 1/4 длинны волны. Должна получиться такая схемка:


Сразу после включения приемника и/или подачи напряжения на ENABLE должен загореться светодиод и гореть непрерывно (ну или почти непрерывно). После нажатии кнопки на передатчике, со светодиодом также ничего не происходит - он продолжает гореть и дальше. При отпускании кнопки светодиод мигнет(погаснет и снова загорится) и продолжает гореть дальше. При повторном нажатии и отпускании кнопки все должно повторится. Что же там происходило? Во время включения приемника, передатчик находился в спящем состоянии, приемник не нашел нормального сигнала и стал принимать всякий шум, соответственно и на выходе появилась всякая бяка. На глаз отличить непрерывный сигнал от шума нереально, и кажется, что светодиод светит непрерывно. После нажатия кнопки трансмиттер выходит из спячки и начинает передачу, на выходе ресивера появляется логическая «1» и светодиод светит уже действительно непрерывно. После отпускания кнопки передатчик передает логический «0», который принимается приемником и на его выходе также возникает «0» - светодиод, наконец, гаснет. Но спустя 70мс передатчик видит что на его входе все тот же «0» и уходит в сон, генератор несущей частоты отключается и приемник начинает принимать всякие шумы, на выходе шум - светодиод опять загорается.

Из вышесказанного следует, что если на входе трансмиттера сигнал будет отсутствовать менее 70мс и находится в правильном диапазоне частот, то модули будут вести себя как обычный провод (на помехи и другие сигналы мы пока не обращаем внимания).

Формат пакета

RF-модули данного типа можно подключить напрямую к аппаратному UART или компьютеру через MAX232, но учитывая особенности их работы я бы посоветовал использовать особые протоколы, описанные программно. Для своих целей я использую пакеты следующего вида: старт-биты, байты с информацией, контрольный байт(или несколько) и стоп-бит. Первый старт-бит желательно сделать более длинным, это даст время чтобы передатчик проснулся, приемник настроился на него, а принимающий микроконтроллер(или что там у Вас) начал прием. Затем что-то типа «01010», если на выходе приемника такое, то это скорее всего не шум. Затем можно поставить байт идентификации - поможет понять какому из устройств адресован пакет и с еще большей вероятностью отбросит шумы. До этого момента информацию желательно считывать и проверять отдельными битами, если хоть один из них неправильный - завершаем прием и начинаем слушать эфир заново. Дальше передаваемую информацию можно считывать сразу по байтам, записывая в соответствующие регистры/переменные. По окончании приема выполняем контрольное выражение, если его результат равен контрольному байту - выполняем требуемые действия с полученной информацией, иначе - снова слушаем эфир. В качестве контрольного выражения можно считать какую-нибудь контрольную сумму, если передаваемой информации немного, либо Вы не сильны в программировании - можно просто посчитать какое-то арифметическое выражение, в котором переменными будут передаваемые байты. Но необходимо учитывать то, что в результате должно получится целое число и оно должно поместится в количество контрольных байт. Поэтому лучше вместо арифметических операций использовать побитовые логические: AND, OR, NOT и, особенно, XOR. Если есть возможность, делать контрольный байт нужно обязательно так как радиоэфир - вещь очень загаженная, особенно сейчас, в мире электронных девайсов. Порой, само устройство может создавать помехи. У меня, например, дорожка на плате с 46кГц ШИМ в 10см от приемника очень сильно мешала приему. И это не говоря о том, что RF-модули используют стандартные частоты, на которых в этот момент могут работать и другие устройства: рации, сигнализации, радиоуправление, телеметрия и пр.

Рано или поздно, в создаваемых проектах появится необходимость дистанционного управления. Одним из самых бюджетных решений является использование радиоприемника и радиопередатчика. Простейший пример их использования вы найдете в данной статье, а дальше все зависит только от ваших нужд и фантазии.

В первую очередь берем 2 платы Arduino и подключаем к ним приемник и передатчик, как показано на рисунке:

Компоненты для повторения (купить в Китае):

Перед тем как преступить к работе, нужно указать, что для полноценной работы, к модулям необходимо припаять антенну. Рекомендуемая длина антенны для передатчиков с частотой 433 МГц равна 17 см.

Библиотека необходимая для работы с модулем VirtualWire

Её необходимо распаковать и добавить в папку "libraries" в папке с Arduino IDE. Не забывайте перезагрузить среду, если на момент добавления IDEшка была открыта.

Пример программного кода

#include void setup (void ) { vw_set_ptt_inverted(true ); // Необходимо для DR3100 vw_setup(2000); // Устанавливаем скорость передачи (бит/с) } void loop (void ) { int number = 123; char symbol = "c" ; String strMsg = "z " ; strMsg += symbol; strMsg += " " ; strMsg += number; strMsg += " " ; char msg; strMsg.toCharArray(msg, 255); Serial .println (msg); vw_send((uint8_t *)msg, strlen(msg)); vw_wait_tx(); // Ждем пока передача будет окончена delay (200); }

Разберем этот код для полного понимания.

Во первых мы формируем строку strMsg. Используем тип String, т.к. с ним проще работать (можно конкатенировать его с числами, используя оператор "+").

Поскольку все передатчики работают в одном диапазоне частот, то каждый приемник будет принимать информацию с каждого передатчика находящегося в зоне досягаемости. Для того, чтобы отсеять лишние символы в простейшем случае можно просто предварить команды каким-то специальным символом. В нашем случае это символ "z".

После этого преобразовываем тип String к стандартному массиву символов при помощи метода toCharArray и передаем его в команду vw_send .

Наш код будет отправлять строку "z c 123".

Перейдем к коду приемника:

Пример программного кода

// Тестировалось на Arduino IDE 1.0.1 #include void setup () { Serial .begin (9600); vw_set_ptt_inverted(true ); // Необходимо для DR3100 vw_setup(2000); // Задаем скорость приема vw_rx_start(); // Начинаем мониторинг эфира } void loop () { uint8_t buf; // Буфер для сообщения uint8_t buflen = VW_MAX_MESSAGE_LEN; // Длина буфера if (vw_get_message(buf, &buflen)) // Если принято сообщение { // Начинаем разбор int i; // Если сообщение адресовано не нам, выходим if (buf != "z" ) { return ; } char command = buf; // Команда находится на индексе 2 // Числовой параметр начинается с индекса 4 i = 4; int number = 0; // Поскольку передача идет посимвольно, то нужно преобразовать набор символов в число while (buf[i] != " " ) { number *= 10; number += buf[i] - "0" ; i++; } Serial .print (command); Serial .print (" " ); Serial .println (number); } }

Сообщение будет считано в буфер buf, который нужно разобрать.

В первую очередь проверяем наличие служебного символа "z", затем считываем код команды и затем преобразовываем строковое представление параметра в число.

Информация получена и разобрана, что делать дальше зависит от конкретной задачи.

В данной статье рассмотрен простейший вариант общения. В идеале нужно задуматься о кодировании передаваемой информации, т.к. её будут получать не только ваши приемники.

P.S. Работая с данными модулями, мы наткнулись на один не приятный подводный камень, а именно конфликт, невозможность работы с библиотекой "servo.h".

Принципиальная схема системы радиоуправления, построенной на основе телефона-трубки, рабочая частота - 433МГц. В конце 90-х были очень популярны телефоны-трубки, да и сейчас они повсюду продаются. Но, сотовая связь болееудобна и сейчас повсеместно вытесняет стационарную.

Купленные когда-то телефонные аппараты становятся ненужными. Если так образовался ненужный, но исправный телефон-трубка с переключателем «тон/пульс», на его основе можно сделать систему дистанционного управления.

Чтобы телефон-трубка стал генератором DTMF-кода нужно его переключить в положение «тон» и подать на него питание, достаточное для нормальной работы его схемы тонального набора. Затем, с него подать сигнал на вход передатчика.

Принципиальная схема

На рисунке 1 показана схема передатчика такой системы радиоуправления. Напряжение на телефон-трубку ТА подается от источника постоянного тока напряжением 9V через резистор R1, который является в данном случае нагрузкой схемы тонального набора ТА. Когда нажимаем кнопки на ТА на резисторе R1 присутствует переменная составляющая сигнала DTMF.

С резистора R1 НЧ сигнал поступает на модулятор передатчика. Передатчик состоит из двух каскадов. На транзисторе VТ1 выполнен задающий генератор. Его частота стабилизирована резонатором на ПАВ на 433,92МГц. На этой частоте и работает передатчик.

Рис. 1. Принципиальная схема передатчика на 433МГц к телефонной трубке-номеронаберателю.

Усилитель мощности выполнен на транзисторе VТ2. Амплитудная модуляция осуществляется в этом каскаде, путем смешения сигнала ЗЧ с напряжением смещения, поступающим на базу транзистора. НЧ-сигнал DTMF кода с резистора R1 поступает в цепь создания напряжения на базе VТ2, состоящую из резисторов R7, R3 и R5.

Конденсатор С3 совместно с резисторами образует фильтр, разделяющий РЧ и НЧ. Нагружен усилитель мощности на антенну через П-образный фильтр C7-L3-C8.

Чтобы радиочастота с передатчика не проникала в схему телефонного аппарата питание на него подается через дроссель L4, заграждающий путь РЧ сигналу. Приемный тракт (рисунок 2) сделан по сверхрегенеративной схеме. На транзисторе VТ1 выполнен сверхрегенеративный детектор.

УРЧ нет, сигнал от антенны поступает через катушку связи L1. Принятый и продетектированный сигнал выделяется на R9, входящем в состав делителя напряжения R6-R9, создающего среднюю точку на прямом входе ОУ А1.

Основное усиление НЧ происходит в операционном усилителе А1. Его коэффициент усиления зависит от сопротивления R7 (при налаживании им можно корректировать усиление до оптимального). Затем через резистор R10, которым регулируется уровень продетектирован-ного сигнала, DTMF - код поступает на вход микросхемы А2 типа КР1008ВЖ18.

Схема декодера DTMF-кода на микросхеме А2 почти не отличается от типовой, разве что, используется только три разряда выходного регистра. Полученный в результате декодирования трехразрядный двоичный код поступает на десятичный дешифратор на мультиплексоре К561КП2. И далее, - на выход. Выходы обозначены соответственно номерам, которыми подписаны кнопки.

Рис. 2. Схема приемника радиоуправления с частотой 433МГц и с дешифратором на К1008ВЖ18.

Чувствительность входа К1008ВЖ18 зависит от сопротивления R12 (вернее, от соотношения R12/R13).

При приеме команды логическая единица возникает на соответствующем выходе.

В отсутствие команды выходы находятся в высокоомном состоянии, кроме выхода, соответствующего последней полученной команде, - на нем будет логический ноль. Это необходимо учесть при выполнении схемы подлежащей управлению. В случае необходимости все выходы можно подтянуть к нулю постоянными резисторами.

Детали

Антенна представляет собой проволочную спицу длиной 160 мм. Катушки L1 и L2 передатчика (рис. 1) одинаковые, они имеют по 5 витков ПЭВ-2 0,31, бескаркасные, внутренним диаметром 3 мм, намотаны виток к витку. Катушка L3 - такая же, но намотана с шагом в 1 мм.

Катушка L4 - готовый дроссель на 100 мкГн или больше.

Катушки приемника (рис.2) L1 и L2 при монтаже расположены вплотную друг к другу, на общей оси, так как будто бы одна катушка является продолжением другой. L1 - 2,5 витка, L2 - 10 витков, ПЭВ 0,67, внутренний диаметр намотки 3 мм, каркаса нет. Катушка L3 - 30 витков провода ПЭВ 0,12, она намотана на постоянном резисторе МЛТ-0,5 сопротивлением не менее 1М.

Шатров С. И. РК-2015-10.

Литература: С. Петрусь. Радиоудлинитель ИК ПДУ спутникового тюнера, Р-6-200.

Данное устройство позволяет управлять четырьмя нагрузками по радиоканалу. В качестве процессора используется PIC12F675. В нем залиты ключи активации для всех 4х каналов. В качестве радиомодулей применены дешевые FS1000A с несущей частотой 433 МГц.

Схема передатчика радиоуправления 433 МГц

На схеме транзистор на выводе 7 контроллера показан для примера коммутации мощной нагрузки в ключевом режиме. Номера внутри "схемы МК" номера каналов управления. Переключатель используется для активации режима триггера. Во включенном состоянии - кратковременное нажатие на пульте активирует нагрузку и приемник удерживает ее до тех пор, пока не поступит следующее нажатие. Выключенное состояние - кратковременное нажатие кнопки на пульте - кратковременное включение нагрузки.

Все каналы независимы и можно использовать одновременно все. Устройство довольно легко повторяется. Дальность активации нагрузок по прямой видимости до 70 метров. Вся сложность при изготовлении заключается в прошивке микроконтроллера PIC12F675. Для прошивки использовал программу winpic800 и вот такой очень простой COM-программатор:

Транзистор полевой BS170 заменил на 2N7000. Как программатор поведет себя с переходниками USB-COM не знаю.

При первом чтении МК ОБЯЗАТЕЛЬНО записываем или гравируем на чипе последние 4 символа в коде. До прошивки, открываем hex файл и добавляем в конец кода значения константы (4 символа - они разные для каждого МК). Это заводская константа, если ее не записывать, то можно выкинуть контроллера. Затем только прошиваем микроконтроллер. WinPic800 сама записывает значения константы и прошивает все правильно, но на всякий случай лучше записать их где-нибудь.

Прошивка написана товарищем "4uvak" с сайта "паяльник". Вот архив с файлами, в том числе на печатные платы. А вот готовое устройство дистанционного управления по радиоканалу:

Пульт ДУ упаковал так:

При изготовлении, прежде чем думать о том, что устройство не работает - проверьте, работают ли модули FS1000A. Провести испытание можно по этой схеме. Светодиод должен немного подмигивать при нажатии кнопки у передатчика.

Насчет антенн - это куски провода 0.5-1 мм в диаметре, длиной 16 см. Это как раз 1/4 волны с учетом коэффициента укорочения. В спираль антенны не советую закручивать, диаграмма направленности при этом будет не круговая, а похожа на штаны.

Где можно использовать такую штуку? Практически везде, где используется электричество. Самый простой вариант - в качестве нагрузки приемника реле использовать и коммутировать уже все что угодно, начиная от настольных ламп и утюгов, заканчивая компьютерами и замками. А можно и машинку на радиоуправлении сделать - команды ведь как раз четыре (^ v < > ).

Обсудить статью ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО РАДИОКАНАЛУ

Комплект предназначен для беспроводного управления электроприборами в диапазоне 433 МГц, на дальности до 300/500** метров. Приемник имеет четыре режима работы триггер, переключатель, таймер и кнопка. Приемник из комплекта работает не только с пультами серии MP323TX, а так же MP910, MP324M/передатчик, MP325M/передатчик и MP433/передатчик, как по отдельности, так и в смешанном режиме. Благодаря чему можно построить многоканальную систему управления до 15 каналов с приемниками расположенными как в одной, так и в разных точках. Если требуется подключение неограниченного количества передатчиков используйте пульты MP910 или MP433/передатчик.

С передатчиком MP323TX5 дальность действия приемника увеличивается до 500 метров.

Комплект состоит из передатчика (пульт) / приемника и предназначен для беспроводного управления электроприборами в диапазоне 433 МГц, на дальности до 50/500** метров. Приемник имеет три режима работы кнопка, триггер1 и тригер2. Приемник из комплекта работает не только с пультами серии MP323TX, а так же MP910, MP324M/передатчик, MP325M/передатчик и MP433/передатчик как по отдельности, так и в смешанном режиме. Благодаря чему можно построить многоканальную систему управления до 15 каналов с приемниками расположенными как в одной так и в разных точках. Если требуется подключение неограниченного количества передатчиков используйте пульты MP910 или MP433/передатчик.
Комплект будет незаменим для управления прожекторами, электромоторами, насосами и освещением во дворе дома. Реле приемника способно коммутировать напряжение до 250В и управлять электроприборами мощностью до 2200Вт.
Для увеличения дальности до 500 метров необходимо использовать пульт MP323TX5.

6-канальное радиореле MP3331 представляет собой приемник 433 Мгц с силовыми реле для управления нагрузкой. Это готовый модуль для дистанционного управления вашими электроприборами. Экономит время, силы и деньги на прокладке кабеля к труднодоступным лампам, насосам, обогревателям, вентиляторам, кондиционерам, электрозамкам, шлагбаумам, приводам жалюзи и автоматических ворот… Позволяет быстро перенести выключатели в удобное именно для вас место и при этом бережет дорогостоящий ремонт и интерьер. С MP3331 работает только передатчик MP3329SE.

Требуется одновременное дистанционное телеуправление до 8 каналов?
Подбираете дистанционное управление несколькими устройствами без помех?
Это то что вам нужно!
Предлагаем готовый модуль MP3329 SE — сердце проекта «Удобный выключатель». Это передатчик на частоте 433,92 МГц с частотной модуляцией и обратной связью. Модуль предназначен для одновременного управления минимум одним и максимум 8-ю исполнительными радиореле. Каждый канал работает независимо друг от друга, включение или выключение одного канала не влияет на работу другого. В этом главное отличие от привычных систем ДУ с брелками, у которых одновременное нажатие двух и более кнопок, как правило, приводит к сбою в работе исполнительных устройств. Второе отличие — обратная связь. Если исполнительное реле не прислало подтверждение о приеме команды, передатчик повторит ее еще и еще.
Пульт поддерживает приемники MP3328, MP3330, MP3331.
Благодаря широкому выбору приемников вы можете разместить их в любых точках где установлены электроприборы.

Модуль представляет собой базу управления беспроводными устройствами. Полезен для увеличения дальности или смешанного управления существующих беспроводных систем диапазона 433 МГц. Благодаря наличию дисплея можно увидеть код передаваемый передатчиком. Модуль имеет четыре логических входа, для подключения 4-х кнопок управления или линий контроля и 8 TTL выходов для подключения силовых модулей, например, MP515 или MP220op. Модуль может работать в режиме: дубликатора, репитера, маяка. Радиус работы с беспроводными приемниками достигает до 600 метров (при использовании комплекта MP433PRO). При использовании направленных антенн дальность может быть увеличена до нескольких километров.

Дополнительный четырехкнопочный передатчик (брелок) диапазона 433 МГц.
Предназначен для совместной работы с беспроводными системами дистанционного управления диапазона 433 МГц с ASK модуляцией. Поддерживает большое количество встраиваемых систем управления освещением и розеток с фиксированным и обучающим кодом. Например, таких как WOKEE и TELEIMPEX и им подобных. А так же систем построенных на микросхемах SC5262 / SC5272, HX2262 / HX2272, PT2262 / PT2272, EV1527, RT1527, FP1527, HS1527, SC5211, HS2260, SC1527, SC2262. Например, из каталога Мастер Кит MP911, MP912, MP913, MP426, MP324M, MP325M, MP326M, MA3484BM, MA3686B, MA0353A, MA8182, MA8183, MA8184, MA9801E27, MA9802E27, MA9803E27, MA9938G1, MA9938G2, MA9938G3, MA3171E, MA3272B, MA3373E, Came Top-434Na.
Количество подключаемых пультов к той или иной системе может быть не ограничено. Для подключения к беспроводной системе необходим мастер пульт.

Универсальный радиомодуль предназначен для DIY моделирования и экспериментов в области беспроводной радиосвязи на частоте 433МГц или 2.4 ГГц. Модуль построен на мощном, в масштабах Ардуино, микроконтроллере ATMEL MEGA328P и снабжен OLED экраном, что упрощает отладку программ и обеспечивает наглядность процессов. Через установленные разъемы к модулю можно легко подключить либо очень бюджетные радиомодули, работающие на частоте 433 МГц (приемник и передатчик), либо популярный модуль nRF24L01, работающий на частоте 2,4 ГГц. Несколько свободных выходов микроконтроллера выведены на контакты платы для подключения внешних устройств. Встроенная баттарея для автономных решений. Три кнопки для организации меню. Проект является открытым, его автор: http://rayshobby.net/rftoy/ На этом сайте можно найти дополнительные материалы, примеры и библиотеки, которые позволят легко стартовать свои собственные эксперименты.