Jelkód kommunikátorok (RFM69): 7 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ezek a „2 bites” (digitális) rádiókommunikátorok lehetőséget adnak arra, hogy jelezzék egymásnak (hol vannak, ha megtörténtek…), amikor egy nagy dobozbolt ellentétes végein vásárolnak; még akkor is, ha a mobiltelefonok nem rendelkeznek szolgáltatással vagy akkumulátor töltéssel.

RFM69 915MHz rádiómodulokat használnak. Nagyon hatékony, kis teljesítményű, digitális csomagkapcsolt kommunikációt használó rádiók. 100 méteren keresztül tudnak kommunikálni alacsony energiafogyasztással, mindössze 10 másodperces milliamperrel, és akár 1/2 kilométert vagy akár fél mérföldet is körülbelül 120 ma használatával.

Az RFM69 rádiómodulok sokkal hatékonyabbak nagyobb távolságokon, mint az NRF24L01 vagy az RFM12.

A még megbízhatóbb, hosszabb távoli kapcsolatok érdekében ezt a projektet a LoRa rádiómodulokhoz is hasonlóan el lehet készíteni. Van néhány LoRa eszköz (például egy RFM95), amelyek hasonló méretűek és interfészűek. De sokkal többe kerültek, ami számomra indokolatlan volt.

Az egységek digitális, 10-20 (hely?) Stílusú kérdés- és válaszkódokat támogatnak (lásd: wiki/Ten-code https://en.wikipedia.org/wiki/Ten-code); valamint opcionális Morse -kód. Az egységek nem támogatnak semmilyen hang (analóg) kommunikációt.

Hívóként is használhatók, 3 szintű figyelemfelkéréssel, amikor valaki lábadozik vagy a ház alatt dolgozik.

Ezen túlmenően nagyon szórakoztatóak lehetnek, különösen gyerekeknek vagy diákoknak.

1. lépés: Gyűjtse össze az alkatrészeket

Mivel a rádiómodul nem tudja kezelni az 5 V -os táp- vagy jelfeszültséget, 3,3 V -os MCU -kat kell használni. Azt is vegye figyelembe, hogy a rádiómodulok nagy teljesítményű „H” változatát használom.

Ez a lista 2 egység építésére szolgál.

• mennyiség 2 Pro Mini 3.3v Arduino MCU
• mennyiség 2 RFM-69HCW 915 MHz-es modul
• mennyiség 2 tok (elemtartó rekesz volt)
• mennyiség 2 db Li-ion 3,7 V 200+mah akkumulátor
• mennyiség 4 piros-zöld 5 mm-es közös katód kétszínű LED https://www.ebay.com/itm//112318970450 (fontos a vezetékek és a megszakítási feszültség)
• mennyiség 4 db 6x6x7,5 mm gombos kapcsoló
• mennyiség 2 Piezo aktív zümmögő
• mennyiség 2 db ellenállás … 270 Olm, 1,5 kOlm, ~ 5k
• mennyiség 2 0,1 uf monolitikus sapka

Választható

• mennyiség 2 db 3 mm -es fehér (vagy kék) LED
• mennyiség 2 db 3,5 mm -es Phono csatlakozó
• mennyiség 2 220uf teljesítményű szűrő kondenzátor
• nyalóka pálcika

Egyéb kellékek, amelyekre szüksége lehet

30ga huzal szilárd https://www.ebay.com/itm/142255037176, 26 g -os drót vagy 24 g -os sodrott, földeléshez és +V

22 g -os huzal, antennához

Egyéb: forrasztási kellékek, szalag, forró ragasztó, prototípus -készítő eszközök.

USB -TTL átalakító

Opcionális hardver:

Sztereó jack fülhallgató csatlakoztatására, hogy biztosan ne maradjon le a bejövő kommunikációról. Hordozható hangszóró erősítő is csatlakoztatható hozzá.

A kicsi (3 mm) fehér LED opcionális. Hozzáadtam, hogy ON jelzőként szolgáljon. Könnyű volt hozzáadni, mivel a Btn1 -hez vezetékeztem, amely egy belső ellenállástól kap meghajtóáramot (~ 37k). Ilyen kis meghajtás mellett ennek a LED -nek nagy hatékonyságúnak kell lennie. Zöld vagy esetleg kék LED használható, de nem sárga vagy piros, mivel feszültségcsökkenésük túl alacsony, és úgy tűnik, mintha megnyomnák a gombot. Nem használnám a zöldet, mivel ezt a színt egyébként jelzési információkhoz használják.

A phono jack is elhagyható. Ez az eszköz nem okoz nagy zajt, de ha aggódik mások figyelmének felkeltése érdekében, akkor lehetővé teszi a fülhallgató használatát. Alternatív megoldásként egy darab scotch szalag a hangnyílás felett hatékony.

Annak érdekében, hogy minden mérés egyszerű és pontos legyen, nagyon szeretem ezt az olcsó féknyerget.

2. lépés: Építse fel az MCU-rádió alrendszert

Csatlakoztassa a rövid vezetékeket az MCU csapokhoz: 10, 11, 12, 13; közepes hosszúságú huzal a 2 -es tűhöz.

Adjon hosszú (4-5 hüvelyk) részt a használni kívánt MCU I/O csapjaihoz (csapok: 3-9). 30 AWG mérőt és különböző színeket használtam a perifériás típusokhoz. Ez a kis átmérőjű huzal képes kezelni a 100 milliampernél kisebb jeleket, mégis elég kicsi és elég hajlékony (és erősen ajánlott), hogy megkönnyítse a szoros összeszerelést.

Csatlakoztasson egy földelőt és egy Vcc vezetéket is (26ga -t használtam, ezek a kékek a fotókon). Ezek a vezetékek nagyobb áramot hordoznak, ezért használjon nagy mérőt a feszültségcsökkenés (és a lehetséges zajjel sugárzás) csökkentésére.

Csatlakoztassa az MCU-t az RFM-69 kártyához. A hosszú vezetékek kivételével minden hozzá megy.

Hajtsa le a rádiótáblát az MCU panel fölé. A táblák között nem lehet rövidnadrág. Ha úgy tűnik, hogy a rövid távú lehetőségek reálisak, használjon egy közbenső szalagot vagy műanyag fóliát.

Illessze az antenna vezetéket (22-24ga. 80mm) a rádiókártyára, amint az a fotón látható.

3. lépés: Fejlesztési tesztelés

Ezen egységek megvalósításához kihagyhatja ezt a részt. Akit érdekel, ez egy kicsit több információt ad arról, hogyan kerültem oda.

A 915 MHz -es ¼ hullámhossz 82 mm. A Sparkfun.com bemutatója 78 mm használatát javasolja. Megértem, hogy az antennatechnika azt mondja, hogy amikor az antenna másfél hullámhosszon belül van a földtől, az antennája úgy fog viselkedni, mint ~ 5% -kal hosszabb, mint amilyen. Ami a 915Mhz -t illeti, ez kevesebb, mint egy láb, és általában ezt a készüléket sokkal magasabbra használja a talajtól, mint én, ezt a 78 mm -es hosszúságot elutasítom. Vannak azonban más tényezők is, amelyek hasonló hatásokat okozhatnak, ésszerűnek tartják, ha a ¼ hullámhossznál rövidebbet használunk. Kompromisszumot kötöttem, és összesen 80 mm -re vágtam le az antennavezetékeimet (beleértve a NYÁK -on átmenő részt). A megfelelő vizsgálóberendezéssel jobban optimalizálhatja az antenna hosszát az egységhez, de csak kisebb javulásokat várok.

A beállítások után körülbelül 250 m maximális hatótávolságot kaptam, néhány akadályt. 150 méteren túl az antenna tájolása és helyzete egyre fontosabbá vált.

Amikor teljes dipólus típusú antenna -konfigurációt (függőleges 80 mm -es aktív elemet használtam lefelé mutató 80 mm -es földelővezeték -elemmel szemben) használtam egy egységhez, próba -hiba pozicionálással, akár 400 méterig, több fával és egy ház között, és szilárd kétirányú kommunikáció ½ távolságra, a távoli egységek helyzetétől vagy tájolásától függetlenül.

4. lépés: A Projektdoboz előkészítése

Ennek a projektnek a felépítése egy kis doboz használatával meglehetősen nehéz. Van tapasztalatom sok egyedi elektronikus gizmo építésében otthoni, ipari és repülőipari projektekhez. A kezdő inkább nagyobb konténerdobozt használhat, ami jelentősen megkönnyíti az építést. Végül is élvezetet keresünk, nem csalódást. BTW, észrevehet kisebb eltéréseket az általam készített egységek fotóin.

Tisztítsa meg a doboz belsejének nagy részét. Vésővel vagy X-acto késsel vágjon le két bordát a jobb oldalon és egyet a bal oldalon. (lásd a doboz belsejének fotóját előtte és utána)

Melegítse fel az X-acto vagy a vágókés végét (~ 15 másodpercig öngyújtóval), és vágja le az egyik nagy oszlopot a tok belsejében, a másik kettőt pedig körülbelül 1/8 hüvelykre. Miután felhelyeztem a kapcsolót, annyira megolvasztottam ezt a két oszlopot, hogy a kapcsolót a helyén tartsam.

Maszkolószalagot használtam a dobozon a lyukak helyének jelölésére. Lásd a fenti fotókat.

Annak érdekében, hogy a lyukak fúrása a jelölésen maradjon, először egy nyíllal jelöltem a foltokat, majd 1/16 bit segítségével fúrtam minden helyet, majd végül minden lyukat a kívánt méretre fúrtam.

Fúrja ki a lyukakat a gombok, az audio és a LED -ek számára a tokban. A fő LED -ek két lyukának teteje 13/64”(5 mm), és 10 mm -re vannak a széltől. A hanglyukak (hangjelzés) és az opcionális „On” LED furatai 3 mm-esek. 10 mm -re vannak a tetejétől. A kis led 7 mm -re van az oldaltól. A hangnyílás oldalról oldalra van középen. A gombok oldalán lévő lyukak 9 mm -esek (3,5 mm). Az egyik gomb 10 mm -re van a tetejétől, a másik 20 mm -re. A gomblyukak belsejét kézzel, 1/4”-os fúróval ferdén vágtam le, hogy biztosítsam, hogy a gombok ne ragadjanak le nyomva.

Ha külső fejhallgatóhoz vagy hangszóróhoz phono aljzatot használ, akkor ki kell nyitnia az alján lévő lyukat 15/64”-ra. Az anyag meglehetősen vastag, és ha egyszerűen ki akarja fúrni, akkor túl közel van a széléhez. Tehát először fúrjon egy 1/16 lyukat, amelynek középpontja körülbelül 16 hüvelyk a meglévő lyuk szélétől. Ezután növelje meg a lyukat egy 7/16 hüvelykes bittel. Egy éles kis pengével (~ Xacto) vágja le az anyagot úgy, hogy a két szomszédos lyuk nagyjából egy legyen. Használjon Dremel spirálrágót vagy patkány farokreszelőt, hogy a lyukak jól kerek lyukat képezzenek, és egy fúró könnyen középpontba kerülhessen. A lyuknak ekkor majdnem a 15/64. (Ezen a ponton van egy fénykép a lyukról.) Most fúrja ki egy 15/64”bit segítségével. Nem lenne „szörnyű”, ha ¼ bitet használna.

5. lépés: Perifériás I/O alkatrészek csatlakoztatása

Ügyeljen arra, hogy a tok határain belüli forrasztáskor ne hagyja véletlenül, hogy a vasaló bármely része hozzáérjen, és így megolvadjon a doboz egy része, különösen annak külső széle mentén.

A gombok

Rögzítse a gombokat kis mennyiségű ragasztóval, miközben elhelyezi őket. A forró ragasztó rendben van, a vékony ragasztó (például a szuperragasztó) bejuthat a gombba, ami működésképtelenné teszi. Vegye figyelembe, hogy mindegyik gombhoz eltávolítottam egy lábat (redundáns, nem csatlakoztam); meghajlította őket, hogy ne ragadjanak ki túlságosan; és csatlakoztatta a két alsó tűt a gombok közé. A gombok úgy vannak elhelyezve, hogy a belsőleg csatlakoztatott lábak vízszintesen egymással szemben vannak.

Hajlítsa meg a 3 mm -es „be/ki” LED vezetékeit úgy, hogy a Btn1 -en keresztül összekapcsolható legyen, a katódja pedig a föld felé menjen. Ez talán a legbonyolultabb összeszerelési kérdés.

Jelölje meg a LED -ek oldalát a piros anód mellett. Vágja le a két anód (külső) vezetékét körülbelül ¼ hüvelykre. tájékoztassa őket a jelzett (piros) felvezetővel felfelé. Hagyja hosszú ideig a középső vezetéket, később meghajolva csatlakoznak a gombok földi oldalához. Lásd a fényképeket.

Csatlakoztassa az ellenállásokat.

Ne használja egyszerűen a LED -ek értékellenállásait. Több mint egy éve vettem a LED -eimet, nem pontosan a fent felsoroltakat. Mivel a LED hatékonysága nagymértékben változik, tesztelje a rezisztencia értékeket a kezében lévő LED -ekkel való használatra. Válasszon ellenállásokat a kívánt fényerősséghez, ha a hajtás feszültsége 3 és 3,3 volt között van (előnyösen 3,2 V). A tápfeszültség teszteléséhez használhat két 1,5 V -os elemet sorban, vagy egy nagy digitális kimenetet egy 3,3 V -os Arduino chipről. Győződjön meg arról, hogy jó sárga színű lesz, amikor a piros és a zöld elemeket vezeti. Vágja le és forrasztja az ellenállásokat a LED -ekhez hasonlóan, mint a képeken.

Az egyik készüléken Popsicle botot használtam távtartóként a két fő LED körül, hogy ne ragadjanak ki annyira. Ez szigorúan személyes preferencia. Ennek negatív mellékhatása van, mivel csökkenti a LED -ek tényleges fényerejét / látószögét.

Tegyen ragasztót a zümmögő külső szélére, és ragassza a fő LED -ek közé (+ jobbra). Állítsa be helyzetét úgy, hogy egy vonalba kerüljön a ház lyukával, mielőtt rögzíti a helyén.

A be-/kikapcsoló a rögzítő furatoszlopok megolvasztásával a helyén marad. Ehhez a fűtött hegyet egy kis csavarhúzóhoz használtam.

A phono jack anyja nem rögzül, ezért használjon forró ragasztót a másik végén, hogy rögzítse.

Csatlakoztassa a földet a gombok és a LED -ek mentén.

Készítsen elő egy plusz és mínusz ólmot (~ 24 g. Szilárd) úgy, hogy a vágott végeket kalapáccsal kétszer olyan szélesre fogja fel, mint amilyen vastag. A végeiknek könnyen, de szorosan be kell menniük az akkumulátor csatlakozójába. Természetesen, ha rendelkezik vagy talál egy összekötő kábelt, amelyet az akkumulátorhoz kell csatlakoztatni, akkor ezt mindenképpen használja.

Csatlakoztassa a be/ki kapcsolót, a phono jack -et, a hangjelzőt és a tápkábeleket. Lásd a korábbi kapcsolási rajzot.

Van egy kis kondenzátorom a phono csatlakozásokon. Ezt ki lehet hagyni, mivel megszűnik a szoros illeszkedés. Célja, hogy megakadályozza az alacsony zümmögést a kimenetben.

Miután a gombokat (valamint a ki- és bekapcsoló kapcsolót és a hangcsatlakozót) teljesen bekötötték és forrasztották, forró ragasztóval helyezze őket a helyükre, hogy ne mozduljanak el még széles használat után sem.

6. lépés: A végleges összeszerelés

Itt az ideje, hogy csatlakoztassa az MCU-rádió alrendszert a tokhoz az I/O eszközökkel.

Csatlakoztassa az MCU-rádió alrendszert.

Szükség szerint vágja le a vezetékeket, elegendő játékot hagyva bennük, hogy az alrendszer -szerelvény eléggé el legyen távolítva a huzalok másik végének forrasztásához.

Ügyeljen arra, hogy a vezetékeket a fő LED -hez csatlakoztassa a megfelelő piros/zöld vezetékekhez, és különösen a bal/jobb kapcsolat megfelelő legyen. A LED -ek balról jobbra fordulnak, miközben a tok belsejében nézi, hogyan tartja és használja a kommunikátort. (hacsak nem az ellenkező oldallal felfelé néző egységeket kívánja használni, ahogyan ezt egy balkezes személy is megteheti).

Helyezze a helyére az MCU-rádió alrendszert, és nyomja le, szükség szerint hajtogatva a vezetékeket a tokba; ellenőrizze, hogy nincs -e rövidnadrág. Szükség esetén tegyen alá egy darab elektromos szalagot.

Ezt az egységet összeszerelt állapotban is átprogramozhatja, amint az a következő részben látható, egy ideiglenesen csatlakoztatott FDDI -vel rövid kábelen keresztül. Győződjön meg arról, hogy az USB letöltőkábel Vcc szintje 3.3v, nem 5v!

Csatlakoztassa az akkumulátort, csúsztassa vissza és próbálja ki, mivel már letöltötte a szoftvert. Ügyeljen arra, hogy az akkumulátor ne nyomja meg az MCU kártya alaphelyzetbe állító gombját.

BTW, a 300 mAh -s akkumulátornak körülbelül 12 órányi üzemidőre van szüksége, mielőtt újratöltenie kell.

7. lépés: A szoftver és az eszköz jellemzői és működése

Ennek a projektnek a másik fő része, amelytől függ a működése, a szoftverprogramozás. De én mindent megoldottam, így nem kell.

Könnyen megtalálhatja az utasításokat a vázlat letöltéséhez a Pro mini Arduino -hoz máshol. Állítsa be az Arduino IDE-t a megfelelő eszközre és működési frekvenciára, különben rossz hangot és esetleg helytelen viselkedést fog kapni. Ügyeljen arra, hogy 3,3 V-os (nem 5 V-os) USB-TTL átalakítót használjon. Az egységet ki kell kapcsolni. Látható, hogy derékszögű fejlécet tettem a letöltőkábel végére, majd behelyeztem az MCU -kártya megfelelő lyukaiba, és hagytam, hogy az egység lelógjon róla, fenntartva a jó, de ideiglenes kapcsolatot.

Az RMF69 könyvtárát is telepítenie kell; lásd "Az RFM69 könyvtár telepítése" ezen az oldalon.

Szerkessze megfelelően (lásd az alábbi kódrészletet), fordítsa le és töltse le a mellékelt Two_bit_Comm vázlatot.

// !!!! Ennek a csomópontnak a címei. Fordítsa vissza az azonosítókat a második csomóponthoz !!!!

#define MYNODEID 1 // Saját csomópont azonosítója (0 - 255) #define TONODEID 2 // Célcsomópont azonosítója (0 - 254, 255 = broadcast)

A szoftver kihasználja a rádiómodulok „H” nagy teljesítményű változatát, először közepes teljesítményt használva, majd nem kaphat visszaigazolást, és maximális erővel próbálkozik. Nem tudom, de azt várnám, hogy ez a művelet ne okozzon problémát, ha a rádiók nem nagy teljesítményű változatát használnánk.

Működési dokumentáció

Inicializálás, bekapcsoláskor:

Amikor az egység újraindul, inicializálja az összes hardvert és szoftvert, és elküldi a mód és az opció beállításait a másik egységnek, szinkronban tartva azokat. Egy rövid hangjelzés hallható, majd ha ez a kezdeti kommunikáció sikeres, akkor egy másik hangjelzés és egy zöld fény világít. Ha ezen a ponton a kommunikáció sikertelen, nem hallható második sípszó, és vörös lámpa világít. Ha a kommunikáció sikertelen, akkor a másik egység valószínűleg hatótávolságon kívül van, ki van kapcsolva vagy lemerült. A hiba elfogadása előtt többször próbálkoznak és növelik a maximális átviteli teljesítményt.

1. mód-10-20 Típus Komm

• Helló
• Segítségre van szükségem
• SEGÍTSÉG!
• Kész ? Indulásra kész ?
• Merre vagy ?
• Hívj.
• Kérlek ismételd meg

Meghatározzák a megfelelő válaszlehetőségeket is. Beleértve a "Terület típusa" és a "Szakasz típusa" válaszokat a "Hol vagy?" kéréseket.

Meg kell jegyezni, hogy türelmesnek kell lennie, amikor a készülék választ ad, mivel a gombnyomásokat ez idő alatt figyelmen kívül hagyja.

2. mód - lehetővé teszi a Morse -kód kommunikációját

Egy- és kétkulcsos stílus egyaránt támogatott.

A mellékelt "Two_bit_Comm_user_Manual" dokumentum tartalmazza a szoftver által támogatott funkcionális működés teljes részleteit.