Bouw een radiodatalink van 500 meter voor minder dan $ 40 - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Heeft u een watertank die u wilt meten of een dam of een poort? Wilt u een auto zien die over de oprit komt, maar geen kabels door de tuin trekken? Deze instructable laat zien hoe gegevens 500 meter kunnen worden verzonden met 100% betrouwbaarheid met behulp van picaxe microcontroller-chips en 315 Mhz of 433 Mhz radiomodules.

Stap 1: Schematisch:

De zender- en ontvangercircuits zijn vrij eenvoudig en gebruiken picaxe-chips. Deze microcontrollers met één chip kunnen analoge spanningen detecteren, dingen in- en uitschakelen en gegevens verzenden. Zie instructables https://www.instructables.com/id/Control-real-world-devices-with-your-PC/ en https://www.instructables.com/id/Worldwide-microcontroller-link-for-under -20/ voor een beschrijving van het programmeren van picaxe-chips. Met een radioverbinding en een interface naar een pc is het mogelijk om gegevens op afstand te detecteren en overal ter wereld te verzenden.

Stap 2: zender en antenne

Het prototype van de zender is gebouwd op een stuk prototypebord. Er zijn talloze laagvermogen 10mW RF-modules beschikbaar die goed werken tot een bereik van ongeveer 30 meter. Zodra het vermogen echter boven een halve watt komt, heeft de RF de neiging om terug in de picaxe-chip te komen en resets en ander vreemd gedrag te veroorzaken. Het antwoord is om de antenne van de module te verwijderen en de RF weg te nemen met 3 meter of meer 50ohm coax en een goede dipoolantenne te bouwen. Dit vergroot ook het bereik aanzienlijk.

Stap 3: Bouw een dipoolantenne met een balun

Bij de antenne zit een balun van coax kabel. Een balun is nodig, anders wordt het schild van de coax een antenne in plaats van de aarde en straalt het RF naar beneden in de buurt van de picaxe, wat het doel van de antenne verslaat. Er zijn veel balun-ontwerpen, maar ik heb voor deze gekozen omdat hij alleen stukjes coaxkabel gebruikt. Gangbare golflengten zijn 95,24 cm voor 315 Mhz en 69,34 cm voor 433 Mhz. De coaxlengtes zijn respectievelijk 1/4 en 3/4 van de golflengte. De dipooldraden zijn 1/4 van de golflengte. Dus voor de modules die ik gebruikte op 315 Mhz waren de coaxdraden 23,8 cm en 71,4 cm en de dipooldraden waren elk 23,8 cm.

Het coaxscherm en de kern zijn samengevoegd waar de coax in tweeën splitst. Bij de dipoolnoot zijn ook de schilden aangesloten. Als deze verbindingen in de weer zijn, moeten ze op de een of andere manier weerbestendig worden gemaakt - bijvoorbeeld met verf of niet-geleidende siliconen. Antennes werken het beste als ze minimaal 2 meter boven de grond staan. Erkenning en dank aan I0QM voor dit ontwerp.

Stap 4: Zendermodule

De zendermodule is verkrijgbaar op eBay voor ongeveer $ 14 op https://stores.ebay.com.au/e-MadeinCHN. Het stroomverbruik ligt rond de 100mA bij het zenden op 9V, en is vrijwel niets bij inactiviteit. De antenne is verwijderd om de dipool te bouwen, hoewel de module mogelijk in orde zou zijn met de antenne eraan als deze was gekoppeld aan een andere microcontroller. De coax vlecht wordt aangesloten op de module aarde die handig naast de antenne aansluiting zit.

Stap 5: Ontvangermodule

De ontvangermodule is een superheterodyne-eenheid die beschikbaar is voor ongeveer $ US5 in dezelfde ebay-winkel. Er zijn een aantal andere modules (inclusief superregeneratieve) die niet zo gevoelig zijn en het bereik niet geven.

Stap 6: Ontvangercircuit en Picaxe-code

De ontvangermodule is aangesloten op een picaxe zoals weergegeven in het schema. De antenne is een stuk draad van 23,8 cm, en om een dipool te maken en de gevoeligheid te vergroten, is een ander stuk draad van 23,8 cm aan de aarde van de module gesoldeerd. De zendercode is als volgt:main:serout 1, N2400, ("UUUUUUUUUUUUUTW", b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13) ' T en W = ascii &H54 en &H57 = 0100 en 0111 = gelijk aan 1s en 0s 'b0=willekeurig getal 'b1=willekeurig getal 'b2=naar apparaat 'b3=omgekeerd 'b4=berichttype 'b5=omgekeerd 'b6/b7 = data 1 en reverse 'b8, b9 = data 2 'b10, b11 = data 3 'b12, b13 = data 4 random w0 ' willekeurig getal gebruikt om berichten te identificeren bij gebruik van meerdere repeaters b2=5' naar apparaatnummer… b3=255-b2 b4= 126' willekeurig getal voor testen b5=255-b4 b6=0' willekeurig getal voor testen b7=255-b6 b8=1' willekeurig getal voor testen b9=255-b8 b10=2' willekeurig getal voor testen b11=255-b10 b12=3' checksum - elke waarde b13=255-b12 pauze 60000' zend eenmaal per minuut ga naar mainEn de ontvangercode:main: serin 4, N2400, ("TW"), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 b13=255-b13' inverse nogmaals nodig om er één echt te testen als b12=b13 dan voor b12=0 tot 55 hoog 2 pauze 100' flash led eenmaal per tweede voor am inute low 2 pauze 900 volgende endif ga naar mainDe zender verzendt eenmaal per minuut een pakket - eenmaal debuggen moet dit worden verlaagd tot elke 15 minuten of 30 minuten om interferentie met buren te voorkomen. De "ÂœUUUU"Â aan het begin van het pakket is binair voor 01010101 die de Rx-eenheid in evenwicht houdt. Het protocol gebruikt een vorm van Manchester-codering waarbij het aantal enen en nullen zo gelijk mogelijk wordt gehouden, en dit wordt gedaan door de inverse van elke byte te verzenden nadat de byte is verzonden. Zonder dit komen de pakketten soms niet door als ze veel binaire nullen verzenden. Een controlesom aan het einde moet geldig zijn voordat de gegevens worden verwerkt. De ontvanger knippert 55 seconden lang met een led wanneer een pakket wordt ontvangen en eenmaal debuggen kan dit worden gewijzigd in een andere bevestiging.

Stap 7: Lagere voedingsmodule en burenrelaties

Om de relaties met de buren tevreden te houden, vooral bij digitale tv, moet u de gegevens zo ver mogelijk sturen, maar niet verder. Men kan discussiëren over de wettigheid van zenders met een hoger vermogen, maar de beste oplossing is om de RF op uw eigendom te houden en gegevens niet vaak in korte pakketten te verzenden. Deze module met een lager vermogen kost de helft van de prijs en gaat ongeveer 200 meter. Het lagere vermogen heeft wel als voordeel dat er een antenne direct op de module kan worden gemonteerd en naast de picaxe kan worden gesoldeerd, zodat de coax en balun niet nodig zijn.

Bereiktests werden uitgevoerd door bomen en over een heuvel, wat verklaart waarom een module met de vermelding "4000m" slechts 500 meter ging. De volgende is een instructie over het bouwen van onafhankelijke zonne-energievoorzieningen die geschikt zijn voor deze eenheden, evenals sensoren zoals temperatuur, druk, vochtigheid, bodemvocht en tankniveaus.