Signaalkoodiga suhtlejad (RFM69): 7 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Need „2-bitised” (digitaalsed) raadiosaatjad on vahendid, mis annavad märku üksteisele (selle kohta, kus nad on; kui see on tehtud …), kui ostate suure kasti poe vastasotstes; isegi siis, kui mobiiltelefonidel pole teenust ega aku.

Kasutatakse RFM69 915MHz raadiomooduleid. Need on väga tõhusad, väikese võimsusega raadiod, mis kasutavad digitaalset pakettkommunikatsiooni. Nad suudavad suhelda üle 100 meetri, kasutades väikest energiat, vaid 10s milliampi ja umbes 1/2 kilomeetrit või isegi 1/2 miili, kasutades umbes 120 ma.

RFM69 raadiomoodulid on palju tõhusamad ja tõhusamad suurematel vahemaadel kui NRF24L01 või RFM12.

Veelgi usaldusväärsemate ja kaugemate ühenduste jaoks võiks selle projekti sama hästi teha kasutatud LoRa raadiomoodulitega. Seal on mõned sarnase suuruse ja liidesega LoRa -seadmed (näiteks RFM95). Kuid need maksavad palju rohkem, mis minu jaoks oli põhjendamatu.

Üksused toetavad komplekti digitaalseid 10-20 (asukoht?) Stiilis küsimuste ja vastuste koode (vt wiki/Ten-code https://en.wikipedia.org/wiki/Ten-code); samuti valikuline Morse kood. Seadmed ei toeta ühtegi kõne (analoog) ühendust.

Neid saab kasutada ka 3 -astmelise tähelepanutaotlusega piiparina, kui keegi paraneb või töötab maja all.

Lisaks võivad need olla väga lõbusad, eriti lastele või õpilastele.

Samm: koguge komponente

Kuna raadiomoodul ei saa 5 V toite- või signaalipinget käsitseda, peate kasutama 3,3 V MCU -sid. Pange tähele ka seda, et kasutan raadiomoodulite suure võimsusega H -versiooni.

See nimekiri on mõeldud 2 ühiku ehitamiseks.

• kogus 2 Pro Mini 3.3v Arduino MCU
• kogus 2 RFM-69HCW 915MHz moodulit
• kogus 2 Korpus (pidi olema patareipesa)
• kogus 2 Li-ion 3,7v 200+mah akud https://www.ebay.com/itm/311682151405 (7x20x30mm, ~ maksimaalne kasutatav suurus 9x24x36mm)
• kogus 4 punakasrohelist 5 mm ühise katoodiga kahevärvilist LED-i https://www.ebay.com/itm//112318970450 (juhtmestik ja rikkepinge on oluline)
• kogus 4 6x6x7,5mm nupulülitit
• kogus 2 Piezo aktiivne helisignaal
• kogus 2 takisti … 270 Olm, 1,5kOlm, ~ 5k
• kogus 2 0,1 uf monoliitne kork

Valikuline

• kogus 2 3 mm valget (või sinist) LED -i
• kogus 2 3,5 mm Phono pesa
• kogus 2 220uf toitefiltri kondensaatorit
• Popsicle stick

Muud tarvikud, mida võite vajada

30ga traat tahke https://www.ebay.com/itm/142255037176, 26ga traat tahke või 24 ga ahelaga, jahvatamiseks ja +V

22ga traat, antenn

Muu: jootetarbed, lint, kuum liim, prototüüpimise tööriistad.

USB -TTL -muundur

Valik riistvara:

Stereopistik kõrvaklappide ühendamiseks, et sissetulev side kindlasti vahele ei jääks. Sellega saab ühendada ka kaasaskantava kõlari võimendi.

Väike (3 mm) valge LED on valikuline. Lisasin selle SISSE -indikaatoriks. Seda oli lihtne lisada, kui ühendasin selle üle Btn1, millele antakse sisemise takisti ajamivool (~ 37k). Sellise väikese ajamiga peab see LED olema väga tõhus. Võib kasutada rohelist või võib -olla sinist LED -i, kuid mitte kollast või punast, kuna nende pingelangus on liiga madal ja see näeks välja nagu nupule vajutamine. Ma ei kasutaks rohelist, kuna seda värvi kasutatakse muul viisil teabe edastamiseks.

Fono pesa võib ka välja jätta. See seade ei tekita palju müra, kuid kui olete mures teiste tähelepanu äratamise pärast, pakub see võimalust kasutada kõrvatelefoni. Teise võimalusena on efektiivne helipildi auk auku kohal.

Et kõik mõõtmised oleksid lihtsad ja täpsed, meeldib mulle see odav nihik väga.

2. samm: ehitage MCU-raadio allsüsteem

Ühendage lühikesed juhtmed MCU tihvtidega: 10, 11, 12, 13; keskmise pikkusega traat tihvti 2 külge.

Lisage pikad (4–5 tolli) kasutatava MCU I/O tihvtidele (tihvtid: 3–9). Perifeersete tüüpide jaoks kasutasin 30 AWG gabariiti ja erinevaid värve. See väikese läbimõõduga traat suudab hallata signaale, mis on väiksemad kui 100 milliampi, kuid samas on see piisavalt väike ja piisavalt painduv (ja väga soovitatav), et hõlbustada tihedat kokkupanekut.

Ühendage ka maandus ja Vcc juhtmed (kasutasin 26ga, need on fotodel sinised). Need juhtmed kannavad rohkem voolu, nii et kasutage pingelanguse (ja võimaliku mürasignaali kiirguse) vähendamiseks suurt gabariiti.

Ühendage MCU RFM-69 plaadiga. Sellele lähevad kõik peale pikkade juhtmete.

Pöörake raadioplaat üle MCU -plaadi alla. Laudade vahel ei tohiks olla lühikesi pükse. Kui näib, et lühike potentsiaal on tõeline, kasutage vahepealset lint- või plastlehte.

Lisage antennijuhe (22-24ga. 80mm) raadiolauale, nagu fotol näha.

3. samm: arengu testimine

Nende üksuste rakendamiseks võite selle jaotise vahele jätta. Huvilistele annab see natuke rohkem teavet selle kohta, kuidas ma sinna jõudsin.

Lainepikkus 915 MHz on 82 mm. Sparkfun.com õpetus soovitab kasutada 78 mm. Ma saan aru, et antennitehnika ütleb, et kui antenn asub maapinnast ½ lainepikkuse piires, käitub teie antenn nii, nagu oleks see ~ 5% pikem kui see on. Mis puutub 915 MHz, siis see oleks väiksem kui jalg ja tavaliselt kasutate seda seadet maapinnast palju kõrgemal, siis ma jätan selle 78 mm pikkuse kõrvale. Siiski on ka teisi tegureid, mis võivad põhjustada sarnaseid mõjusid, pidades mõistlikuks kasutada vähem kui täpselt ¼ lainepikkust. Olen teinud kompromisse ja lõiganud oma antennijuhtmed kokku 80 mm (sh trükkplaati läbiva osa). Nõuetekohase testimisseadmega saaksite oma antenni pikkust oma seadme jaoks paremini optimeerida, kuid ma ootaksin ainult väikeseid parandusi.

Pärast reguleerimist sain umbes 250 m maksimaalse vahemiku koos mõnede takistustega. Üle 150 meetri sai antenni suund ja asukoht üha olulisemaks.

Kui kasutasin ühe seadme jaoks täielikku dipooltüüpi antenni konfiguratsiooni (vertikaalne 80 mm aktiivne element allapoole suunatud 80 mm maandusjuhtme elemendi vastas), sain katse -eksituse positsioneerimisega kuni 400 meetrit koos mitme puu ja majaga, ja stabiilne 2-suunaline ühendus ½ kaugusel sellest kaugusest sõltumata kaugseadmete asukohast või suunast.

Samm: valmistage ette projektikast

Selle projekti ehitamine väikese kasti abil on üsna keeruline. Mul on kogemusi paljude paljude kohandatud elektrooniliste gizmo ehitamisel kodu-, tööstus- ja kosmosetööstuse projektide jaoks. Algaja võib pigem kasutada suuremat konteinerkasti, muutes ehitamise palju lihtsamaks. Lõppude lõpuks otsime naudingut, mitte pettumust. BTW, võite märgata väikseid erinevusi minu ehitatud üksuste fotodel.

Puhastage suur osa karbi sisemusest. Lõika peitli või X-acto noaga ära kaks ribi paremalt ja üks vasakult. (vt fotot karbi sisemusest enne ja pärast)

Kuumutage X-acto või koorimisnuga otsa (umbes 15 sekundit tulemasinat kasutades) ja lõigake üks suur postitus korpuse sees ära ja laske ülejäänud kaks umbes 1/8 tolli. Kui lüliti paigaldasin, sulatasin need kaks posti piisavalt, et lülitit paigal hoida.

Aukude asukohtade märkimiseks kasutasin karbil maskeerivat linti. Vaadake ülaltoodud fotosid.

Selleks, et aukude puurimine jääks tähisele, märgistasin esmalt täpid noolega, seejärel puurisin kõik kohad 1/16 bitiga, seejärel puurisin iga augu soovitud suuruseks.

Puurige korpuses olevad nupud, heli ja LED -id augud. Peamiste valgusdioodide kaks auku peal on 13/64 tolli (5 mm) ja servast 10 mm kaugusel. Heli (piiksumüra) ja lisavarustusse kuuluva „On” LED-i augud on 1/8”(3 mm). Need on 10 mm kaugusel ülaosast. Väike LED on 7 mm kaugusel küljest. Heliauk on tsentreeritud küljelt küljele. Nuppude augud küljel on 9/16”(3,5 mm). Üks nupp on 10 mm kaugusel ülaosast, teine 20 mm kaugusel. Lõikasin nööpaukude sisekülje käsitsi 1/4”puuriga, et nupud ei jääks alla vajutades kinni.

Kui kasutate väliste kõrvaklappide või kõlarite jaoks fonopistikut, peate avama olemasoleva augu allosas 15/64”. Siinne materjal on üsna paks ja lihtsalt selle väljapuurimisel tekiks auk liiga servale. Niisiis, puurige esmalt 1/16 auk, mille keskpunkt on umbes 16 tolli kaugusel olemasoleva augu servast. Seejärel suurendage seda auku 7/16 tolli abil. Terava väikese teraga (~ Xacto) lõigake materjal ära nii, et kaks külgnevat auku on ligikaudu üks. Kasutage Dremeli spiraalrassi või roti sabaviili nii, et augud moodustaksid hästi ümmarguse augu, nii et puur oleks hõlpsasti tsentreeritav. Auk peaks sellel hetkel olema peaaegu 15/64. (Aukust on siinkohal foto) Puurige see nüüd välja 15/64”bitiga. See ei oleks "jube", kui kasutate ¼ bitti.

Samm: perifeersete I/O komponentide kinnitamine

Veenduge korpuse piires jootmisel, et te ei lase tahtmatult triikraua osadel kokku puutuda ja seega sulada osa karbist, eriti piki selle välisserva.

Nupud

Kinnitage nupud nende paigutamisel väikese koguse liimiga. Kuum liim on korras, õhuke liim (nagu superliim) võib sattuda nupule, muutes selle kasutuskõlbmatuks. Pange tähele, et olin eemaldanud ühe jala igale nupule (üleliigsed, ma ei loonud ühendust); painutas neid nii, et need ei jääks liiga palju välja; ja ühendas nuppude vahele kaks alumist tihvti. Nupud asuvad nii, et sisemiselt ühendatud jalad on horisontaalselt üksteise vastas.

Painutage 3 mm sisse/välja LED -i juhtmed nii, et seda saab ühendada risti Btn1, selle katood läheb maapinnale. See on võib -olla kõige keerulisem kokkupaneku küsimus.

Märkige valgusdioodide külg punase anoodi kõrval. Lõigake kaks anoodi (väljastpoolt) umbes ¼ tolli. suunake need märgistatud (punase) pliiatsiga ülespoole. Jätke keskkaabel pikaks, need on hiljem painutatud, et ühendada nuppude maapinnaga. Vaadake fotosid.

Kinnitage takistid.

Ärge kasutage lihtsalt väärtustakistusi, mida tegin LED -ide jaoks. Ostsin oma LED -id rohkem kui aasta tagasi, mitte täpselt need, mis eespool loetletud. Kuna valgusdioodide efektiivsus on väga erinev, kontrollige oma käes olevate valgusdioodidega kasutamiseks takistite väärtusi. Valige soovitud heleduse jaoks takistid ajamipingega 3 kuni 3,3 volti (eelistatud 3,2 V). Toitepinge testimiseks võite kasutada kahte 1,5 V akut järjestikku või kõrget digitaalset väljundit 3,3 V toitega Arduino kiibist. Veenduge, et punase ja rohelise elemendiga sõites saate hea tõelise kollase värvi. Kärpige ja jootke takistid valgusdioodide külge sarnaselt fotodele.

Ühel seadmel kasutasin Popsicle pulka kahe peamise LED -i vahekaugusena, nii et need ei paistnud nii palju välja. See on rangelt isiklik eelistus. Sellel on negatiivne kõrvalmõju, mis vähendab nende valgusdioodide tegelikku heledust / vaatenurka.

Pange liimi mööda sumisti välisserva ja kleepige see peamiste valgusdioodide vahele (+ paremale). Enne selle kinnitamist reguleerige selle asend nii, et see joonduks korpuse avaga.

Sisse/välja lüliti hoitakse paigal, sulatades kinnitusava postid alla. Kasutasin selleks kuumutatud otsa väikese kruvikeeraja jaoks.

Fonopistiku mutter ei kinnitu, seega kasutage selle kinnitamiseks vastupidises otsas kuuma liimi.

Ühendage maandus mööda nuppe ja LED -e.

Valmistage pluss- ja miinusjuht (~ 24ga. Tahke), lõigates otsad haamriga, nii et need oleksid kaks korda laiemad kui paksud. Nende otsad peaksid seejärel kergesti, kuid tihedalt aku pistikusse minema. Muidugi, kui teil on või leiate akuga ühendamiseks mõeldud ühenduskaabli, kasutage seda igal juhul.

Ühendage sisse/välja lüliti, fonopistik, summer ja toitejuhtmed. Vaadake varasemat ühendusskeemi.

Mul on väike kondensaator fonoühenduste kohal. Selle võib välja jätta, kuna see ei lähe tihedalt kinni. Selle eesmärk on vältida väljundis madalat suminat.

Kui nupud (nagu ka sisse/välja lüliti ja fonopistik) on täielikult ühendatud ja joodetud, liimige need kuumalt oma kohale, nii et need ei liiguks isegi pärast laialdast kasutamist.

6. samm: lõplik komplekteerimine

On aeg ühendada MCU-raadio allsüsteem I/O-seadmetega korpusesse.

Ühendage MCU-raadio alamsüsteem.

Kärpige juhtmeid vastavalt vajadusele, jättes neile piisavalt mängu, nii et alamsüsteem saaks olla piisavalt teelt väljas, et võimaldada juhtmete teiste otste jootmist.

Ühendage juhtmed põhi -LED -iga kindlasti õigete punaste/rohelistega ja eriti parem/vasak suhe. LED -id pöörduvad vasakult paremale, kui vaatate korpuse sisse, kuidas suhtlejat hoida ja kasutada. (välja arvatud juhul, kui kavatsete kasutada seadmeid nii, et vastaskülg on teie poole suunatud, nagu võiks teha vasakukäeline).

Liigutage MCU-raadio alamsüsteem oma kohale ja vajutage seda alla, voldides juhtmed vastavalt vajadusele korpusesse; kontrollige, kas lühikesi pükse ei tehta. Vajadusel asetage selle alla tükk elektrilinti.

Saate selle seadme kokkupanduna ümber programmeerida, nagu on näha järgmises osas, kasutades lühikese kaabli kaudu ajutiselt kinnitatud FDDI -d. Veenduge, et Vcc tase USB -allalaadimiskaablist on 3,3 V, mitte 5 V!

Paigaldage aku, libistage tagakülg sisse ja katsetage seda, kui olete sellele juba tarkvara alla laadinud. Olge ettevaatlik, et aku ei vajutaks MCU -plaadi lähtestusnuppu.

BTW, 300 mAh aku peaks enne laadimist vastu pidama umbes 12 tundi.

Samm 7: Tarkvara ja seadme omadused ja toimimine

Selle projekti teine suurem osa, millest selle toimimine sõltub, on tarkvara programmeerimine. Kuid ma olen selle kõik välja töötanud, nii et te ei pea seda tegema.

Visandite allalaadimiseks Pro mini Arduinole leiate mujalt hõlpsalt juhiseid. Seadke oma Arduino IDE õigele seadmele ja töösagedusele, vastasel juhul saate halva heli ja võib-olla ka vale käitumise. Kasutage kindlasti 3,3 V (mitte 5 V) USB-TTL-muundurit. Seade peaks olema välja lülitatud. Näete, et panin allalaadimiskaabli otsa täisnurga päise ja seejärel sisestasin selle MCU -plaadi vastavatesse aukudesse ja lasin seadmel selle küljes rippuda, säilitades piisavalt hea, kuid ajutise ühenduse.

Samuti peate RMF69 jaoks raamatukogu installima; vaadake "RFM69 kogu paigaldamine" sellel lehel.

Muutke sobivalt (vt koodisegment allpool), kompileerige ja laadige alla lisatud Two_bit_Comm visand.

// !!!! Selle sõlme aadressid. PÖÖRDA TEISE NODU ID -d !!!!

#define MYNODEID 1 // Minu sõlme ID (0 kuni 255) #define TONODEID 2 // Sihtkoha ID (0 kuni 254, 255 = ringhääling)

Tarkvara kasutab ära raadiomoodulite suure võimsusega versiooni „H”, kasutades esialgu keskmist võimsust ja seejärel ei saa see maksimaalse võimsusega tagasi saada kinnitust. Ma ei tea, kuid eeldan, et see toiming ei tekita probleeme, kui kasutatakse raadioühenduse mittevõimsat versiooni.

Operatiivne dokumentatsioon

Initsialiseerimine sisselülitamisel:

Kui seade taaskäivitub, lähtestab ta kogu oma riist- ja tarkvara ning saadab oma režiimi ja suvandi seaded teisele seadmele, hoides need sünkroonis. Kõlab üks lühike piiks ja kui see esialgne suhtlus õnnestub, kostab teine piiks ja süttib roheline tuli. Kui sellel hetkel side ebaõnnestub, ei kostu teist piiksu ja süttib punane tuli. Kui side ebaõnnestub, on tõenäoliselt teine seade levialast väljas, toide välja lülitatud või aku tühi. Enne tõrke aktsepteerimist proovitakse mitu korda uuesti proovida ja suurendada maksimaalset edastusvõimsust.

Režiim 1-10-20 Tüüp Komm

• Tere
• Vajad abi
• ABI!
• Valmis? Valmis minema ?
• Kus sa oled ?
• Helista mulle.
• Palun Korda

Samuti on määratletud asjakohased vastamisviisid. Sealhulgas "Piirkonna tüüp" ja "Jaotüüp" vastused küsimusele "Kus sa oled?" taotlusi.

Tuleb märkida, et peate olema kannatlik, kui seade kuvab vastust, kuna selle aja jooksul nupuvajutusi eiratakse.

Režiim 2 - võimaldab morsekoodiga suhtlemist

Toetatakse nii ühe klahvi kui ka kahe võtmega stiili.

Lisatud dokument "Two_bit_Comm_user_Manual" hõlmab kõiki tarkvara toetatud funktsionaalse toimimise üksikasju.