Како повезати рфм69хцв РФ модул са ардуином за бежичну комуникацију

Када је реч о давању пројеката бежичним могућностима, хибридни предајник и пријемник АСК од 433 МХз је уобичајени избор међу инжењерима, програмерима и хобистима због своје ниске цене, једноставних библиотека и подршке заједнице. Такође смо изградили неколико пројеката попут РФ аутоматизоване кућне аутоматизације и бежичног звона на вратима користећи овај РФ модул од 433 МХз. Али често АСК хибридни предајник и пријемник једноставно нису довољни, мали је домет и једносмерна природа комуникације чини га неприкладним за многе примене

Да би решили овај стални проблем, програмери компаније ХопеРФ осмислили су нови РФ модул назван РФМ69ХЦВ. У овом упутству ћемо научити о РФМ69ХЦВ РФ модулу и његовим предностима. Прво ћемо направити домаћу ПЦБ за РФМ69ХЦВ, а затим ћемо повезати РФМ69ХЦВ са Ардуином како бисмо проверили његов рад како бисте је могли користити у пројектима по вашем избору. Па, кренимо.

РФМ69ХЦВ РФ модул

РФМ69ХЦВ је јефтин радио модул једноставан за употребу који ради у нелиценцираном опсегу ИСМ (индустрија, наука и медицина) сличан РФ модулу нРФ24Л01 који смо користили у претходним пројектима. Може се користити за комуникацију између два модула или се може конфигурисати као мрежа мрежа за комуникацију између стотина модула што га чини савршеним избором за изградњу јефтиних бежичних мрежа кратког домета за сензоре који се користе у кућној аутоматизацији и другим пројектима прикупљања података.

Карактеристике РФМ69ХЦВ:

+20 дБм - Излазна снага 100 мВ
Висока осетљивост: до -120 дБм при 1,2 кбпс
Слаба струја: Рк = 16 мА, задржавање регистра 100нА
Програмабилни напух: -18 до +20 дБм у корацима од 1дБ
Сталне РФ перформансе у распону напона модула
Модулације ФСК, ГФСК, МСК, ГМСК и ООК
Уграђени синхронизатор битова који врши опоравак сата
115 дБ + динамички опсег РССИ
Аутоматски РФ Сенсе са изузетно брзим АФЦ-ом
Пакетни мотор са ЦРЦ-16, АЕС-128, 66-бајтним ФИФО уграђеним сензором температуре
Хигх Линк Буџет
Веома ниска цена

РФМ69ХЦВ

Фреквенција

РФМ69ХЦВ је осмишљен за рад у опсегу ИСМ (индустрија, наука и медицина), скупу нелиценцираних радио фреквенција за уређаје кратког домета мале снаге. Различите фреквенције су легалне у различитим областима, па зато модул има много различитих верзија 315,433,868 и 915МХз. Сви главни параметри РФ комуникације су програмабилни и већина њих се може динамички подесити, такође РФМ69ХЦВ нуди јединствену предност програмибилних ускопојасних и широкопојасних начина комуникације.

Напомена: Због релативно мале снаге и кратког домета, примена овог модула у мали пројекат неће представљати проблем, али ако размишљате о томе да направите производ од њега, будите сигурни да користите тачну фреквенцију за Ваша локација.

Домет

Да бисмо боље разумели опсег, морамо се позабавити прилично сложеном темом која се назива РФ Линк Будгет. Па, шта је овај буџет за везу и зашто је тако важан? Буџет за везу је као и сваки други буџет, нешто што имате на почетку и што потрошите током времена ако се ваш буџет потроши, не можете потрошити више.

Буџет за везу такође има везе са везом или везом између пошиљаоца и пријемника, попуњава се снагом преноса пошиљаоца и осетљивошћу пријемника, а израчунава се у децибелима или дБ и такође је фреквенција- зависни. Буџет за везу одузима се свим врстама препрека и буке између пошиљаоца и пријемника попут каблова за даљину зидова дрвећа зграда ако се потроши буџет за везу, пријемник ствара само мало шума на излазу и нећемо добити никакав употребљив сигнал. Према фиш на РФМ69ХЦВ , има линк буџет од 140 дБ у односу на 105 дБ од АСК Хибрид предајник, али шта то значи је ово важна разлика? Срећом, пронашли смоКалкулатори буџета за радио везу на мрежи, па направимо неке прорачуне да бисмо боље разумели тему. Прво, претпоставимо да имамо линију видљивости између пошиљаоца и пријемника и да је све савршено, јер знамо да је наш буџет за РФМ69ХЦВ 140 дБ, па хајде да проверимо највећу теоријску удаљеност коју можемо да комуницирамо, све постављамо на нулу и удаљеност до 500КМ, фреквенција до 433МХз и добијамо хоризонталну примљену снагу од 139,2 дБм

Сада сам све подесио на нулу, а растојање на 9КМ Фреквенција на 433МХз и добили смо примљену хоризонталну снагу од 104,3 дБм

Дакле, са горњим поређењем, мислим да се сви можемо сложити да је РФМ69 модул далеко бољи од АСК хибридног предајника и пријемничког модула.

Антена

Опрез! Причвршћивање антене на модул је обавезно, јер се без њега модул може оштетити сопственом рефлектованом снагом.

Стварање антене није тако тешко како можда звучи. Најједноставнија антена може се направити само од једноланчане 22СВГ жице. Таласна дужина фреквенције може израчунати формулом в / ф , где против представља брзина преноса и ф представља (просек) трансмиссион фрекуенци. У ваздуху је в једнако ц , брзина светлости која износи 299.792.458 м / с. Таласна дужина за опсег 433 МХз је, према томе, 299.792.458 / 433.000.000 = 34,54 цм. Половина од тога је 17,27 цм, а четвртина 8,63 цм.

За опсег 433 МХз таласна дужина је 299.792.458 / 433.000.000 = 69,24 цм. Половина од тога је 34,62 цм, а четвртина 17,31 цм. Дакле, из горње формуле можемо видети поступак израчунавања дужине антенске жице.

Енергетски захтеви

РФМ69ХЦВ има радни напон између 1,8 В и 3,6 В и може да емитује до 130 мА струје када емитује. Испод у табели можемо јасно видети потрошњу енергије модула у различитим условима

Упозорење: Ако изабрани Ардуино користи 5В логичке нивое за комуникацију с прикључком периферне јединице на Ардуино, оштетиће модул

Симбол	Опис	Услови	Мин	Тип	Макс	Јединица
ИДДСЛ	Струја у режиму спавања		-	0.1	1	уА
ИДДИДЛЕ	Струја у пасивном режиму рада	РЦ осцилатор је омогућен	-	1.2	-	уА
ИДДСТ	Струја у режиму приправности	Кристални осцилатор је омогућен	-	1.25	1.5	уА
ИДДФС	струја у Синтисајзеру моду		-	9	-	уА
ИДДР	струја у режиму пријема		-	16	-	уА
ИДДТ	Снага напајања у режиму преноса са одговарајућим подударањем, стабилна у опсегу ВДД	РФОП = +20 дБм, на ПА_БООСТ РФОП = +17 дБм, на ПА_БООСТ РФОП = +13 дБм, на РФИО пину РФОП = +10 дБм, на РФИО пину РФОП = 0 дБм, на РФИО пину РФОП = -1 дБм, на РФИО пину	- - - - - -	130 95 45 33 20 16	- - - - - -	мА мА мА мА мАмА

У овом упутству ћемо користити два Ардуино Нано и два претварача нивоа логике за комуникацију са модулом. Користимо Ардуино нано, јер уграђени унутрашњи регулатор може врло ефикасно управљати вршном струјом. Фритзинг дијаграм у одељку о хардверу у наставку ће вам то јасније објаснити.

НАПОМЕНА: Ако ваше напајање не може да обезбеди 130 мА вршне струје, ваш Ардуино се може поново покренути или још горе, модул неће успети да правилно комуницира, у овој ситуацији кондензатор велике вредности са ниским ЕСР може побољшати ситуацију

Изводи и опис модула РФМ69

Ознака	Функција	Функција	Ознака
АНТ	Излаз / улаз РФ сигнала.	Повер Гроунд	ГНД
ГНД	Уземљење антене (исто као и уземљење)	Дигитални И / О, софтвер конфигурисан	ДИО5
ДИО3	Дигитални И / О, софтвер конфигурисан	Ресетујте улаз окидача	РСТ
ДИО4	Дигитални И / О, софтвер конфигурисан	СПИ Цхип селецт инпут	НСС
3.3В	Напајање од 3.3В (најмање 130 мА)	Улаз СПИ сата	СЦК
ДИО0	Дигитални И / О, софтвер конфигурисан	СПИ Унос података	МОСИ
ДИО1	Дигитални И / О, софтвер конфигурисан	СПИ излаз података	МИСО
ДИО2	Дигитални И / О, софтвер конфигурисан	Повер Гроунд	ГНД

Припрема одбора за развој по мери

Када сам купио модул, није се испоручио са преградном плочом компатибилном са плочом па смо одлучили да га направим сам. Ако ћете можда морати да урадите исто, само следите кораке. Такође имајте на уму да није обавезно следити ове кораке, можете једноставно лемити жице на РФ модул и повезати их са плочом за рад, а то би и даље функционисало. Следим овај поступак само да бих добио стабилну и робусну поставку.

Корак 1: Припремите шеме за модул РФМ69ХЦВ

Корак 3: Припремите ПЦБ за њу, следим овај водич за домаћу ПЦБ. Отисак сам отиснуо на бакарној плочи и бацио у раствор за бакропис

Корак 4: Следите процедуру за обе плоче и залемите свој модул на траг. Након лемљења оба моја модула изгледају овако доле

Распиновка РФМ69ХЦВ РФ модула је дат у наставку слици

Потребни материјали

Ево листе ствари које ће вам требати за комуникацију са модулом

Два РФМ69ХЦВ модула (са одговарајућим фреквенцијама):
- 434 МХз (ВРЛ-12823)
Два Ардуина (користим Ардуино НАНО)
Два претварача нивоа логике
Две преломне табле (користим преклопну плочу по мери)
Тастер
Четири ЛЕД-а
Један отпорник 4.7К, четири отпора од 220 Ома
Жице краткоспојника
Емајлирана бакарна жица (22АВГ) за израду антене.
И коначно лемљење (ако то већ нисте урадили)

Повезивање хардвера

У овом упутству користимо Ардуино нано који користи логику од 5 волти, али РФМ69ХЦВ модул користи логичке нивое од 3,3 волта као што јасно можете видети у горњој табели, тако да је за исправну комуникацију између два уређаја потребан претварач логичког нивоа, на дијаграму фритзинга испод показали смо вам како спојити Ардуино нано на модул РФМ69.

Фритзинг Диаграм Сендер Ноде

Чвор пошиљаоца табеле повезивања

Ардуино Пин	РФМ69ХЦВ Пин	И / О игле
Д2	ДИО0	-
Д3	-	ТАЦ_СВИТЦХ
Д4	-	ЛЕД_ГРЕЕН
Д5	-	ЛЕД_РЕД
Д9	-	ЛЕД_БЛУЕ
Д10	НСС	-
Д11	МОСИ	-
Д12	МИСО	-
Д13	СЦК	-

Чвор пријемника дијаграма фритзинга

Чвор пријемника табеле повезивања

Ардуино Пин	РФМ69ХЦВ Пин	И / О игле
Д2	ДИО0	-
Д9	-	ЛЕД
Д10	НСС	-
Д11	МОСИ	-
Д12	МИСО	-
Д13	СЦК	-

Покретање Пример скице

У овом упутству поставићемо два чвора Ардуино РФМ69 и навести их да међусобно комуницирају. У одељку испод знаћемо како покренути и покренути модул уз помоћ библиотеке РФМ69 коју је написао Фелик Русу из ЛовПоверЛаб.

Увоз библиотеке

Надам се да сте већ раније радили мало Ардуино програмирања и знате како да инсталирате библиотеку. Ако не, проверите одељак Увоз.зип библиотеке на овој вези

Прикључивање чворова

Прикључите УСБ чвора пошиљаоца на свој рачунар, нови број ЦОМ улаза треба додати на листу „Алати / порт“ Ардуино ИДЕ-а, оловком га додати, а сада прикључите чвор пријемника, други ЦОМ порт треба да се појави у Алати / Листа порта, такође је запишите, уз помоћ броја порта учитаћемо скицу пошиљаоцу и чвору примаоца.

Отварање две Ардуино сесије

Отворите две Ардуино ИДЕ сесије двоструким кликом на икону Ардуино ИДЕ након учитавања прве сесије, обавезно је отворити две Ардуино сесије јер на тај начин можете отворити два прозора Ардуино серијског монитора и истовремено надгледати излаз два чвора

Отварање примера кода

Сада када је све постављено, морамо отворити пример кода у обе Ардуино сесије да бисмо то урадили, идите

Датотека> Примери> РФМ6_ЛовПоверЛаб> Примери> ТкРкБлинки

и кликните је да бисте је отворили

Измена примера кода

При врху кода потражите #дефине НЕТВОРКИД и промените вредност на 0. Помоћу овог ИД-а сви ваши чворови могу међусобно да комуницирају.
Потражите #дефине ФРЕКУЕНЦИ да ово промени тако да одговара фреквенцији плоче (моја је 433_МХз).
Потражите #дефине ЕНЦРИПТКЕИ, ово је ваш 16-битни кључ за шифровање.
Потражите #дефине ИС_РФМ69ХВ_ХЦВ и коментирајте га ако користите РФМ69_ХЦВ модул
И на крају, потражите #дефине НОДЕИД који би требало да буде подразумевано постављен као РЕЦЕИВЕР

Сада отпремите код на пријемнички чвор који сте претходно поставили.

Време је за модификовање скице за чвор пошиљаоца

Сада у макру #дефине НОДЕИД промените га у СЕНДЕР и отпремите код у ваш Сендер Ноде.

То је то, ако сте све добро урадили, имате два комплетна радна модела спремна за тестирање.

Рад на примерној скици

Након успешног отпремања Скице приметићете како се црвена ЛЕД лампица која је повезана пин-ом Д4 Ардуина поставља, сада притисните дугме у Сендер Ноде и приметићете да се црвена ЛЕД лампица искључује и зелена ЛЕД лампица која је спојен на пин Д5 Ардуина светли како је приказано на доњој слици

Такође можете посматрати притиснуто дугме! текст у прозору серијског монитора као што је приказано доле

Сада посматрајте плаву ЛЕД диоду која је спојена на пин Д9 чвора пошиљаоца, затрептаће два пута, а у прозору серијског монитора пријемног чвора приметићете следећу поруку, као и плаву ЛЕД диоду која је повезана са Д9 пином у светлиће чвор пријемника. Ако видите горњу поруку у прозору Сериал Монитор на чвору пријемника, а такође и ако ЛЕД светли Честитамо! Успешно сте комуницирали са модулом РФМ69 са Ардуино ИДЕ. Комплетан рад овог водича такође се може наћи у видео запису на дну ове странице.

Све у свему, ови модули се показују одличним за изградњу временских станица, гаражних врата, бежичног контролера пумпе са индикатором, дронова, робота, ваше мачке… небо је граница! Надам се да сте разумели водич и уживали сте у стварању нечег корисног. Ако имате питања, оставите их у одељку за коментаре или користите форуме за друга техничка питања.