สร้างลิงค์ข้อมูลวิทยุ 500 เมตรในราคาต่ำกว่า 40 ดอลลาร์: 7 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:09

มีถังเก็บน้ำที่คุณต้องการวัดหรือเขื่อนหรือประตู? ต้องการตรวจจับรถที่ขับลงมาแต่ไม่ต้องการร้อยสายไฟผ่านสวนใช่หรือไม่ คำแนะนำนี้แสดงวิธีการส่งข้อมูล 500 เมตรด้วยความน่าเชื่อถือ 100% โดยใช้ชิปไมโครคอนโทรลเลอร์ picaxe และโมดูลวิทยุ 315Mhz หรือ 433Mhz

ขั้นตอนที่ 1: แผนผัง

วงจรตัวส่งและตัวรับค่อนข้างเรียบง่ายและใช้ชิป picaxe ไมโครคอนโทรลเลอร์ชิปตัวเดียวเหล่านี้สามารถตรวจจับแรงดันไฟฟ้าแบบแอนะล็อก เปิดและปิดสิ่งต่างๆ และสามารถส่งข้อมูลได้ ดูคำแนะนำ https://www.instructables.com/id/Control-real-world-devices-with-your-PC/ และ https://www.instructables.com/id/Worldwide-microcontroller-link-for-under -20/ สำหรับคำอธิบายวิธีการตั้งโปรแกรมชิป picaxe ด้วยลิงก์วิทยุและอินเทอร์เฟซไปยังพีซี ทำให้สามารถรับรู้ข้อมูลจากระยะไกลและส่งข้อมูลได้ทุกที่ในโลก

ขั้นตอนที่ 2: เครื่องส่งและเสาอากาศ

ต้นแบบเครื่องส่งสัญญาณถูกสร้างขึ้นบนชิ้นส่วนของบอร์ดต้นแบบ มีโมดูล RF ขนาด 10mW พลังงานต่ำมากมายซึ่งทำงานได้ดีในระยะประมาณ 30 เมตร อย่างไรก็ตาม เมื่อพลังงานสูงขึ้นกว่าครึ่งวัตต์ RF มักจะกลับเข้าไปในชิป picaxe และทำให้เกิดการรีเซ็ตและพฤติกรรมแปลกๆ อื่นๆ คำตอบคือการถอดเสาอากาศของโมดูลและนำ RF ออกไปด้วยโคแอกซ์ 50 โอห์ม 3 เมตรขึ้นไป และสร้างเสาอากาศไดโพลที่เหมาะสม สิ่งนี้ยังช่วยเพิ่มช่วงอย่างมาก

ขั้นตอนที่ 3: สร้างเสาอากาศไดโพลด้วย Balun

ที่เสาอากาศมี balun ทำจากสาย coax จำเป็นต้องใช้ balun ไม่เช่นนั้นโล่ของ coax จะกลายเป็นเสาอากาศแทนที่จะเป็นพื้นดินและแผ่คลื่น RF ลงมาใกล้กับ picaxe ซึ่งขัดต่อจุดประสงค์ของเสาอากาศ มีการออกแบบ balun มากมาย แต่ฉันเลือกอันนี้เพราะมันใช้สาย coax เพียงเล็กน้อย ความยาวคลื่นทั่วไปคือ 95.24 ซม. สำหรับ 315 เมกะเฮิร์ตซ์ และ 69.34 ซม. สำหรับ 433 เมกะเฮิร์ตซ์ ความยาวโคแอกซ์คือ 1/4 และ 3/4 ของความยาวคลื่นตามลำดับ สายไดโพลมีความยาวคลื่น 1/4 ดังนั้นสำหรับโมดูลที่ฉันใช้ที่ 315Mhz สาย coax มีขนาด 23.8 ซม. และ 71.4 ซม. และสายไดโพลมีขนาด 23.8 ซม.

โคแอกซ์ชิลด์และแกนถูกรวมเข้าด้วยกันโดยที่โคแอกซ์แบ่งออกเป็นสองส่วน ที่ไดโพลโน้ตจะมีการเชื่อมต่อเกราะป้องกันด้วย หากรอยต่อเหล่านี้ไม่อยู่ในสภาพอากาศ จะต้องทนต่อสภาพอากาศด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง เช่น ใช้สีหรือซิลิโคนที่ไม่นำไฟฟ้า เสาอากาศทำงานได้ดีที่สุดเมื่ออยู่ห่างจากพื้นอย่างน้อย 2 เมตร รับทราบและขอบคุณ I0QM สำหรับการออกแบบนี้

ขั้นตอนที่ 4: โมดูลเครื่องส่งสัญญาณ

โมดูลตัวส่งสัญญาณมีอยู่ใน eBay ในราคาประมาณ 14 เหรียญสหรัฐฯ ที่ https://stores.ebay.com.au/e-MadeinCHN การบริโภคในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 100mA เมื่อส่งสัญญาณที่ 9V และแทบไม่มีอะไรเลยเมื่อไม่ได้ใช้งาน เสาอากาศถูกถอดออกเพื่อสร้างไดโพล แม้ว่าโมดูลอาจใช้ได้กับเสาอากาศที่ต่ออยู่ หากจับคู่กับไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวอื่น coax braid เชื่อมต่อกับโมดูล earth ซึ่งอยู่ถัดจากการเชื่อมต่อเสาอากาศ

ขั้นตอนที่ 5: โมดูลตัวรับ

โมดูลตัวรับเป็นหน่วย superheterodyne ที่มีราคาประมาณ 5 เหรียญสหรัฐจากร้านค้าอีเบย์เดียวกัน มีโมดูลอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง (รวมถึง superregenerative) ที่ไม่ละเอียดอ่อนและไม่ระบุช่วง

ขั้นตอนที่ 6: วงจรตัวรับและรหัส Picaxe

โมดูลตัวรับเชื่อมต่อกับ picaxe ตามที่แสดงในแผนผัง เสาอากาศเป็นลวดขนาด 23.8 ซม. และเพื่อสร้างไดโพลและเพิ่มความไวอีกความยาว 23.8 ซม. ลวดจะบัดกรีกับพื้นโลกของโมดูล รหัสเครื่องส่งสัญญาณมีดังนี้:main:serout 1, N2400, ("UUUUUUUUUUUUUUTW", b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13) ' T และ W = ascii &H54 และ &H57 = 0100 และ 0111 = เท่ากับ 1s และ 0s 'b0=random number 'b1=random number 'b2=to device 'b3=reverse 'b4=messagetype 'b5=reverse 'b6/b7 = data 1 and ย้อนกลับ 'b8, b9 = ข้อมูล 2 'b10, b11 = ข้อมูล 3 'b12, b13 = ข้อมูล 4 สุ่ม w0 ' ตัวเลขสุ่มที่ใช้ในการระบุข้อความเมื่อใช้ตัวทำซ้ำหลายตัว b2=5' ไปยังหมายเลขอุปกรณ์… b3=255-b2 b4= 126' ตัวเลขสุ่มสำหรับการทดสอบ b5=255-b4 b6=0' ตัวเลขสุ่มสำหรับการทดสอบ b7=255-b6 b8=1' ตัวเลขสุ่มสำหรับการทดสอบ b9=255-b8 b10=2' ตัวเลขสุ่มสำหรับการทดสอบ b11=255-b10 b12=3' checksum - ค่าใดๆ b13=255-b12 หยุดชั่วคราว 60000' ส่งหนึ่งครั้งต่อนาที ไปที่ mainและรหัสตัวรับ:หลัก: serin 4, N2400, ("TW"), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 b13=255-b13' ผกผันอีกครั้งเพียงแค่ต้องทดสอบจริงๆ ถ้า b12=b13 แล้วสำหรับ b12=0 ถึง 55 สูง 2 หยุดชั่วคราว 100' แฟลชนำหนึ่งครั้ง ที่สองสำหรับ am inute ต่ำ 2 หยุดชั่วคราว 900 ถัดไป endif goto main ตัวส่งจะส่งแพ็กเก็ตหนึ่งครั้งต่อนาที - เมื่อดีบั๊กแล้ว ควรลดเหลือทุกๆ 15 นาทีหรือ 30 นาทีเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนเพื่อนบ้าน "ÂœUUUU" ที่จุดเริ่มต้นของแพ็กเก็ตเป็นเลขฐานสองสำหรับ 01010101 ซึ่งปรับสมดุลหน่วย Rx โปรโตคอลนี้ใช้รูปแบบของการเข้ารหัสแบบแมนเชสเตอร์ โดยที่จำนวน 1 และ 0 จะถูกเก็บไว้ให้เท่ากันมากที่สุด และทำได้โดยส่งค่าผกผันของแต่ละไบต์หลังจากที่ส่งไบต์ไปแล้ว หากไม่มีสิ่งนี้ บางครั้งแพ็กเก็ตจะไม่สามารถผ่านได้หากส่งเลขศูนย์ไบนารีจำนวนมาก เช็คซัมที่ส่วนท้ายจะต้องถูกต้องก่อนที่จะประมวลผลข้อมูล ตัวรับจะกะพริบเป็นไฟ LED เป็นเวลา 55 วินาทีเมื่อได้รับแพ็กเก็ตและเมื่อดีบั๊กแล้ว การเปลี่ยนแปลงนี้อาจเปลี่ยนเป็นการรับทราบอื่นๆ

ขั้นตอนที่ 7: โมดูลพลังงานต่ำและความสัมพันธ์ใกล้เคียง

เพื่อให้ความสัมพันธ์เพื่อนบ้านมีความสุขโดยเฉพาะกับทีวีดิจิตอลให้ส่งข้อมูลเท่าที่จำเป็นแต่อย่าไปไกลกว่านี้ อาจมีคนโต้แย้งเกี่ยวกับความถูกต้องตามกฎหมายของเครื่องส่งสัญญาณกำลังสูง แต่ทางออกที่ดีที่สุดคือเก็บ RF ไว้ในทรัพย์สินของคุณและส่งข้อมูลเป็นระยะๆ ในแพ็กเก็ตสั้นๆ โมดูลพลังงานที่ต่ำกว่านี้มีราคาเพียงครึ่งเดียวและอยู่ห่างออกไปประมาณ 200 เมตร พลังงานที่ต่ำกว่ามีข้อได้เปรียบที่สามารถมีเสาอากาศติดตั้งโดยตรงบนโมดูล และสามารถบัดกรีถัดจาก picaxe ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้ coax และ balun

การทดสอบพิสัยทำผ่านต้นไม้และบนเนินเขา ซึ่งอธิบายได้ว่าทำไมโมดูลที่ระบุเป็น "4000m" จึงไปได้เพียง 500 เมตร ถัดไปจะเป็นคำแนะนำในการสร้างแหล่งจ่ายไฟพลังงานแสงอาทิตย์ในตัวที่เหมาะสมสำหรับหน่วยเหล่านี้ เช่นเดียวกับเซ็นเซอร์ เช่น อุณหภูมิ ความดัน ความชื้น ความชื้นในดิน และระดับถัง