- RFM69HCW RF modul
- RFM69HCW
- Izkljuki in opis modula RFM69
- Priprava odbora za razvoj po meri
3. korak: Na to pripravite tiskano vezje, sledim tej vadnici za domače tiskane plošče. Odtis sem natisnil na bakreno ploščo in ga spustil v raztopino za jedkanje
4. korak: Upoštevajte postopek za plošče in svoj modul spajkajte na odtis. Po spajkanju oba moja modula izgledata spodaj tako
Pinout od RFM69HCW RF modula je prikazana v spodnji sliki
- Potrebni materiali
- Povezava strojne opreme
- Zagon primerne skice
- Delo z vzorčno skico
Kar zadeva zagotavljanje brezžičnih zmogljivosti svojim projektom, sta hibridni oddajnik in sprejemnik 433 MHz ASK pogosta izbira med inženirji, razvijalci in ljubitelji zaradi nizke cene, enostavne knjižnice in podpore skupnosti. Z uporabo tega 433MHz RF modula smo zgradili tudi nekaj projektov, kot sta RF avtomatizacija in brezžični zvonec. Toda pogosto ASK hibridni oddajnik in sprejemnik preprosto ni dovolj, je majhen in zaradi enosmerne komunikacije je neprimeren za številne aplikacije
Da bi rešili to vedno pojavljajočo se težavo, so razvijalci v podjetju HopeRF zasnovali kul nov RF modul z imenom RFM69HCW. V tej vadnici bomo spoznali RF modul RFM69HCW in njegove prednosti. Najprej bomo izdelali Home made PCB za RFM69HCW in nato vmesnik RFM69HCW povezovali z Arduino, da preverimo njegovo delovanje, da ga boste lahko uporabili v projektih po vaši izbiri. Torej, začnimo.
RFM69HCW RF modul
RFM69HCW je poceni radijski modul, ki je enostaven za uporabo in deluje v nelicenciranem pasu ISM (industrija, znanost in medicina), podoben RF modulu nRF24L01, ki smo ga uporabljali v prejšnjih projektih. Uporablja se lahko za komunikacijo med dvema moduloma ali pa ga lahko konfigurirate kot mrežno mrežo za komunikacijo med stotinami modulov, zaradi česar je odlična izbira za gradnjo poceni brezžičnih omrežij kratkega dosega za senzorje, ki se uporabljajo v avtomatizaciji stanovanj in drugih projektih za pridobivanje podatkov.
Značilnosti RFM69HCW:
- +20 dBm - 100 mW Izhodna moč
- Visoka občutljivost: do -120 dBm pri 1,2 kbps
- Slab tok: Rx = 16 mA, 100nA zadrževanje registra
- Programabilni molil: -18 do +20 dBm v korakih po 1 dB
- Stalna RF zmogljivost v napetostnem območju modula
- Modulacije FSK, GFSK, MSK, GMSK in OOK
- Vgrajen sinhronizator bitov, ki izvaja obnovitev ure
- 115 dB + dinamični razpon RSSI
- Samodejni RF Sense z izjemno hitrim AFC
- Paketni motor z vgrajenim temperaturnim senzorjem CRC-16, AES-128, 66 bajtov FIFO
- Proračun visoke povezave
- Zelo nizki stroški
RFM69HCW
Pogostost
RFM69HCW je zasnovan tako, da deluje v pasu ISM (industrijski, znanstveni in medicinski), nabor nelicenciranih radijskih frekvenc za naprave kratkega dosega z majhno močjo. Različne frekvence so zakonite na različnih področjih, zato ima modul veliko različnih različic 315,433,868 in 915MHz. Vsi glavni RF-komunikacijski parametri so programabilni in večino jih je mogoče dinamično nastaviti, prav tako RFM69HCW ponuja edinstveno prednost programabilnih ozkopasovnih in širokopasovnih komunikacijskih načinov.
Opomba: Zaradi razmeroma majhne moči in kratkega dosega uporaba tega modula v majhnem projektu ne bo težava, če pa razmišljate o izdelavi izdelka iz njega, se prepričajte, da uporabljate pravilno frekvenco za vaša lokacija.
Doseg
Za boljše razumevanje obsega se moramo spoprijeti s precej zapleteno temo, imenovano RF Link Budget. Torej, kakšen je ta proračun za povezave in zakaj je tako pomemben? Proračun povezav je kot vsak drug proračun, nekaj, kar imate na začetku in kar sčasoma porabite, če je proračun porabljen, ne morete porabiti več.
Proračun za povezavo je povezan tudi s povezavo ali povezavo med pošiljateljem in sprejemnikom, zapolni jo prenosna moč pošiljatelja in občutljivost sprejemnika, izračuna pa se v decibelih ali dB in je tudi frekvenčno- odvisna. Proračun za povezavo odštejejo vse vrste ovir in hrupa med pošiljateljem in sprejemnikom, kot so kabli za razdaljo stene drevesa stavbe, če se porabi proračun za povezavo, sprejemnik ustvari le nekaj hrupa na izhodu in ne bomo dobili uporabnega signala. Glede na obrazcu v RFM69HCW , ima povezavo proračun 140 dB v primerjavi z 105 dB ASK hibridni oddajnik, ampak kaj to pomeni, je to pomembna razlika? Na srečo najdemoKalkulatorji proračuna za radijske povezave v spletu, zato naredimo nekaj izračunov, da bomo temo bolje razumeli. Najprej predpostavimo, da imamo vidno povezavo med pošiljateljem in sprejemnikom in je vse popolno, saj vemo, da je naš proračun za RFM69HCW 140 dB, zato preverimo največjo teoretično razdaljo, ki jo lahko komuniciramo, vse nastavimo na nič in razdaljo do 500KM, frekvenca do 433MHz in dobimo vodoravno sprejeto moč 139,2 dBm
Zdaj vse nastavim na nič, razdaljo pa na 9KM Frekvenca na 433MHz in dobimo vodoravno sprejeto moč 104,3 dBm
Torej se z zgornjo primerjavo mislim, da se lahko vsi strinjamo, da je modul RFM69 veliko boljši od hibridnega oddajnika ASK in sprejemnega modula.
Antena
Pozor! Pritrditev antene na modul je obvezna, saj lahko brez nje modul poškoduje lastna odsevna moč.
Ustvarjanje antene ni tako težko, kot se morda sliši. Najenostavnejša antena je lahko izdelana samo iz enojne žice 22SWG. Valovna dolžina frekvenci se izračuna po formuli proti / f , kjer v je hitrost prenosa in f je (povprečna) oddajna frekvenca. V zraku je v enako c , svetlobna hitrost je 299,792,458 m / s. Valovna dolžina za pas 433 MHz je tako 299.792.458 / 433.000.000 = 34,54 cm. Polovica tega je 17,27 cm, četrtina pa 8,63 cm.
Za pas 433 MHz je valovna dolžina 299.792.458 / 433.000.000 = 69,24 cm. Polovica tega je 34,62 cm, četrtina pa 17,31 cm. Torej iz zgornje formule lahko vidimo postopek izračunavanja dolžine antenske žice.
Potrebna moč
RFM69HCW ima delovno napetost med 1,8 V in 3,6 V in lahko oddaja do 130 mA toka med oddajanjem. Spodaj v tabeli lahko jasno vidimo porabo energije modula v različnih pogojih
Opozorilo: Če vaš izbrani Arduino uporablja 5V logične ravni za komunikacijo z zunanjo napravo, ki priključi modul neposredno na Arduino, bo modul poškodovan
Simbol |
Opis |
Pogoji |
Min |
Tip |
Maks |
Enota |
IDDSL |
Tok v načinu mirovanja |
- |
0,1 |
1. |
uA |
|
IDDIDLE |
Tok v stanju pripravljenosti |
RC oscilator je omogočen |
- |
1.2 |
- |
uA |
IDDST |
Tok v stanju pripravljenosti |
Kristalni oscilator je omogočen |
- |
1,25 |
1.5 |
uA |
IDDFS |
tok v sintetizatorju način |
- |
9. |
- |
uA |
|
IDDR |
tok v načinu sprejemanja |
- |
16. |
- |
uA |
|
IDDT |
Dovodni tok v načinu oddajanja z ustreznim ujemanjem, stabilen v celotnem območju VDD |
RFOP = +20 dBm, na PA_BOOST RFOP = +17 dBm, na PA_BOOST RFOP = +13 dBm, na zatiču RFIO RFOP = +10 dBm, na RFIO zatiču RFOP = 0 dBm, na RFIO zatiču RFOP = -1 dBm, na RFIO zatiču |
- - - - - - |
130 95 45 33 20. 16. |
- - - - - - |
mA mA mA mA mAmA |
V tej vadnici bomo za komunikacijo z modulom uporabili dva pretvornika Arduino Nano in dva pretvornika logične ravni. Uporabljamo Arduino nano, ker lahko vgrajeni notranji regulator zelo učinkovito upravlja največji tok. Diagram Fritzing v spodnjem razdelku strojne opreme vam bo to jasneje razložil.
OPOMBA: Če vaše napajanje ne more zagotoviti 130 mA največjega toka, se lahko vaš Arduino znova zažene ali, kar je še huje, modul ne bo mogel pravilno komunicirati, v tem primeru lahko kondenzator velike vrednosti z nizkim ESR stanje izboljša
Izkljuki in opis modula RFM69
Oznaka |
Funkcija |
Funkcija |
Oznaka |
MRAVLJA |
Izhod / vhod RF signala. |
Power Ground |
GND |
GND |
Ozemljitev antene (enako kot ozemljitev) |
Digitalni I / O, programska oprema konfigurirana |
DIO5 |
DIO3 |
Digitalni I / O, programska oprema konfigurirana |
Ponastavite vhod sprožilca |
RST |
DIO4 |
Digitalni I / O, programska oprema konfigurirana |
Vhod za izbiro čipa SPI |
NSS |
3.3V |
Napajanje 3,3 V (najmanj 130 mA) |
Vhod za uro SPI |
SCK |
DIO0 |
Digitalni I / O, programska oprema konfigurirana |
SPI vnos podatkov |
MOSI |
DIO1 |
Digitalni I / O, programska oprema konfigurirana |
SPI Izhod podatkov |
MISO |
DIO2 |
Digitalni I / O, programska oprema konfigurirana |
Power Ground |
GND |
Priprava odbora za razvoj po meri
Ko sem kupil modul, ni prišel z združljivo ploščo, zato smo se odločili, da ga izdelamo sam. Če boste morda morali storiti enako, sledite korakom. Upoštevajte tudi, da teh korakov ni obvezno, lahko žice preprosto spajkate na RF modul in jih povežete s ploščo, kar bi še vedno delovalo. Temu postopku sledim samo zato, da dobim stabilno in trdno nastavitev.
1. korak: Pripravite sheme za modul RFM69HCW
3. korak: Na to pripravite tiskano vezje, sledim tej vadnici za domače tiskane plošče. Odtis sem natisnil na bakreno ploščo in ga spustil v raztopino za jedkanje
4. korak: Upoštevajte postopek za plošče in svoj modul spajkajte na odtis. Po spajkanju oba moja modula izgledata spodaj tako
Pinout od RFM69HCW RF modula je prikazana v spodnji sliki
Potrebni materiali
Tu je seznam stvari, ki jih boste potrebovali za komunikacijo z modulom
- Dva modula RFM69HCW (z ujemajočimi se frekvencami):
- 434 MHz (WRL-12823)
- Dva Arduino (uporabljam Arduino NANO)
- Dva pretvornika logičnega nivoja
- Dve prelomni plošči (uporabljam izbirno ploščo po meri)
- Tipka
- Štiri LED
- En 4.7K upor štirje 220Ohms upor
- Jumper žice
- Emajlirana bakrena žica (22AWG) za izdelavo antene.
- In končno spajkanje (če tega že niste storili)
Povezava strojne opreme
V tej vadnici uporabljamo Arduino nano, ki uporablja 5-voltno logiko, vendar modul RFM69HCW uporablja 3,3-voltne logične ravni, kot lahko jasno vidite v zgornji tabeli, zato je za pravilno komunikacijo med dvema napravama obvezen pretvornik logičnega nivoja v spodnjem diagramu fritzinga. pokazali smo vam, kako Arduino nano priključite na modul RFM69.
Vozlišče pošiljatelja diagrama Fritzing
Vozlišče pošiljatelja tabele povezav
Arduino Pin |
RFM69HCW zatič |
I / O zatiči |
D2 |
DIO0 |
- |
D3 |
- |
TAC_SWITCH |
D4 |
- |
LED_GREEN |
D5 |
- |
LED_RED |
D9 |
- |
LED_ MODRA |
D10 |
NSS |
- |
D11 |
MOSI |
- |
D12 |
MISO |
- |
D13 |
SCK |
- |
Vozlišče sprejemnega diagrama Fritzing
Vozlišče sprejemnika tabele povezav
Arduino Pin |
RFM69HCW zatič |
I / O zatiči |
D2 |
DIO0 |
- |
D9 |
- |
LED |
D10 |
NSS |
- |
D11 |
MOSI |
- |
D12 |
MISO |
- |
D13 |
SCK |
- |
Zagon primerne skice
V tej vadnici bomo nastavili dve vozlišči Arduino RFM69 in jih spodbudili k medsebojni komunikaciji. V spodnjem razdelku bomo vedeli, kako modul zagnati in zagnati s pomočjo knjižnice RFM69, ki jo je napisal Felix Rusu iz LowPowerLab.
Uvoz knjižnice
Upajmo, da ste že malo programirali Arduino in veste, kako namestiti knjižnico. V nasprotnem primeru preverite razdelek Uvoz knjižnice.zip na tej povezavi
Priključitev vozlišč
V računalnik priključite USB vozlišča pošiljatelja, na seznam "Orodja / vrata" Arduino IDE je treba dodati novo številko vrat COM, ga napisati, zdaj priključite vozlišče sprejemnika, druga vrata COM naj bi se pojavila v Orodja Seznam vrat, ga tudi zapišite, s pomočjo številke vrat bomo skico naložili pošiljatelju in vozlišču sprejemnika.
Odprtje dveh sej Arduino
Odprite dve seji Arduino IDE tako, da dvokliknete ikono Arduino IDE po nalaganju prve seje, obvezno je odpreti dve seji Arduino, ker lahko tako odprete dve okni serijskega monitorja Arduino in hkrati spremljate izhod dveh vozlišč
Odpiranje vzorčne kode
Zdaj, ko je vse nastavljeno, moramo v obeh sejah Arduino odpreti vzorčno kodo, da to storimo, pojdi
Datoteka> Primeri> RFM6_LowPowerLab> Primeri> TxRxBlinky
in ga kliknite, da ga odprete
Spreminjanje vzorčne kode
- Na vrhu kode poiščite #define NETWORKID in spremenite vrednost na 0. S tem ID-jem lahko vsa vaša vozlišča komunicirajo med seboj.
- Poiščite #define FREQUENCY, da to spremeni tako, da ustreza frekvenci plošče (moja je 433_MHz).
- Poiščite #define ENCRYPTKEY, to je vaš 16-bitni ključ za šifriranje.
- Poiščite #define IS_RFM69HW_HCW in ga komentirajte, če uporabljate modul RFM69_HCW
- In končno, poiščite #define NODEID, privzeto naj bo nastavljen kot RECEIVER
Zdaj naložite kodo v vaše sprejemniško vozlišče, ki ste ga predhodno nastavili.
Čas je za spremembo skice za vozlišče pošiljatelja
Zdaj ga v makru #define NODEID spremenite v SENDER in naložite kodo v vaše Sender Node.
To je to, če ste vse naredili pravilno, imate dva popolna delujoča modela, pripravljena za preizkus.
Delo z vzorčno skico
Po uspešnem nalaganju skice boste opazili, da se rdeča LED, ki je povezana z zatičem D4 Arduina, postavi, zdaj pritisnite gumb v vozilu pošiljatelja in opazili boste, da se rdeča LED ugasne in zelena LED priključen na pin D5 Arduina zasveti, kot je prikazano na spodnji sliki
Opazujete lahko tudi pritisnjen gumb! besedilo v oknu serijskega monitorja, kot je prikazano spodaj
Zdaj opazujte modro LED, ki je priključena na zatič D9 vozlišča pošiljatelja, dvakrat bo utripal in v oknu serijskega monitorja sprejemnega vozlišča boste opazili naslednje sporočilo in tudi modro LED, ki je priključen na zatič D9 v zasveti sprejemniško vozlišče. Če vidite zgornje sporočilo v oknu Serial Monitor na vozlišču sprejemnika in tudi, če LED zasveti Čestitamo! Modul RFM69 ste uspešno komunicirali z Arduino IDE. Popolno delovanje te vadnice najdete tudi v videoposnetku na dnu te strani.
Vse skupaj se izkaže za odlično za gradnjo vremenskih postaj, garažnih vrat, brezžičnega krmilnika črpalke z indikatorjem, dronov, robotov, vaše mačke… nebo je meja! Upam, da ste razumeli vadnico in uživali pri izdelavi nečesa koristnega. Če imate kakršna koli vprašanja, jih pustite v oddelku za komentarje ali uporabite forume za druga tehnična vprašanja.