Радиомодем 433 мгц своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 04.10.2024

Такс, в порядке работы над коммерческим проектом (и не спрашивайте о каком — не скажу), который сожрал все мое свободное время огромной зазубренной ложкой, раскурил до самого пепла радиомодули HopeRF HM-R433/HM-T433 . Сегодня собрал полудуплексную схему на четырех модулях и провел сеанс дальнобойной приемо-передачи.

Итак, что из себя представляла установка:

Передатчик: HM-T433
Приемник: HM-R433
Антенна передатчика: Кусок провода МГТФ длинной 17см (1/4 от длины волны 433Мгц сигнала) загнутый абы как.
Антенна приемника: та же херня.
Расположение модулей: параллельно друг другу, на расстоянии 2см, усики антенн разбросаны в разные стороны, на манер тараканьих.
Расположение блока: 5 этаж, на столе. У северной стены.
Питание: 5 вольт.
Скорость передачи: 4800 бод.
Длина пакета данных: 10 байт.

Передатчик: HM-T433
Приемник: HM-R433
Антенна передатчика: Кусок провода МГТФ длинной 17см (1/4 от длины волны 433Мгц сигнала) загнутый абы как.
Антенна приемника: та же херня.
Расположение модулей: параллельно друг другу, на расстоянии 2см, усики антенн разбросаны в разные стороны, на манер тараканьих.
Расположение блока: У меня в руках, на земле. С южной стороны дома (смотри схему)
Питание: 5 вольт.
Скорость передачи: 4800 бод.
Длина пакета данных: 10 байт.

Проведение опыта:
Щелкая кнопкой передачи и фтыкая в зеленую лампочку, я начал спускаться по лестнице. К моей радости, даже когда я спустился на первый этаж зеленая лампочка бодро сигнализировала о том, что передача идет без помех, несмотря на то, что меня от другого блока отделяло как минимум 5 бетонных плит перекрытий, не считая кирпичных стен. После я вышел из подъезда и подорвался к противоположному углу дома. Примерно на 50 метрах от подъезда связь прервалась и ответа не было. Тогда я начал возвращаться обратно. Связь восстановилась лишь когда я подошел почти вплотную к своему подъезду. Поначалу мне казалось, что наверху тупо зависла софтина, оказалось все ок. В чем была причина не знаю. Возможно, стоящее в тот момент возле подъезда, такси имело у себя на борту 433МГц передатчик и насрало мне в эфир. Так как следующий отход на другой конец здания подтвердил дальность и качество приема. Это при том, что на прямой видимости, между мной и другим концом был практически весь кирпичный дом, продольно.

У нас два приемника и два передатчика.
Приемник можно заглушить выходом Enable , так что он не будет принимать.
А вот передатчик передает всегда когда на входе есть активность. Засыпает он спустя 70ms бездействия.
А еще мы знаем, что два передатчика одновременно фурычить не могут — несущие у них разные, а значит приемники посылают в пешее эротическое путешествие обоих. Ну или того чей сигнал слабее.

На прием тоже есть пара хитростей. Сразу же после передачи нам нужно дождаться А) Когда байт таки отправится до конца Б) когда наш собственный передатчик заснет от бездействия. Т.е. это 70ms + время на передачу байта . Чтобы не словить сигнал от своего же передатчика. Как только наш передатчик отвалится можно врубать приемник и начинать ждать несущей от вражеской станции. Отличить полезный сигнал от дерьма очень просто — достаточно за начало передачи взять 10 одинаковых байт. Как только пришло 10 одинаковых байт — опа, есть коннект. Вероятность появления 10 одинаковых байт в мусоре эфира микроскопическая. Особенно если это байты численно близкие к нулю. (в среднем, шум, по значениям, колеблется от 50 до 255, крайне редко проваливаясь ниже 20)

Организация сети:
А если нам нужно не два, а больше приемо передатчиков? Как быть? А тут рулит эстафета aka Token Ring — когда передатчик по очереди передает служебный байт-эстафетную палочку. Получив этот пакет передатчик имеет право вещать. Если же ему вещать нечего, то он отсылает это право другому и так по кругу. Разумеется делается это все программно.

Приколы с контроллером:
При отладке этого девайса у меня сдохли три (. ) ATTiny2313 . В первой убился порт PB4 — там висела кнопка и она стала самопроизвольно срабатывать. Замеряю напряжение подтяжки (внутренней) — 0.5 вольта вместо положенных 4.5. Вот засада :/ Заменил (точнее перепаял, т.к. была в SOIC — фен рулит! :) ). Это к вопросу о внешней подтяжке резисторами. Внешняя подтяжка рулит, что бы там не бубнили любители минимализма на плате! Зажал я пару резисторов и, в итоге, просрал три контроллера, а так, может быть, даже и не заметил бы пробоя ноги.

Потом опять сдохла ножка PB4 , попутно унеся в могилу еще и ногу RXD . Да что за засада. Неужели статика? Сколько десятков ATTiny2313 пустил в оборот — ни одна от статики не сдохла, а тут уже вторая. Что то тут нечисто. Ладно, хрен с ней, у меня еще в палке этих ATTiny2313 штук 70 лежит. Перепаял. Фен воистину рулит.

Когда на третьей микросхеме сдохла нога PB4 я стал искать где же собака порылась… Статика… не статика это как авиабомба — дважды в одну и ту же воронку не падает. Схемотехника? Да не, откуда там пробои — пассивка одна вокруг… И тут я вспомнил когда пробивало ногу — когда я антенну передатчика сворачивал в этакое колечко вокруг платы и закрывал в коробочку, а после жал на передачу… Гляжу — точка запайки антенны передатчика в аккурат над ногой процессора, а потом антенна идет с другой стороны платы вдоль дорожки от этой злосчастной ноги. Дорожка длинная, сантиметра три-четыре. Вот сижу и чешу репу — неужели наводка с антенны модуля столь мощная была, что пробивала нафиг транзистор в МК? На всякий случай между антенной и платой проложил кусок фольгированного текстолита и заземлил его на массу. Выглядит как броня, зато теперь ножки не дохнут. От так!

З.Ы.
На этом тему модулей HopeRF HM-R433/HM-T433 считаю закрытой.
Разве что библиотечку кода под обработку этого барахла потом предоставлю, когда отлажу и вычищу все баги. Вопросы в комменты.

Спасибо. Вы потрясающие! Всего за месяц мы собрали нужную сумму в 500000 на хоккейную коробку для детского дома Аистенок. Из которых 125000+ было от вас, читателей EasyElectronics. Были даже переводы на 25000+ и просто поток платежей на 251 рубль. Это невероятно круто. Сейчас идет заключение договора и подготовка к строительству!
А я встрял на три года, как минимум, ежемесячной пахоты над статьями :)))))))))))) Спасибо вам за такой мощный пинок.

Радио модули с частотой 433 MHz – самый простой способ связать две Ардуины по беспроводному каналу. Чем они лучше радио 2.4 GHz, например nRF24?

Неприхотливы к питанию
Потребляют небольшой ток
Занимают один пин МК
В два раза дешевле
Выше дальность связи при той же мощности
Более высокая проникающая способность

Также на этой частоте работают пульты управления (брелоки) радио-реле и шлагбаумов, что позволяет перехватывать их команды и подменять при желании.

Модулей данного типа на китайских площадках существует несколько, продаются они парой (передатчик TX и приёмник RX), либо по отдельности.

Наборы GyverKIT до 2 партии комплектовались парой модулей как по центру на картинке выше (модель SYNxxx), со второй партии в наборах идут модули FS1000A и MX-RM-5V (слева на картинке) как более удобные для подключения и более стабильные в работе. Правые модули, несмотря на самый высокий ценник, работают хуже всех и к покупке не рекомендуются.

Ток потребления модулей:

FS1000A [5V]: передача 12 мА, холостой 10 мкА
MX-RM-5V [5V]: 3.7 мА
SYN115 [3.3V]: передача 14 мА, холостой 0.5 мкА
SYN480R [5V]: 4.5 мА

Для лучшего качества связи к модулям в пин ANT нужно припаять антенну длиной 17.3 см (четверть волны) в виде одножильного провода, при желании можно свернуть в спираль:

Подключение

Модули подключаются к питанию и data – на любой цифровой пин. “Зелёные” модули к Arduino подключаются напрямую, а синий передатчик – через делитель напряжения трёх 10к резисторах (есть в наборе). Для подключения к esp8266 делитель не нужен, там и так 3.3V на пине.

На всех схемах передатчик слева, приёмник справа.

Библиотеки

Для данных модулей предлагается использовать библиотеку VirtualWire или RadioHead. Библиотеки очень сложные и тяжёлые по весу, и лично у меня китайские модули с ними не заработали. Причём со средними и правыми модулями с картинки из самого начала этого урока данные библиотеки в принципе не будут работать, так как у них слишком долгая синхронизация. Я написал свою библиотеку, Gyver433, которая работает даже в самых плохих условиях и выжимает максимум из этих модулей.

Библиотека идёт в архиве к набору GyverKIT, а свежую версию всегда можно установить/обновить из встроенного менеджера библиотек Arduino по названию Gyver433. Краткая документация находится по ссылке выше, базовые примеры есть в самой библиотеке.

Примеры

Отправка

Приём

Библиотека позволяет отправлять данные любого типа (массив, структура) любой длины, что охватывает все возможные сценарии работы с радио.

Иногда создаваемые проекты требуют наличия беспроводной связи. Одним из самых простых и бюджетных решений для организации симплексной (односторонней) связи является использование радиомодулей с частотой 433 МГц. В этой статье мы разберём простой пример их применения совместно с Arduino.

Для реализации проекта из этой статьи нам потребуются следующие компоненты:

Для того, чтобы эти модули работали, необходимо припаять к каждому из них антенну, рекомендуемая длина – 17 см. Рабочее напряжение – до 12 вольт, но хватит и выхода Arduino на 5 вольт.

Дальность работы находится в прямой зависимости от величины напряжения.

Стоит заметить, что в городах дальность связи может быть снижена по причине забитости частоты 433 МГц – на этой частоте работают некоторые сигнализации, рации и т.п.

Также при использовании этих модулей с Arduino есть один неприятный момент – невозможность работы с сервоприводами посредством библиотеки “Servo”. Проблема решается использованием библиотеки “ServoTimer2“.

Итак, антенна припаяна, приступаем к подключению модулей. VCC обоих модулей подключаем к 5v, GND к одноимённому выводу Arduino. Можно запитать их от внешнего источника питания с повышенным напряжением для увеличения дальности.

К 12 выводу передающей платы подключаем вывод DATA передатчика, к 11 выводу принимающей платы – любой из двух выводов DATA приёмника.

Код для 433 МГц передатчика

После чего подключаем к компьютеру передающую плату и загружаем в неё следующий скетч:

Немного о том, что делает этот скетч. Мы будем отправлять переменную strMsg типа String командой vw_send. С этим типом проще работать, но перед отправкой нужно преобразовать его в массив символов командой toCharArray.

В этой статье я постараюсь подробно описать процесс организации передачи данных между контролерами Arduino по радиоканалу с использованием передатчика MX-F01 и приемника MX-RM-5V.

Эти модули планирую использовать в своей умной метеостанции, чтобы избавиться от лишних проводов.

Для начала, давайте познакомимся с железом.

Технические характеристики передатчик MX-F01

Назначение выводов передатчика MX-F01

ATAD - данные
VCC - питание "+"
GND - питание "-"
ANT - антенна

Технические характеристики приемника MX-RM-5V

Напряжение питания: 5 В
Ток потребления: 4 мА
Рабочая частота: 433.920 МГц (Есть на частоту 315 МГц)
Размеры: 30х14х7 мм

Назначение выводов приемника MX-RM-5V

GND - питание "-"
DATA - данные
VCC - питание "+"
ANT - антенна

Базовую информацию получили – пора приступать к практической части.

Подключение передатчика MX-F01 к Arduino

Для управления передатчиком MX-F01 я буду использовать Arduino Mega 2560.

Приступим к подключению:

ATAD на MX-F01 подключаем к 12 дискретному выводу Arduino Mega 2560
VCC на MX-F01 подключаем к +5V Arduino Mega 2560
GND на MX-F01 подключаем к GND Arduino Mega 2560
ANT на MX-F01 к антенне в виде куска провода длинной 17,5, 35 или 70 см (я пока антенну не припаивал)

Подключение приемника MX-RM-5V к Arduino

Для управления приемником я буду использовать Arduino Nano ATmega328.

DATA на MX-RM-5V подключаем к 12 дискретному выводу Arduino Nano ATmega328
VCC на MX-RM-5Vподключаем к +5V Arduino Nano ATmega328
GND на MX-RM-5V подключаем к GND Arduino Nano ATmega328
ANT на MX-RM-5V к антенне в виде куска провода длинной 17,5, 35 или 70 см (я пока антенну не припаивал)

Библиотека VirtualWire

Чтобы упростить написания кода для работы с радиомодулями, была создана библиотека: VirtualWire.

VirtualWire.rar (17,3 KiB, 5 371 hits)

Распакуйте содержимое архива в папку /libraries/, которая находится в каталоге среды разработки Arduino.

Примеры кода для работы с передатчиком MX-F01 с использованием библиотеки VirtualWire

Пример 1

Пример 2

Пример кода для работы с приемником MX-RM-5V с использованием библиотеки VirtualWire

Для “Пример 2” кода передатчика

Не забудьте припаять антенны, а то без них дальность передачи будет всего несколько сантиметров.

На этом пока все.

Частота 433.920 МГц выделена для работы маломощных цифровых передатчиков таких как: радиобрелки автосигнализаций, брелки управления шлагбаумами на стоянках и другие подобные системы.

Я уже писал про использование приемников и передатчиков работающих в диапазоне 433 МГц применительно к своим поделкам. В этот раз хотелось бы сравнить их разные вариации и понять есть ли между ними разница, и какие предпочтительней. Под катом конструирование тестового стенда на базе arduino, немного кода, собственно, тесты и выводы. Любителей электронных самоделок приглашаю под кат.

Лежат у меня разные приемники и передатчики данного диапазона, решил обобщить и классифицировать данные устройства. Тем более, что в конструировании устройств без радиоканала обойтись довольно сложно, особенно если поделка не должна находиться в стационарном положении. Кто-то возможно возразит, что сейчас довольно немало решений на wi-fi и стоит использовать их, однако, отмечу что не везде их использование целесообразно, к тому же иногда не хочется мешать себе и соседям занимая столь ценный частотный ресурс.

В общем, это все лирика, перейдем к конкретике, сравнению подлежат следующие устройства:
Самый распространенный и дешевый комплект передатчика и приемника:

Купить можно, например, тут, стоит $0.65 за приемник вместе с передатчиком. В моих прошлых обзорах использовался именно он.

Следующий комплект позиционируется как более качественный:

Продается тут за $2.48 в комплекте с антеннками пружинками для данного диапазона.

Собственно предмет обзора, продается отдельно в виде приемника:

Следующее устройство участвующее в данном мероприятии является передатчиком:

Где конкретно я его купил — не помню, впрочем, не так важно.

Для того чтобы обеспечить равные условия всем участникам припаяем одинаковые медные антеннки в виде спирали:

Также, я припаял выводы для вставки в макетку.

Для экспериментов потребуются две отладочные платы arduino (я взял Nano), две макетные платы, провода, светодиод и ограничивающий резистор. У меня получилось так:

Для тестов я решил использовать библиотеку RC-Switch, ее нужно распаковать в каталог 'libraries' установленной среды arduino IDE. Пишем нехитрый код передатчика, который будет стоять стационарно:

Пин данных передатчиков будем подключать к выходу 10 arduino. Передатчик будет каждые 5 секунд посылать в эфир цифру 5393.

Код приемника немного более сложный, из-за подключения внешнего диода через ограничительный резистор к выводу 7 arduino:

Приемник подключен к выводу 2 arduino Nano (в коде используется mySwitch.enableReceive(0), так как вход 2 соответствует 0-му типу прерывания). Если принята та цифра которая отправлялась, то на секунду мигнем внешним диодом.

Благодаря тому, что все передатчики имеют одинаковую распиновку, в ходе эксперимента их можно будет просто менять:

У приемников ситуация аналогична:

Для обеспечения мобильности приемной части я использовал пауэр банк. Первым делом, собрав схему на столе, убедился, что приемники и передатчики работают в любом сочетании друг с другом. Видео теста:

Как видно, из-за малой нагрузки пауэр банк через некоторое время отключает нагрузку, и приходится нажимать кнопку, это тестам не помешало.

Вначале про передатчики. В ходе эксперимента выявлено, что разницы между ними нет, единственное, безымянный, маленький подопытный работал немного хуже своих конкурентов, вот этот:

При его использовании расстояние уверенного приема сокращалось на 1-2 метра. Остальные передатчики работали абсолютно одинаково.

А вот с приемниками все оказалось сложнее. Почетное 3-е место занял приемник из этого комплекта:

Он начал терять связь уже на 6 метрах в пределах прямой видимости (на 5 метрах — при использовании аутсайдера среди передатчиков)

Ну и рекордсменом стал предмет обзора:

Доступный участок прямой видимости (12 метров) оказался для него легкой задачей. И я перешел к приему через стены, итог 4 капитальные бетонные стены, при расстоянии порядка 40 метров — он принимал уже на грани (шаг вперед прием, шаг назад светодиод молчит). Таким образом, предмет обзора однозначно могу рекомендовать к покупке и использованию в поделках. При его использовании можно при равных расстояниях снижать мощность передатчика, либо при равных мощностях увеличивать расстояние уверенного приема.

Согласно рекомендациям, увеличить мощность передачи (а следовательно и расстояние приема) можно повышая напряжение питания передатчика. 12 Вольт позволило увеличить исходное расстояние на 2-3 метра в пределах прямой видимости.

Читайте также: