Как связать передатчик с приемником

Обновлено: 27.04.2024

Иногда, между устройствами требуется установить беспроводное соединение. В последнее время для этой цели все чаще стали применять Bluetooth и Wi-Fi модули. Но одно дело передавать видео и здоровенные файлы, а другое — управлять машинкой или роботом на 10 команд. С другой стороны радиолюбители часто строят, налаживают и переделывают заново приемники и передатчики для работы с готовыми шифраторами/дешифраторами команд. В обеих случаях можно использовать достаточно дешевые RF-модули. Особенности их работы и использования под катом.

Типы модулей

RF-модули для передачи данных работают в диапазоне УКВ и используют стандартные частоты 433МГц, 868МГц либо 2,4ГГц (реже 315МГц, 450МГц, 490МГц, 915МГц и др.) Чем выше несущая частота, тем с большей скоростью можно передавать информацию.
Как правило, выпускаемые RF-модули предназначены для работы с каким-либо протоколом передачи данных. Чаще всего это UART (RS-232) или SPI. Обычно UART модули стоят дешевле, а так же позволяют использовать нестандартные (пользовательские) протоколы передачи. Вначале я думал склепать что-то типа такого, но вспомнив свой горький опыт изготовления аппаратуры радиоуправления выбрал достаточно дешевые HM-T868 и HM-R868 (60грн. = менее $8 комплект). Существуют также модели HM-*315 и HM-*433 отличающиеся от нижеописанных лишь несущей частотой (315МГц и 433МГц соответственно). Кроме того есть множество других модулей аналогичных по способу работы, поэтому информация может быть полезной обладателям и других модулей.

Передатчик

Почти все RF-модули представляют собой небольшую печатную плату с контактами для подключения питания, передчи данных и управляющих сигналов. Рассмотрим передатчик(трансмиттер) HM-T868
На нем имеется трехконтактный разъем: GND(общий), DATA(данные), VCC(+питания), а также пятачок для припайки антенны(я использовал огрызок провода МГТФ на 8,5см — 1/4 длинны волны).

Приемник

Ресивер HM-R868, внешне, очень похож на соответствующий ему трансмиттер

но на его разъеме есть четвертый контакт — ENABLE, при подаче на него питания приемник начинает работать.

Работа

Судя по документации, рабочим напряжением является 2,5-5В, чем выше напряжение, тем большая дальность работы. По сути дела — это радиоудлинитель: при подаче напряжения на вход DATA передатчика, на выходе DATA приемника так же появится напряжение (при условии что на ENABLE также будет подано напряжение). НО, есть несколько нюансов. Во-первых: частота передачи данных (в нашем случае — это 600-4800 бит/с). Во-вторых: если на входе DATA нету сигнала более чем 70мс, то передатчик переходит в спящий режим(по-сути отключается). В-третьих: если в зоне приема ресивера нету работающего передатчика — на его выходе появляется всякий шум.

Проведем небольшой эксперимент: к контактам GND и VCC трансмиттера подключим питание. Вывод DATA соединим с VCC через кнопку или джампер. К контактам GND и VCC ресивера также подключаем питание, ENABLE и VCC замыкаем между собой. К выходу DATA подключаем светодиод (крайне желательно через резистор). В качестве антенн используем любой подходящий провод длинной в 1/4 длинны волны. Должна получиться такая схемка:

Сразу после включения приемника и/или подачи напряжения на ENABLE должен загореться светодиод и гореть непрерывно (ну или почти непрерывно). После нажатии кнопки на передатчике, со светодиодом также ничего не происходит — он продолжает гореть и дальше. При отпускании кнопки светодиод мигнет(погаснет и снова загорится) и продолжает гореть дальше. При повторном нажатии и отпускании кнопки все должно повторится. Что же там происходило? Во время включения приемника, передатчик находился в спящем состоянии, приемник не нашел нормального сигнала и стал принимать всякий шум, соответственно и на выходе появилась всякая бяка. На глаз отличить непрерывный сигнал от шума нереально, и кажется, что светодиод светит непрерывно. После нажатия кнопки трансмиттер выходит из спячки и начинает передачу, на выходе ресивера появляется логическая «1» и светодиод светит уже действительно непрерывно. После отпускания кнопки передатчик передает логический «0», который принимается приемником и на его выходе также возникает «0» — светодиод, наконец, гаснет. Но спустя 70мс передатчик видит что на его входе все тот же «0» и уходит в сон, генератор несущей частоты отключается и приемник начинает принимать всякие шумы, на выходе шум — светодиод опять загорается.

Из вышесказанного следует, что если на входе трансмиттера сигнал будет отсутствовать менее 70мс и находится в правильном диапазоне частот, то модули будут вести себя как обычный провод (на помехи и другие сигналы мы пока не обращаем внимания).

Формат пакета

RF-модули данного типа можно подключить напрямую к аппаратному UART или компьютеру через MAX232, но учитывая особенности их работы я бы посоветовал использовать особые протоколы, описанные программно. Для своих целей я использую пакеты следующего вида: старт-биты, байты с информацией, контрольный байт(или несколько) и стоп-бит. Первый старт-бит желательно сделать более длинным, это даст время чтобы передатчик проснулся, приемник настроился на него, а принимающий микроконтроллер(или что там у Вас) начал прием. Затем что-то типа «01010», если на выходе приемника такое, то это скорее всего не шум. Затем можно поставить байт идентификации — поможет понять какому из устройств адресован пакет и с еще большей вероятностью отбросит шумы. До этого момента информацию желательно считывать и проверять отдельными битами, если хоть один из них неправильный — завершаем прием и начинаем слушать эфир заново. Дальше передаваемую информацию можно считывать сразу по байтам, записывая в соответствующие регистры/переменные. По окончании приема выполняем контрольное выражение, если его результат равен контрольному байту — выполняем требуемые действия с полученной информацией, иначе — снова слушаем эфир. В качестве контрольного выражения можно считать какую-нибудь контрольную сумму, если передаваемой информации немного, либо Вы не сильны в программировании — можно просто посчитать какое-то арифметическое выражение, в котором переменными будут передаваемые байты. Но необходимо учитывать то, что в результате должно получится целое число и оно должно поместится в количество контрольных байт. Поэтому лучше вместо арифметических операций использовать побитовые логические: AND, OR, NOT и, особенно, XOR. Если есть возможность, делать контрольный байт нужно обязательно так как радиоэфир — вещь очень загаженная, особенно сейчас, в мире электронных девайсов. Порой, само устройство может создавать помехи. У меня, например, дорожка на плате с 46кГц ШИМ в 10см от приемника очень сильно мешала приему. И это не говоря о том, что RF-модули используют стандартные частоты, на которых в этот момент могут работать и другие устройства: рации, сигнализации, радиоуправление, телеметрия и пр.

Что еще можно почитать

HM-T и HM-R — описание и документация на сайте производителя.
1, 2 и 3 — интересные статьи и наблюдения (много чего полезного можно найти в комментариях).

На страницах «Паркфлаера» довольно часто обсуждаются вопросы по внезапному резкому уменьшению дальности действия аппаратуры РУ, что приводит к авариям моделей и ставит перед моделистами задачу поиска неисправности в аппаратуре и её устранению. Читая обсуждения коллег на эту тему становится очевидным, что очень многие моделисты слабо разбираются в специфических вопросах радиосвязи, тем более в СВЧ диапазоне 2,5 ГГц, где работает современная аппаратура РУ. Заранее приношу свои извинения коллегам за такой вывод.
Я много лет работал в этой области, радиолюбительский стаж 50 лет и, как мне кажется, могу помочь коллегам разобраться в этой теме.

Поскольку ремонт собственно электроники приемника или передатчика с заменой детали весьма специфичен и сложен, в данной статье он рассматриваться не будет. Ограничусь простейшей
теорией АФС (антенно фидерных систем) для понимания принципа их работы и ремонта, а так же методикой выявления неисправности АФС. Поскольку АФС это антенна + фидер, начну с фидера, ибо вопрос о повреждения фидера возникает наиболее часто. Фидер это коаксиальный кабель, по которому ВЧ энергия подводится к антенне от выходного каскада передатчика.
Или от антенны поступает ко входным цепям приемника. Фидер (он же кабель) по иному называется линия передачи, именно этот термин используется в технической литературе.
В статье я буду использовать термины «Фидер», «Линия передачи», что означает «Кабель».
Прежде всего немного об основных свойствах линий передач.

Линия передачи может быть двух типов : согласованная линия и настроенная линия.

Согласованная линия передачи (кабель, фидер) – это когда волновое сопротивление линии передачи равно входному сопротивлению антенны. В этом случае фидер работает в режиме
бегущей волны и может быть произвольной длины.

Настроенная линия передачи (кабель, фидер) – это когда волновое сопротивление линии
передачи НЕ равно входному сопротивлению антенны. В этом случае фидер работает в режиме стоячей волны, поэтому длина кабеля критична и выбирается кратно длине полуволны .
При этом отрезок линии передачи, кратный полуволне , является трансформатором сопротивления между антенной и выходным каскадом передатчика или между антенной и входными цепями приемника.
В приемниках и передатчиках аппаратуры РУ на 2,5 ГГц используются антенны с входным сопротивлением 50 Ом и коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Поэтому
линия передачи относится к первому типу - согласованная линия (в смысле согласованной по сопротивлению с антенной и приемником / передатчиком) и длина отрезка кабеля не имеет значения.

Если кабель перебит, его можно обрезать и вновь припаять.
Можно взять штатную антенну роутера WiFi, извлечь её из пластикового чехла и припаять
к приемнику взамен вышедшей из строя. Антенны абсолютно идентичны.
Главное, нужно понимать, что это не отрезок провода в изоляции, а самый настоящий коаксиальный кабель, такой же, как и телевизионный, только тоненький. У него имеется центральная жилка,
оплетка (экран), а между ними внутренний полиэтиленовый изолятор. При пайке (ремонте)
недопустимо замыкание (спаивание вместе) центральной жилки и экрана. Работать нужно с
увеличительным стеклом и быть внимательным. После припайки кабеля его нужно прозвонить
тестером на отсутствие короткого замыкания.

Антенна и входные цепи приемника "Хобби Кинг"

Антенна и входные цепи приемника "Turnigy".

Теперь несколько слов о физической длине полуволнового отрезка коаксиального кабеля.
Длина волны для частоты электромагнитных колебаний 2,4 ГГц, как известно, равна 12 см.
Но это только в случае распространения волн в воздухе. При этом скорость их распространения равна 300 000 км в сек. При распространении волны внутри кабеля, её скорость существенно уменьшается ввиду движения волны в диэлектрике – внутреннем полиэтиленовом изоляторе. Диэлектрическая постоянная воздуха равна 1, а диэлектрическая постоянная полиэтилена равна 2,2 что и обуславливает замедление скорости движения волны.

В результате длина волны ВЧ колебаний в кабеле будет меньше, чем длина волны в воздухе.
Поэтому полуволновый отрезок кабеля будет не 6 см, как в воздухе, а гораздо меньше.
Возникает вопрос, на сколько меньше ? Ответ. Физическая длина полуволнового отрезка кабеля
в этом случае определяется как

длина волны в воздухе * на коэффициент укорочения кабеля.

Для коаксиального кабеля с внутренним полиэтиленовым изолятором этот коэффициент 0,66 .
То есть, в этом случае полуволновый отрезок кабеля будет иметь длину 6 х 0,66 = 3,96 см.
Две полуволны это 7,92 см, три полуволны – 11,88 см.

В аппаратуре РУ в большинстве случаев используются антенны типа «Полуволновый диполь»
Такими антеннами комплектуется аппаратура РУ Хобби Кинг.

Эта классическая антенна состоит из четвертьволнового вибратора, в качестве которого используется внутренняя жилка кабеля в изоляторе длиной 30 мм и четверть волнового стакана, представляющего собой отрезок латунной трубочки длиной 25 мм внутри которой проходит кабель, оплетка которого припаяна к верхнему торцу трубочки.

Конструкция антенны приемника "Хобби Кинг". На фотографии видно, что в месте выхода центральной жилки из стакана, имеется повреждение изолятора жилки, возникшее при припаивании оплетки кабеля к верней части стакана от перегрева. Короткого замыкания пока нет, но в будущем оно возможно от перегиба жилки. Поэтому место повреждения нужно промазать эпоксидкой.
Типичный заводской брак.

Иногда применяется упрощенный вариант антенны представленный на фото. Такой антенной
комплектуется приемник аппаратуры «Turnigy». По своей эффективности эта антенна уступает антенне полуволновый диполь, ввиду отсутствия симметрирующего стакана.

Прибор чрезвычайно простой - головка на 50. 10 мкА и два СВЧ диода типа КД514.
Индикатором можно зафиксировать излучение электромагнитных волн от бытового радиотелефона,
излучение сотового телефона, любой радиостанции, передатчиков от детских игрушек и т. д.

Если индикатор показывает, что передатчик излучает электромагнитные волны, можно
сделать вывод, что передатчик исправен и причиной резкого уменьшения радиуса действия
аппаратуры является неисправность приемника. К сожалению, кроме проверки целостности
антенны и кабеля с помощью тестера, в домашних условиях без использования специальной
измерительной аппаратуры больше ничего сделать нельзя. Разве что проверить исправность внутреннего микросхемного стабилизатора напряжения.

Для желающих более подробно познакомиться с теорией и конструкциями антенн и линий
передач, рекомендую скачать и почитать замечательную книгу Карла Ротхаммеля «Антенны».

RC Магазины

Home Авиамодельный Форум Авиационный моделизм Аппаратура радиоуправления Немогу связать передатчик с приёмником

Самодельные LiIon на авиамоделях и дронах
Как сделать Mini Flash
Сокол (Falcon) 1000 - 2-х моторное пилотажное FPV крыло.
Мини самолеты на радиоуправлении
Дрон для новичка - Eachine Novice-II V2.0
Как сделать самолет УТ-2 своими руками
Бюджетный джип внедорожник - JY66 1/14 2.4Ghz 4WD
Большие Гуси 2021
Обзор радиоуправляемого джипа WPL C24 масштаба 1/16
Самодельный токарный станок для домашней мастерской

Для удобства пользования форумом и поиска информации прошу придерживаться правила: 1 тема = 1 вопрос.

К примеру, если обсуждается настройка передатчика, а у вас вопрос про подключение такого же передатчика к симулятору или вопрос про другую модель передатчика - создавайте новую тему. Если вы новичок в авиамоделизме, рекомендуется прочитать статью Новичку и ссылки с нее.

Начало
» Авиационный моделизм
» Аппаратура радиоуправления
» Немогу связать передатчик с приёмником

Немогу связать передатчик с приёмником

Простейший комплект из приемника и передатчика ISM-диапазона 433 МГц завоевал заслуженную популярность в среде любителей электроники. Комплекты дешевы (даже в «Чипе-Дипе» их можно купить рублей за 300, а на Ali, говорят, вообще за полтинник), просты и надежны. Кроме того (о чем вы, возможно, не подозреваете), это самый дальнодействующий и проникающий способ беспроводного обмена данными — сигнал на частоте 433 МГц куда лучше проходит через препятствия и действует на более далеком расстоянии, чем в популярном диапазоне 2,4 ГГц (433 МГц полностью задерживаются стенкой в полметра бетона, а Wi-Fi умирает уже на 10 сантиметрах). Допускаю, что недавно появившиеся модули MBee-868, будучи снабженными соответствующей (направленной) антенной, «стреляют» дальше, но они как минимум на порядок дороже, сложнее в подключении, требуют управления энергосбережением и предварительной настройки. И вдобавок частота 868 МГц вдвое хуже проходит через препятствия (хотя, конечно, несравненно лучше частоты 2,4 ГГц).

У меня такой комплект работает за городом на расстоянии примерно 25-30 метров под острым углом к бревенчатой стенке, так, что на пути сигнала оказывается примерно метр (в сумме) стен и перегородок, причем частично экранированных фольгированным утеплителем. На гораздо меньшем расстоянии, почти прямо за стенкой, WiFi уже полностью теряет сигнал. В городе сигнал добивает от одного конца трехкомнатной городской квартиры к другому через две межкомнатные перегородки, а также с балкона, где по прямой линии между передатчиком и приемником не менее 80 сантиметров кирпичной кладки и гипсолитовая перегородка. Никаких более дорогих вариантов комплектов, упомянутых в приведенном обзоре, я не употреблял.

Дополнительный плюс комплекта в том, что в паузах передатчик не потребляет ничего, причем без всяких специальных режимов Sleep, просто по принципу своего устройства (ток потребления в покое сравним с токами коллекторной утечки запертого транзистора, то есть порядка 100 нА).

Давайте разберемся, в чем тут подводные камни.

Подключение передатчика

Передатчик (он носит название FS1000A), как мы видим из его схемы ниже, представляет собой простейший генератор на основе ПАВ-резонатора на 433 МГц. Генератор собран на транзисторе Q1, а транзистор Q2, на базу которого подаются цифровые данные — просто ключ, который подключает генератор к питанию (к шине GND) при наличии высокого уровня (логической единицы) на входе. Питание может быть от 5 до 12 вольт, причем, по утверждению производителей, чем выше питание, тем дальше работает связь.

Принципиальных преимуществ увеличенного питания в рамках своей задачи я не заметил. Тем не менее, не следует пренебрегать фактом, что особых требований к питанию тут не предъявляется, и при повышенном напряжении девайс будет работать только лучше. Удобно подключать передатчик непосредственно к напряжению с адаптера 9-12 вольт, аккумулятора или комплекта из 6 батареек (контакт Vin Arduino). При нестабилизированном питании, которое может превышать 12 вольт (как, например, у аккумуляторов) я обычно развязываю передатчик от основной схемы отдельным 9-вольтовым стабилизатором (можно простейшим 78L09), причем разницы в работе между питанием 9 и 12 вольт я не наблюдаю никакой. У Uno или Nano можно для питания самого контроллера и остальных схем (например, датчиков) при этом использовать встроенный стабилизатор 5 вольт, а для Mini (особенно — его дешевых клонов) я бы посоветовал поставить отдельный 5-вольтовый стабилизатор, подключив его к выводу 5V.

Следует отметить, что в последнее время стали появляться передатчики, выглядящие несколько нестандартно (см. рис. ниже). Оказалось, что отсутствие дросселя L1 (трехвиткового), от которого остались только отверстия — фикция, он просто заменен на соответствующий SMD-компонент. Хуже в этом варианте другое: неряшливая полиграфия может ввести в заблуждение относительно подключения выводов данных и питания. Правильное подключение показано на рисунке, оно для всех вариантов одинаково:

Самое поразительное в этом деле — то, что при перепутанном подключении данных и питания передатчик на небольших расстояниях продолжает работать! Если вы рассмотрите схему, то поймете в чем дело: база Q2 через резистор при этом оказывается подключенной к питанию, транзистор всегда открыт, и влияния на работу схемы не оказывает. А логический высокий уровень на шине питания просто запитывает в нужный момент генератор. Несуразности начинаются на некотором расстоянии — понятно, что из логического вывода источник питания получается плохой.

Подключение приемника

При приобретении приемника (он может носить название вроде MX-RM-5V или XD-RF-5V) обращайте внимание на длину выводов — мне как-то попалась целая партия с укороченными штырьками, отчего из стандартного разъема PBS приемник вываливался при малейшем перекосе и его приходилось к плате специально крепить.

У приемника схема гораздо сложнее (я ее не буду воспроизводить, но можете ознакомиться, например, тут). Она должна принять и усилить высокочастотный сигнал, отфильтровать частоту 433 МГц, выделить всплески и преобразовать их в логические уровни. Приемник имеет подстроечный дроссель (посередине платы), но без точных приборов для измерения амплитудно-частотной характеристики я его крутить не советую — скорее всего, вы ничего не улучшите, а только испортите.

Так как уже на небольшом расстоянии сигнал будет гораздо меньше помехи, понятно, что мы с помехами должны бороться по всем фронтам: и схемотехническими и программными методами. Последнее за нас делают библиотеки, но какая бы математика не применялась в программной обработке, желательно сначала сделать все для того, чтобы логическая единица на выходе появлялась только при всплеске полезного сигнала и не появлялась при наличии помехи. Иными словами, классно было бы от помех при приеме отстроиться заранее по максимуму.

Стандартный метод снижения помех, известный в мои времена каждому школьнику, собравшему хоть один радиоприемник или усилитель, заключается в том, что для чувствительных к помехам узлов необходимо делать отдельное питание, по максимуму изолированное от остальных схем. Можно его делать разными методами: когда-то ставили отдельный стабилитрон, сейчас часто изолируют питание проблемного узла LC-фильтром (так рекомендуется поступать, например, для АЦП, посмотрите даташиты на AVR-контроллеры). Но в наших условиях, когда современные компоненты невелики и дешевы, проще просто поставить на приемник отдельный от всего остального стабилизатор.

Стабилизатор, например, типа LP2950-5.0 плюс два необходимых конденсатора к нему в самом дешевом варианте (когда оба конденсатора — керамические, в диапазоне 1–3,3 мкФ) добавит к стоимости вашей схемы рублей шестьдесят максимум. Но я предпочитаю не экономить: на выходе ставлю обычный керамический, а на входе электролит (10–100 мкФ), причем твердотельный (полимерный) или танталовый. Обойтись керамическими конденсаторами и там и там можно, если входное напряжение 7-12 вольт поступает с батареек-аккумуляторов или с другого аналогового стабилизатора. Импульсные стабилизированные источники и простейшие нестабилизированные выпрямители требуют дополнительной фильтрации. Можно использовать дешевый алюминиевый электролит, если ставить параллельно ему керамический 0,1 мкФ, еще лучше поставить на входе последовательную индуктивность в несколько долей или единиц миллигенри.

Сравнив со случаем питания приемника непосредственно от Arduino, как рекомендуется во всех публикациях (исключений я не встречал), вы поразитесь полученному эффекту — дальность и способность проникать через стенки сразу увеличивается в разы. Приемник вместе со стабилизатором для удобства можно вынести в отдельную маленькую коробочку. Связать его выход с контроллером в основном корпусе можно любым трехжильным проводом (два питания и сигнальный проводник) длиной до 3 метров, а может быть и больше. Удобнее это потому, что еще нужны антенны, и по правилам будет лучше, если они будут параллельны друг другу в пространстве, а большие корпуса не всегда удается разместить так, чтобы антенны торчали в нужной ориентации.

В простейшем варианте в качестве антенн можно обойтись обрезками одножильного провода сечением не меньше 0,5 мм и длиной 17 см ± 1-3 мм. Не следует употреблять многожильный монтажный провод! В продаже имеются более компактные спиральные антенны, но я лично их эффективность не испытывал. Кончик антенны и у передатчика и у приемника запаивается в соответствующее отверстие в углу платы (не ошибитесь в модернизированном варианте передатчика — там слово ANT тоже не на месте, см. рис. выше).

Формирование и обработка передаваемых данных

Это второй крупный недостаток большинства обзоров по нашей теме: авторы ограничиваются какой-то локальной задачей, не формулируя ее в общем виде, как передачу произвольных данных одним пакетом. Как вы поняли из описания выше, передаваться нашим комплектом может только простая последовательность бит. Стандартная библиотека VirtualWire кодирует их специальным образом (каждая тетрада кодируется 6-ю битами, впереди добавляется синхронизирующий заголовок, и еще добавляется контрольная сумма для всего пакета) и на выходе превращает в более привычную последовательность байт. Но разбираться с ней уже приходится программисту самостоятельно.

Далее мы считаем, что передатчик и приемник подключены к Arduino. Кроме VirtualWire, в связи с бумом «умных домов», есть еще много всякого подобного, вроде RC-Switch или RemoteSwitch, но они ориентированы на другие задачи, и для передачи произвольных данных их употреблять явно не стоит.

Чем больше, кстати, выбранная скорость передачи, тем дальность передачи будет меньше. По опыту применения RS-232 известно, что при увеличении дальности допустимая скорость передачи экспоненциально падает: на скорости 19200 неэкранированная линия работает на 15 метров, на 9600 — 150 метров, а на скорости 1200 — более километра. Интересно было бы экспериментально выяснить характер этой зависимости для нашего случая, ведь очень много здесь зависит и от применяемой математики.

Инициализация передатчика в VirtualWire выглядит так:

Разберем принципы формирования данных на конкретном примере. Пусть у нас имеется выносной датчик температуры-влажности. Он выдает значения (переменные temperature и humidity) в формате действительного числа со знаком (float). Чтобы было проще разбираться на приемном конце, будем все приводить к виду положительного целого числа с числом десятичных разрядов не менее 4, переводить разряды по отдельности в ASCII-символы, передавать получившуюся строку, а на приемном конце выполнять обратные операции. Конечно, можно упростить задачу (например, обойтись без преобразования в ASCII и укоротить числа), но в таком виде она получается единообразной для почти любых разновидностей цифровых данных, что упрощает разборку при приеме.

В приемной части полученный массив ASCII-кодов придется разбирать (парсить). Но сначала нужно его принять. Для инициализации приема выполняются следующие действия:

Собственно прием с разборкой строки такой:

Надеюсь, у вас теперь будет меньше вопросов по применению этих дешевых и удобных в применении устройств.

Во времена моей учебы в университете нужно было сделать курсовую работу по электронике и микроэлектронике (вроде как предмет именно так назывался). Было два пути решения этой проблемы: взять готовое задание или придумать себе свое задание. Также важным условием задания было разработка именно аналоговой части какого-либо устройства.Так как я любил делать что-то свое, ~~а не какие-то навязанные задания~~, я решил воспользоваться шансом и в качестве темы для курсовой работы взял систему радиоуправления, а в результате случайно сделал приемник для прослушки радиотелефонов.

Принцип работы аналогового радиоуправления

Для одноканальной аппаратуры дискретного управления кодирование сигнала производится включением и выключением радиопередатчика. Однако, я хотел что-то посложнее, и с возможностью добавления новых каналов управления. Поэтому я решил использовать ~~дурдуино~~ частотное кодирование сигнала ~~так как еще не умел программировать дурдуино~~. Ниже приведена блок схема многоканальной аппаратуры радиоуправления.

При частотном кодировании сигнала каждый канал имеет свою частоту. Если сигнал на данной частоте присутствует, то исполнительный механизм работает, если сигнал отсутствует, то ~~логично что~~ исполнительный механизм не работает. Передатчик просто передает сигнал с нужными частотами, вот и весь принцип работы. Но не все так просто. Дело в том, что из-за искривления сигнала приемником, или из-за особенностей самого передатчика, скорее всего сигнал управления будет иметь гармоники, кратные его основным частотам. Поэтому, частоты соседних каналов не должны быть кратны друг другу, а так же нужно учитывать полосу пропускания фильтра, который детектирует сигнал данного канала, чтобы в нее не попадал сигнал или гармоника от соседнего канала.

Образование гармоник сигнала при ограничении синусоидального сигнала

Разбивка полосы пропускания по низкой частоте для кодирования и декодирования сигнала

Кому интересны подробности, советую обратиться к книге: "Электронное дистанционное управление моделями", Гюнтер Миль, Москва, издательство ДОСААФ СССР 1980. Данная книга хоть и очень старая, зато содержит много информации касательно передающих и приемных устройств.

Приемник для приемной части радиоуправления

Сначала я хотел сделать свой компактный радиоприемник. В итоге собрал схему сверхрегенератора, как например тут. Однако, сверхрегенератор отказался у меня работать с первого пинка, и поэтому я решил использовать более готовое решение в виде советской микросхемы КХА058. Выбор на нее пал по нескольким причинам:
1) У меня уже была эта микросхема, причем вместе с обвязкой.
2) Стоила она дешевле современной китайской микросхемы.
3) В отличии от китайского конкурента, эта микросхема имеет меньше элементов для обвязки и сразу заработала.
4) Работает микросхема приемника в УКВ диапазоне.
~~4) У нее прикольный внешний вид.~~

Схема включения данной микросхемы была взята тут, а ее характеристики можно найти тут например. Однако, УКВ диапазон мне был не нужен, поэтому я решил переделать колебательный контур приемника на частоту 39 МГц. Почему именно на эту частоту? На самом деле, можно было бы взять почти люблю частоту, учитывая что передатчик у меня был малой мощности. Частоту 39 МГц я когда-то увидел на одном радиоуправлении, и решил для тестирования приемника использовать готовый пульт, который был именно с этой частотой. К тому же эта частота не запрещена для использования в России. Переделать приемник на новую частоту было не сложно, достаточно было определить параметры колебательного контура приемника и рассчитать его на 39 МГц.

Тестирование приемника и перехват важных переговоров

Включил приемник, ~~а слушать то нечего~~ начал настраивать частоту, как вдруг случайно ловлю разговор двух старушек по телефону. Было забавно.

Передатчик команд

Детектор команд на приемной части

Из книги, приведенной в статье выше, я взял следующую схему:

Это RC фильтр с релейным каскадом переключения. Релейный каскад я переделал на светодиодную индикацию. Транзисторы взял типа кт315. Схема была промоделирована в программе CircuitMaker, там я ее настраивал на частоту 800 Гц. Частота данного фильтра зависит от двух RC цепочек: R14 C9 и R17 C10. R15 настраивает чувствительность схемы, однако тут надо быть аккуратным, схема может уйти в самовозбуждение. Подробнее о работе данной схемы можно прочитать в книге, приведенной в статье выше. Если кратко, то RC цепочки сдвигаю сигнал по фазе. Если сдвиг одинаковый, сигнал с выхода попадает на вход, получается у нас селективный усилитель. Если ситуация другая, сигнал может прийти вообще в противофазе.

P.S. Данный детектор я использовал позже в заказе по квесту как детектор частоты 8000 Гц (это свист), может кому такое решение пригодится.

Все заработало, светодиод на приемной части радиоуправления зажигался при передачи ему команды. Передача какой либо другой частоты реакции светодиода не вызывала. Преподаватели в университете обозвали Поповым и в общем заценили работу хорошо. Правда такое радиоуправление на практике вряд ли можно применять, особенно с той "качественной" сборкой что была у меня. Зато случай с перехватом разговоров был забавным. И конечно же главный вывод, что радиоуправление — это просто.

Читайте также: