Komunikatorji signalne kode (RFM69): 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Ti "2-bitni" (digitalni) radijski komunikatorji omogočajo medsebojno signalizacijo (kje so; če so končali …) pri nakupovanju na nasprotnih koncih velike škatle; tudi tam, kjer mobilni telefoni nimajo servisa ali napolnjene baterije.

Uporabljajo se radijski moduli RFM69 915MHz. So zelo učinkoviti radijski sprejemniki z nizko porabo energije, ki uporabljajo digitalno paketno komunikacijo. Komunicirajo lahko na več kot 100 metrih z nizko porabo energije, le pri 10 sekundah miliamperov in do 1/2 kilometra ali celo 1/2 milje pri približno 120 ma.

Radijski moduli RFM69 so veliko učinkovitejši in učinkovitejši na večjih razdaljah kot NRF24L01 ali RFM12.

Za še bolj zanesljive povezave na daljše razdalje bi lahko ta projekt uporabili tudi za uporabo radijskih modulov LoRa. Obstaja nekaj naprav LoRa (na primer RFM95), ki so podobne velikosti in vmesnika. Stanejo pa veliko več, kar zame ni bilo upravičeno.

Enote podpirajo niz digitalnih kod za vprašanja in odgovore v slogu 10-20 (lokacija?) (Glej wiki/Ten-code https://en.wikipedia.org/wiki/Ten -code); kot tudi neobvezno Morsejevo kodo. Enote ne podpirajo glasovne (analogne) komunikacije.

Lahko bi jih uporabili tudi kot pozivnike s tremi stopnjami pozornosti, ko nekdo okreva ali dela pod hišo.

Poleg tega so lahko zelo zabavni, še posebej za otroke ali študente.

1. korak: Zberite komponente

Ker radijski modul ne more prenašati napajalne ali signalne napetosti 5 V, morate uporabiti 3,3 V MCU. Upoštevajte tudi, da uporabljam visokozmogljivo različico radijskih modulov 'H'.

Ta seznam naj bi sestavil 2 enoti.

• kol. 2 Pro Mini 3.3v Arduino MCU
• kol. 2 modula RFM-69HCW 915MHz
• kol. 2 Etui (naj bi bil predal za baterije)
• kol. 2 Li-ion 3,7v 200+mah baterije https://www.ebay.com/itm/311682151405 (7x20x30mm, ~ Največja velikost uporabna 9x24x36mm)
• kol. 4 rdeče-zelene 5-milimetrske navadne katodne dvobarvne LED diode https://www.ebay.com/itm//112318970450 (napetost ožičenja in prekinitev je pomembna)
• kol. 4 gumbna stikala 6x6x7,5 mm
• kol. 2 aktivni zvočni signal Piezo
• kol. 2 upora … 270 Olm, 1,5 kOlm, ~ 5 k
• kol. 2 0,1 uf monolitna kapa

Neobvezno

• kol. 2 3 mm bele (ali modre) LED diode
• kol. 2 3,5 mm vtičnice Phono
• kol. 2 220uf kondenzator filtra za moč
• Palica iz popsicle

Druge zaloge, ki jih morda potrebujete

30ga žica trdna https://www.ebay.com/itm/142255037176, 26ga žična trdna žica ali 24ga nasedla, za podlago in +V

Žica 22ga trdna, za anteno

Ostalo: spajkalni material, trak, vroče lepilo, orodja za izdelavo prototipov.

Pretvornik USB v TTL

Dodatna strojna oprema:

Stereo priključek za priključitev ušesnega ušesa, da ne zamudite dohodne komunikacije. Nanj je mogoče priključiti tudi prenosni ojačevalnik zvočnikov.

Mala (3 mm) bela LED dioda ni obvezna. Dodal sem ga, da služi kot indikator ON. Dodati ga je bilo preprosto, ko sem ga povezal preko Btn1, ki dobi nekaj pogonskega toka iz notranjega upora (~ 37k). S tako majhnim pogonom mora biti ta LED zelo učinkovita. Lahko bi uporabili zeleno ali morda modro LED, vendar ne rumeno ali rdeče, ker je njihov padec napetosti prenizek in bi bilo videti, kot da je pritisnjen gumb. Ne bi uporabljal zelene barve, saj se ta barva sicer uporablja za signalizacijo informacij.

Fono vtičnico lahko tudi izpustite. Ta naprava ne povzroča veliko hrupa, če pa vas skrbi, da bi pritegnili pozornost drugih, potem ponuja možnost uporabe slušalk. Alternativno je učinkovit kos škotskega traku nad luknjo za zvok.

Da bi bile vse meritve enostavne in natančne, mi je ta poceni čeljust zelo všeč.

2. korak: Zgradite podsistem MCU-radio

Priključite kratke žice na zatiče MCU: 10, 11, 12, 13; žica srednje dolžine na pin2.

Vhodno/izhodnim zatičem MCU-ja dodajte dolge (4-5 palcev), ki jih želite uporabiti (zatiči: 3-9). Za periferne tipe sem uporabil merilnik 30 AWG in različne barve. Ta žica majhnega premera lahko prenese signale, ki so manjši od 100 miliamperov, vendar je dovolj majhna in dovolj upogljiva (& zelo priporočljivo), da olajša tesno montažo.

Priključite tudi žice za ozemljitev in Vcc (uporabil sem 26ga, na fotografijah so modri). Ta žica nosi več toka, zato uporabite velik merilnik za zmanjšanje padca napetosti (in potencialnega sevanja signala hrupa).

MCU priključite na ploščo RFM-69. Vse, razen dolgih žic, gredo do nje.

Radijsko ploščo prepognite nad ploščo MCU. Med deskami ne sme biti kratkih hlač. Če obstaja dejanski potencial kratke uporabe, vmesni kos traku ali plastične pločevine.

Dodajte antenski kabel (22-24 gaga. 80 mm) na radijsko ploščo, kot je prikazano na fotografiji.

3. korak: Razvojno testiranje

Za izvedbo teh enot lahko ta razdelek preskočite. Za tiste, ki jih to zanima, je malo več informacij o tem, kako sem prišel tja.

¼ Valovna dolžina za 915MHz je 82 mm. Vadnica Sparkfun.com predlaga uporabo 78 mm. Razumem, da antenska tehnika pravi, da ko bo antena znotraj ½ valovne dolžine zemlje, bo vaša antena delovala, kot da je ~ 5% daljša, kot je. Kar zadeva 915Mhz, kar bi bilo manj kot stopalo in običajno upravljate to enoto precej višje od tal, to dolžino 78 mm zavračam. Obstajajo pa tudi drugi dejavniki, ki bi lahko povzročili podobne učinke, za katere se zdi smiselno uporabiti manjšo od natančno ¼ valovne dolžine. Ogrozil sem se in prerezal antenske žice na skupno 80 mm (vključno z odsekom, ki poteka skozi tiskano vezje). Z ustrezno preskusno opremo bi lahko optimizirali dolžino antene za svojo enoto, vendar pričakujem le manjše izboljšave.

Po prilagoditvah sem dobil največ 250 m dosega z nekaj ovirami. Poleg 150 m sta orientacija in položaj antene postajala vse pomembnejša.

Ko sem za eno enoto uporabil polno konfiguracijo dipolnega tipa antene (navpični 80 mm aktivni element nasproti navzdol usmerjenega 80 mm ozemljenega elementa), sem s poskusom in napako postavil do 400 metrov z več drevesi in hišo vmes, in trdno dvosmerno povezavo na ½ te razdalje, ne glede na položaj ali usmerjenost oddaljenih enot.

4. korak: Pripravite škatlo za projekt

Konstrukcija tega projekta z majhno škatlo je precej zahtevna. Imam izkušnje z gradnjo številnih elektronskih pripomočkov po meri za domače, industrijske in vesoljske projekte. Novinec bi raje uporabil večjo škatlo za zabojnike, kar olajša gradnjo. Navsezadnje iščemo užitek, ne frustracije. BTW, lahko opazite manjše razlike na fotografijah enot, ki sem jih zgradil.

Očistite velik del notranjosti škatle. Z dletom ali nožem X-acto odrežite dve rebri na desni in eno na levi. (glej fotografijo notranjosti škatle pred in po)

Segrejte konec X-acto ali noža za rezanje (za približno 15 sekund z vžigalnikom) in odrežite eno veliko oporo v ohišju, preostala dva pa spustite na približno 1/8 palca. Ko sem namestil stikalo, sem ta dva stebra stopil dovolj, da je stikalo držalo na mestu.

Za označevanje mest lukenj sem uporabil maskirni trak na škatli. Oglejte si fotografije zgoraj.

Da bi vrtanje lukenj ostalo na oznaki, sem najprej označil pike s pikado, nato sem vse lokacije izvrtal s 1/16 bitom, nato pa na koncu vsako luknjo do želene velikosti.

Izvrtajte luknje za gumbe, zvok in LED v ohišju. Dve luknji za glavne LED diode na vrhu sta 13/64”(5 mm) in sta 10 mm od roba. Luknje za zvok (pisk) in opcijsko svetilo »On« so 1/8 (3 mm). Od vrha so oddaljeni 10 mm. Majhen led je 7 mm stran. Zvočna luknja je centrirana od strani do strani. Odprtine za gumbe na strani so 9/16”(3,5 mm). En gumb je od vrha 10 mm, drugi 20 mm. Notranjost lukenj za gumbe sem ročno poševil s svedrom 1/4”, da sem zagotovil, da se gumbi ob pritisku ne zataknejo.

Če uporabljate priključek phono za zunanje slušalke ali zvočnik, morate odpreti že obstoječo luknjo na dnu na 15/64”. Material je tukaj precej debel in preprosto izvrtina bi povzročila luknjo preblizu roba. Torej, najprej izvrtajte luknjo 1/16 s središčem približno en šestnajsti centimeter od roba obstoječe luknje. Nato povečajte to luknjo s 7/16”bitom. Z ostrim majhnim rezilom (~ Xacto) odrežite material, tako da sta dve sosednji luknji približno ena. Uporabite spiralno rašpico Dremel ali turpijo za podgane, tako da luknje tvorijo dobro okroglo luknjo, v katero se bo vrtalnik zlahka centriral. Luknja naj bo na tej točki skoraj 15/64. (Na tej točki je fotografija luknje.) Zdaj jo izvrtajte s 15/64 -palčnim bitom. Če bi uporabili ¼ bit, ne bi bilo "Grozno".

5. korak: Pritrditev perifernih V/I komponent

Pri spajkanju v mejah ohišja pazite, da nehote ne dovolite, da se kateri koli del likalnika dotakne in tako stopi del škatle, zlasti vzdolž zunanjega roba.

Gumbi

Med pozicioniranjem gumbov prilepite z majhno količino lepila. Vroče lepilo je v redu, tanko lepilo (na primer super lepilo) lahko prodre v gumb, zaradi česar ne deluje. Upoštevajte, da sem vsakemu gumbu odstranil eno nogo (odvečne, na katere se nisem povezal); jih upognil, da niso preveč štrleli; in povezal dva spodnja zatiča med gumboma. Gumbi so nameščeni tako, da sta notranje povezani nogi vodoravno nasproti drug drugemu.

Upognite vodnike 3 mm LED za vklop/izklop, tako da jih je mogoče priključiti na Btn1, njegova katoda pa bo na tleh. To je morda najbolj zapleteno vprašanje montaže.

Označite stran LED ob rdeči anodi. Odrežite dve anodi (zunaj) do približno ¼ palca. usmerite jih z označeno (rdečo) smerjo navzgor. Osrednji kabel pustite dolgo, pozneje se upognejo, da se povežejo s talno stranjo gumbov. Oglejte si fotografije.

Pritrdite uporovnike.

Ne uporabljajte samo vrednostnih uporov, ki sem jih naredil za LED. LED diode sem kupil pred več kot letom, ne ravno zgoraj navedenih. Ker se učinkovitost LED močno razlikuje, preizkusite vrednosti upora za uporabo z LED diodami v roki. Izberite upore za želeno svetlost s pogonsko napetostjo od 3 do 3,3 voltov (prednostno 3,2 V). Za preskusno napajalno napetost lahko uporabite dve bateriji po 1,5 V ali visok digitalni izhod iz čipa Arduino z napetostjo 3,3 V. Prepričajte se, da med vožnjo tako rdečih kot zelenih elementov dobite dobro resnično rumeno. Odrežite in spajkajte upore na LED diode, podobno kot je prikazano na fotografijah.

Na eni enoti sem kot distančnik okoli dveh glavnih LED uporabil palico Popsicle, tako da se nista toliko štrlela. To je izključno osebna želja. To ima negativen stranski učinek, saj zmanjšuje efektivno svetlost / vidni kot teh LED.

Nekaj lepila položite vzdolž zunanjega roba zvonca in ga prilepite med glavne LED (+ na desni). Preden ga pritrdite, ga nastavite tako, da se poravna z luknjo v ohišju.

Stikalo za vklop/izklop se drži na mestu s taljenjem stebrov montažnih lukenj. Za to sem uporabil ogrevano konico do majhnega izvijača.

Matica vtičnice fono se ne pritrdi, zato za pritrditev uporabite vroče lepilo na nasprotnem koncu.

Priključite ozemljitev vzdolž gumbov in LED.

Pripravite plus in minus svinec (~ 24ga. Trdno) tako, da obrezane konce udarite tako, da bodo dvakrat širši, kot so debeli. Njihovi konci naj bi nato šli v priključek za baterijo enostavno, a tesno. Seveda, če imate ali lahko najdete kabel za medsebojno povezovanje, ki bi bil povezan z vašo baterijo, ga vsekakor uporabite.

Priključite stikalo za vklop/izklop, fono vtičnico, zvočni signal in napajalne žice. Glejte prejšnjo shemo ožičenja.

Imam majhne kondenzatorje preko fono povezav. To lahko izpustite, saj je tesno prilegano. Njegov namen je preprečiti nizko stopnjo hrupa v izhodu.

Ko so gumbi (kot tudi stikalo za vklop/izklop in priključek za zvok) popolnoma ožičeni in spajkani, jih vroče prilepite na mesto, da se tudi po daljši uporabi ne bodo pomaknili.

Korak 6: Končna popolna montaža

Čas je, da se v podsistem MCU-radio povežete v ohišje z V/I napravami.

Povežite podsistem MCU-Radio.

Po potrebi obrežite žice in pustite dovolj prostora, da se sklop podsistema umakne dovolj, da omogoči spajkanje drugih koncev žic.

Priključite žice na glavno LED na pravilno rdečo/zeleno in še posebej popravite razmerje levo/desno. Svetleče diode so obrnjene od leve proti desni, ko gledate v ohišje, kako držite in uporabljate komunikator. (razen če nameravate uporabljati enote z nasprotno stranjo obrnjeno proti vam, kot bi to morda storila levičarka).

Premaknite podsistem MCU-Radio na mesto in ga pritisnite navzdol, po potrebi zložite žice v ohišje; preverjanje, ali ni kratkih hlač. Po potrebi pod njo položite kos električnega traku.

To enoto lahko reprogramirate, medtem ko je sestavljena, kot je prikazano v naslednjem razdelku, z začasno pritrjenimi FDDI prek kratkega kabla. Prepričajte se, da je raven Vcc iz kabla za prenos USB 3.3v, ne 5v!

Priključite baterijo, jo potisnite nazaj in preizkusite, saj ste vanjo že naložili programsko opremo. Pazite, da baterija ne pritisne na gumb za ponastavitev na plošči MCU.

BTW, 300mah baterija bi morala delovati približno 12 ur, preden jo je treba napolniti.

7. korak: Funkcije programske opreme in naprav ter delovanje

Drugi večji del tega projekta, od katerega je odvisno njegovo delovanje, je programiranje programske opreme. Ampak vse sem že rešil, zato vam ni treba.

Navodila za prenos skice v Pro mini Arduino lahko preprosto najdete drugje. Arduino IDE nastavite na pravilno napravo in delovno frekvenco, sicer boste dobili slab zvok in morda napačno vedenje. Uporabite pretvornik USB-TTL z napetostjo 3,3 V (ne 5 V). Napravo je treba izklopiti. Vidite lahko, da sem na konec kabla za prenos naložil glavo pod pravim kotom, nato pa jo vstavil v pripadajoče luknje na plošči MCU in pustil, da enota visi z nje, pri tem pa ohrani dovolj dobro, a začasno povezavo.

Prav tako morate namestiti knjižnico za RMF69; glejte "Namestitev knjižnice RFM69" spodaj na tej strani.

Ustrezno uredite (glejte spodnji segment kode), sestavite in naložite priloženo skico Two_bit_Comm.

// !!!! Naslovi za to vozlišče. Obrnite osebne izkaznice za DRUGI VOZIL !!!!

#define MYNODEID 1 // ID mojega vozlišča (0 do 255) #define TONODEID 2 // ID ciljnega vozlišča (0 do 254, 255 = oddajanje)

Programska oprema izkorišča visokozmogljivo različico radijskih modulov "H", tako da sprva uporablja srednjo moč, nato pa ne more dobiti povratnega potrdila, skuša z največjo močjo. Ne vem, vendar bi pričakoval, da ta operacija ne bo predstavljala težav, če bi uporabili radijsko različico z nizko porabo energije.

Operativna dokumentacija

Inicializacija, ob vklopu:

Ko se enota znova zažene, inicializira vso svojo strojno in programsko opremo ter pošlje nastavitve načina in možnosti drugi enoti, pri čemer sta sinhronizirana. Sliši se en sam kratek pisk, nato pa, če je ta začetna komunikacija uspešna, zasliši še en pisk in zasveti zelena luč. Če na tej točki komunikacija ne uspe, ni drugega piska in zasveti rdeča lučka. Če komunikacija ne uspe, je druga enota verjetno izven dosega, izklopljena ali brez baterije. Več poskusov in povečanje največje prenosne moči se poskuša, preden se napaka sprejme.

Način 1-10-20 Tip Comm

• Zdravo
• Potrebujete pomoč
• POMAGAJTE!
• Končano ? Pripravljeni da gremo ?
• Kje si ?
• Pokliči me.
• Prosim ponovi

Določene so tudi ustrezne konvencije odziva. Vključno z odgovori "Vrsta območja" in "Vrsta odseka" na "Kje ste?" zahteve.

Upoštevati je treba, da morate biti potrpežljivi, ko enota prikaže odziv, saj pritiski na tipke v tem času ne bodo upoštevani.

Način 2 - omogoča obliko komunikacije z Morsejevo kodo

Podprta sta slog z enim ključem in slog z dvema tipkama.

Priloženi dokument "Two_bit_Comm_user_Manual" zajema vse podrobnosti o funkcionalnem delovanju, ki ga podpira programska oprema.