Задания

1. Пульт для светильника. На стороне приемника , включенный в цепь питания светильника (осторожно, 220 Вольт!). На стороне передатчика: . Написать программы для приемника и передатчика, которые по нажатию кнопки будут включать удаленное реле. При повторном нажатии кнопки реле будет выключаться.
2. Уличный термометр с радиоканалом. На стороне передатчика разместить . Предусмотреть автономное питание от батареек. На стороне приемника: . Написать программы для приемника и передатчика, которые позволят выводить показания температуры с удаленного датчика на дисплее.

Заключение

Рано или поздно, в создаваемых проектах появится необходимость дистанционного управления. Одним из самых бюджетных решений является использование радиоприемника и радиопередатчика. Простейший пример их использования вы найдете в данной статье, а дальше все зависит только от ваших нужд и фантазии.

В первую очередь берем 2 платы Arduino и подключаем к ним приемник и передатчик, как показано на рисунке:

Компоненты для повторения (купить в Китае):

Перед тем как преступить к работе, нужно указать, что для полноценной работы, к модулям необходимо припаять антенну. Рекомендуемая длина антенны для передатчиков с частотой 433 МГц равна 17 см.

Библиотека необходимая для работы с модулем VirtualWire

Её необходимо распаковать и добавить в папку "libraries" в папке с Arduino IDE. Не забывайте перезагрузить среду, если на момент добавления IDEшка была открыта.

Пример программного кода

#include void setup (void ) { vw_set_ptt_inverted(true ); // Необходимо для DR3100 vw_setup(2000); // Устанавливаем скорость передачи (бит/с) } void loop (void ) { int number = 123; char symbol = "c" ; String strMsg = "z " ; strMsg += symbol; strMsg += " " ; strMsg += number; strMsg += " " ; char msg; strMsg.toCharArray(msg, 255); Serial .println (msg); vw_send((uint8_t *)msg, strlen(msg)); vw_wait_tx(); // Ждем пока передача будет окончена delay (200); }

Разберем этот код для полного понимания.

Во первых мы формируем строку strMsg. Используем тип String, т.к. с ним проще работать (можно конкатенировать его с числами, используя оператор "+").

Поскольку все передатчики работают в одном диапазоне частот, то каждый приемник будет принимать информацию с каждого передатчика находящегося в зоне досягаемости. Для того, чтобы отсеять лишние символы в простейшем случае можно просто предварить команды каким-то специальным символом. В нашем случае это символ "z".

После этого преобразовываем тип String к стандартному массиву символов при помощи метода toCharArray и передаем его в команду vw_send .

Наш код будет отправлять строку "z c 123".

Перейдем к коду приемника:

Пример программного кода

// Тестировалось на Arduino IDE 1.0.1 #include void setup () { Serial .begin (9600); vw_set_ptt_inverted(true ); // Необходимо для DR3100 vw_setup(2000); // Задаем скорость приема vw_rx_start(); // Начинаем мониторинг эфира } void loop () { uint8_t buf; // Буфер для сообщения uint8_t buflen = VW_MAX_MESSAGE_LEN; // Длина буфера if (vw_get_message(buf, &buflen)) // Если принято сообщение { // Начинаем разбор int i; // Если сообщение адресовано не нам, выходим if (buf != "z" ) { return ; } char command = buf; // Команда находится на индексе 2 // Числовой параметр начинается с индекса 4 i = 4; int number = 0; // Поскольку передача идет посимвольно, то нужно преобразовать набор символов в число while (buf[i] != " " ) { number *= 10; number += buf[i] - "0" ; i++; } Serial .print (command); Serial .print (" " ); Serial .println (number); } }

Сообщение будет считано в буфер buf, который нужно разобрать.

В первую очередь проверяем наличие служебного символа "z", затем считываем код команды и затем преобразовываем строковое представление параметра в число.

Информация получена и разобрана, что делать дальше зависит от конкретной задачи.

В данной статье рассмотрен простейший вариант общения. В идеале нужно задуматься о кодировании передаваемой информации, т.к. её будут получать не только ваши приемники.

P.S. Работая с данными модулями, мы наткнулись на один не приятный подводный камень, а именно конфликт, невозможность работы с библиотекой "servo.h".

Приемник XD-RF-5V и передатчик FS1000A/XD-FST для радио частоты 433 МГц используется для передачи данных между двумя устройствами. Очень часто применяются для связи нескольких Arduino устройств.

Характеристики XD-RF-5V

Рабочее напряжение: 3V ~ 12V
Рабочий ток: 20 мА ~ 28mA
Резервное течение: 0mA
Рабочая частота: 433MHz
Расстояние передатчика: >500 м (чувствительность может быть выше-103dBm если в широком поле)
Выходная мощность: 16dBm (40 мВт)
Скорость Передатчик: Режим модуляции: ООК (AM)

Размер: 19 х 19 х 8 мм

Для подключения имеет выводы PIN1 DATA, PIN2 VCC, PIN3 GND. Встроенной антенны нет, но есть контакт для ее подключения. Зачастую для увеличения дальности передачи изготоваливают проволочные антенны.Передатчик применяется в устройствах умного дома, автоматических системах сбора данных. Главным преимуществом является неприхотливость, стабильность в работе и низкое энергопотребление. Из минусов стоит отметить его "аналоговость". Нужно усложнять программный код для кодирования потока данных, но это же и является преимуществом т.к. нет никаких ограничений на протокол связи.

Радио приемник FS1000A/XD-FST 433Mhz

Рабочее напряжение: DC 5V
Рабочий ток: 4 мА
Режим модуляции: ООК (AM)
Рабочая температура: -10 ° C ~ +70 ° C
Получать чувствительность:-110dB
Рабочая частота: 433MHz
Размер: 30 х 14 х 7 мм

Приемник работает на основе колебательного контура с усилителем. Подключается с помощью выводов PIN1 VCC, PIN2/3 DATA, PIN5 GND. Выход радио модуля логический по уровню, но сигнал принимает аналоговый. По тому задача декодирования послания лежит на плечах устройства (обычно Arduino) которое принимает сигнал.

Схема подключения радио модулей 433 Mgz к Arduino представлена ниже. Выходы выходы приемника и передатчика подключаются к Digital портам Arduino, которые способны обрабатывать модулированный сигнал.

Для существенного увеличения дальности приема можно к приемо-передающим устройствам подпаять антенну. Самый простой вариант - кусок провода длиной 17 см с сопротивлением 50 Ом. Такая длина будет резанировать на частоте 433 Mgz т.к. ее длина равна 1/4 волны.

Для кодирования.декодирования передаваемого сигнала на Arduino удобно применять библиотеку VirtualWire.h
Приведу пару примеров использования библиотеки для передачи цифровых данных.

Передатчик:

#include "VirtualWire.h" const int led_pin = 13; // Пин светодиода const int transmit_pin = 12; // Пин подключения передатчика void setup() { vw_set_tx_pin(transmit_pin); vw_setup(2000); // Скорость передачи (Бит в секунду) pinMode(led_pin, OUTPUT); } void loop() { const char *msg = "Hello, Arduinomania"; // Передаваемое сообщение digitalWrite(led_pin, HIGH); // Зажигаем светодиод в начале передачи vw_send((uint8_t *)msg, strlen(msg)); // Отправка сообщения vw_wait_tx(); // Ожидаем окончания отправки сообщения digitalWrite(led_pin, LOW); // Гасим светодиод в конце передачи delay(1000); // Пауза 1 секунда }

Приемник:

#include "VirtualWire.h" byte message; // Буфер для хранения принимаемых данных byte messageLength = VW_MAX_MESSAGE_LEN; // Размер сообщения const int led_pin = 13; // Пин светодиода const int receiver_pin = 11; // Пин подключения приемника void setup() { Serial.begin(9600); // Скорость передачиданных Serial.println("Read 433mHz begin"); vw_set_rx_pin(receiver_pin); // Пин подключения приемника vw_setup(2000); // Скорость передачи данных (бит в секунду) vw_rx_start(); // Активация применика } void loop() { if (vw_get_message(message, &messageLength)) // Если есть данные.. { digitalWrite(led_pin, HIGH); // Зажигаем светодиод в начале приема пакета for (int i = 0; i < messageLength; i++) { Serial.write(message[i]); // выводим их в одной строке } Serial.println(); digitalWrite(led_pin, LOW); // Гасим светодиод в конце } }

Управление шлагбаумом с помощью Arduino UNO и радиопередатчика 433 МГц

• Программирование микроконтроллеров

Всем привет! У меня на работе есть автомобильная парковка. Конечно, цель данной статьи не хвастовство, учитывая тяжелую ситуацию на дорогах с парковочными местами, и не пиар моего руководства о том, что они заботятся о своих сотрудниках (не буду даже упоминать о месте свой работы!), дело совершено не в этом. Суть в том, что мешает любому другому человеку, не имеющему отношения к месту моей работы, припарковаться на этой парковке? А это шлагбаум, ограничивающий въезд и выезд с этой парковки.

И как во многих организациях, вход на мое предприятие осуществляется по обыкновенным пропускам, дабы контролировать меня и всех остальных. Ну и въезд на парковку сделали также, по этим же пропускам. То есть подъезжаешь к парковке, подносишь пропуск к считывателю, он срабатывает, шлагбаум открывается (закрывается автоматически), заезжаешь и все. Так думали они. Но мое увлечение электроникой и природная лень (это ведь каждый раз подъезжать, открывать окно, вытаскивать руку, закрывать окно, а если дождь, а если холодно) пошли против системы.

Итак, ближе к делу. Прежде всего, узнал, что шлагбаум оказался довольно-таки популярной фирмы Nice и начал искать о нем информацию. Однако, несмотря на популярность фирмы производителя, информации о его форматах кодов было очень мало. Выяснилось, что существуют 12-битные и 24-битные форматы кодов. 12-битные более древние, 24-битные – посовременней. Так как я знаю, что шлагбаум на работе стоит давно, решил начать с 12-битных кодов (впоследствии угадал). И так пакет данных состоит из 12 бит. Перед 12-битным кодом идет, так называемый, «пилотный период» и «стартовый импульс». «Пилотный период» состоит из 36 интервалов низкого уровня, «стартовый импульс» состоит из 1 интервала высокого уровня. Один пакет данных состоит из «пилотного периода», за ним «стартовый импульс» и за ним 12-битный код (для каждого шлагбаума свой). Пульты шлагбаумов передают сразу по 4 пакета данных, но я поставил больше, так как очень много устройств работают на данной частоте (в частности автомобильные сигнализации) и возможны помехи. Длительности импульсов для шлагбаумов Nice:

• Логическая «1» – 1400 мкс низкого уровня (два интервала) и 700 мкс высокого (один интервал)
• Логический «0» – это 700 мкс низкого уровня (один интервал) и 1400 мкс высокого (один интервал)
• «Пилотный период» – 25200 мкс (36 интервалов)
• «Стартовый импульс» – 700 мкс (1 интервал)

С помощью чего, вообще, все это можно реализовать? Недавнее мое увлечение платформами Arduino, не дали мне долго размышлять над этим вопросом.

Список компонентов:

1. Arduino Uno,

2. Радиопередатчик 433Мгц, самодельная антенна к нему,

3. Батарейка 9 вольт, в народе «Крона».

Данные радиопередатчики в известных китайских магазинах продаются очень дешево (порядка 50 руб.), совместно с радиоприемниками. Они очень простые, три контакта: питание, земля и сигнальный контакт. Питания от 5 до 12 вольт, чем выше напряжение питания, тем лучше дальнобойность. Собственно по этой причине была выбрана 9 вольтовая батарейка. Рекомендованное напряжения питания Arduino Uno от 7 до 12 вольт (контакт Vin), так что «Крона» вполне подходит. Также дальнобойность радиопередатчика зависит от наличия антенны (без нее дальность будет около 1 метра). Весь комплект обошелся порядка 300 руб.

Вот, собственно, и сам скетч для Arduino Uno:

Int send_code_pin = 13; //int send_code = 3061; это код определенный методом перебора для моего шлагбаума void setup() { pinMode(send_code_pin, OUTPUT); } void loop () { for (int send_code = 0; send_code < 4096; send_code++) // этот цикл после того как код определен необходимо убрать { for (int j = 0; j <7; j++) // достаточно 4-х, но из-за помех поставил 7 { digitalWrite(send_code_pin, HIGH); // стартовый импульс delayMicroseconds(700); digitalWrite(send_code_pin, LOW); for (int i = 12; i > 0; i--) { boolean bit_code = bitRead(send_code, i - 1); if (bit_code) { digitalWrite(send_code_pin, LOW); // единица delayMicroseconds(1400); digitalWrite(send_code_pin, HIGH); delayMicroseconds(700); } else { digitalWrite(send_code_pin, LOW); // ноль delayMicroseconds(700); digitalWrite(send_code_pin, HIGH); delayMicroseconds(1400); } } digitalWrite(send_code_pin, LOW); // пилотный период delayMicroseconds(25200); } } //delay(10000); после определения кода поставить задержку }
Перебор всех возможных вариантов занял около 1 недели, с учетом одного выхода в день к шлагбауму. Методика быстрого выбора правильного кода была очень простой. С помощью команды micros() определил время передачи одного кода. Он составил примерно 0,25 сек. Общее перебора всех вариантов около 17 мин. Перед шлагбаумом запустил Arduino и засек время. Где-то на 12,5 минуте открылся шлагбаум. Исходя из этого, я отбросил сразу первые 2800 вариантов. И так далее. Когда вариантов осталось около 30, после каждой передачи данных ставил задержку в 1 секунду. Так как контакт передачи данных я установил 13-ым (со светодиодом), было видно каждый момент передачи, подсчитал и определил точный код.

Вот и все! В качестве демо - видео вскрытия.