Беспроводной передатчик FS1000A и приемник MX-RM-5V

Содержание

• Технические характеристики модуля
• Подключение
• Пример использования
• Часто задаваемые вопросы FAQ

---

Обзор беспроводного передатчика и приемника 433 МГц

Для разработчикам Arduino-устройств существует множество модулей для организации различных технологий беспроводной связи: модули WiFi, GSM/GPRS, IR, Bluetooth, радиомодули для работы в различных частотных диапазонах.  Комплект радиомодулей : передатчик (FS1000A) и приемник (MX-RM-5V), предназначен для передачи данных по радиоканалу на частоте 433 МГц. Указанное производителем расстояние уверенного приема 50-100 м в пределах прямой видимости (в зависимости от условий связи и напряжения питания), которое можно увеличить  подключением антенн к передатчику и приёмнику. В качестве простейшей антенны можно использовать кусок провода длиной 17 см. Преимуществом данного вида ридиомодулей является их дешевизна и простота подключения к платам Арудино. К недостаткам отнесем отсутствие обратной связи, низкую скорость передачи и наличие шумов от большого количества других устройств (радиолюстр, радиорозеток, брелков, радиоуправляемых  моделей), работающих на этой частоте.

---

Технические характеристики модуля

• Напряжение питания передатчика: 3-12 В
• Напряжение питания приемника: 5 В
• Несущая частота: 433 МГц
• Потребляемый ток передатчиков: 8 мА
• Потребляемый ток приемником: 4,5 мА
• Чувствительность приемника: −106…-110 дБм
• Выходная мощность передатчика: 32 мВт
• Макс пропускная способность передатчика: 8 кб/сек
• Макс пропускная способность приемника: 5 кб/сек
• Диапазон рабочих температур: −20…+80 °C

---

Подключение

Передатчик FS1000A имеет 3 вывода и контакт для подпайки антенны (рисунок 1):

• VCC — (питание 3-12 В);
• GND — (земля).
• DATA — вход для модуляции данных;
• ANT — антенна.

Рисунок 1. Контакты передатчика FS1000A

Передатчик собран на двух транзисторах, модуляция сигнала амплитудная, контакт ATAD является входом для модуляции данных, высокий логический уровень на этом выводе включает передатчик. Приемник MX-RM-5V имеет 4 вывода и контакт для подпайки антенны (рисунок 2):

• VCC — (питание 3-12 В);
• GND — (земля).
• DATA — вход для модуляции данных;
• ANT — антенна.

Рисунок 2. Контакты приемника MX-RM-5V

• VCC — (питание 5 В);
• GND — (земля).
• DATA — вход данных;
• ANT — антенна.

Приёмник имеет два, электрически соединённых входа DATA, использовать можно любой. Приемник обладает высокой чувствительностью и автоматической регулировкой усиления. Из недостатков – приемник критичен к пульсациям на шине питания, усиливает их и принимает за информационный сигнал. Для работы с Arduino cуществует несколько библиотек – VirtualWire, RemoteSwitch, RCSwitch.

---

Пример использования

Обычно передатчик (FS1000A) и приемник (MX-RM-5V) используют для передачи данных с одного Arduino-устройства на другое Arduino-устройствo. Но это не единственное их применение. Большое количество бытовых устройств (радиолюстры, радиорозетки, брелки), работают на частоте 433 МГц, и можно создавать с помощью данных модулей нестандартные устройства для управления бытовыми устройствами. Рассмотрим пример создания самодельного пульта для управления радиорозетками UNIEL (рисунок 3). Если количества кнопок идущего в комплекте пульта не хватает, создадим пульт управления радиорозетками UNIEL на Arduino.

Рисунок 3. Радиорозетки UNIEL

Нам понадобятся следующие детали:

• плата Arduino UNO
• плата прототипирования
• передатчик FS1000A
• клавиатура 4x4
• соединительные провода

для подготовительных работ будем использовать

• приемник MX-RM-5V

Сначала немного о розетках UNIEL. Розетки UNIEL устанавливаются в любую розетку и к ним уже подключается электроприбор, включением и выключением которого можно управлять с дистанционного пульта. Радиус действия на открытой местности до 25м, частота приемо-передачи команд 433.9 Мгц. В пульте с помощью переключателей устанавливается код группы. В каждой розетке код группы, равный коду группы пульта и индивидуальный код розетки (рисунок 4). Если несколько розеток включается/выключаются одновременно, им устанавливаем один код.

Рисунок 4. Установка кодов группы и индивидуальных кодов для радиорозеток.

Прежде чем управлять радиорозетками с платы Arduino, необходимо получить данные о протоколе передачи данных между пультом и розетками. Для этого нам и пригодится приемник MX-RM-5V. Соберем схему, показанную на рис. 5.

Рисунок 5. Схема подключения приемника MX-RM-5V к плате Arduino.
В итоге получаем:

Рисунок 6. Схема в сборе.

Загрузим на плату Arduino скетч из листинга 1 –пример из библиотеки RCswitch – ReceiveDemo_Advanced. Листинг 1

#include <RCSwitch.h>

RCSwitch mySwitch = RCSwitch();

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  mySwitch.enableReceive(0);  // Receiver on inerrupt 0 => that is pin #2
}

void loop() {
  if (mySwitch.available()) {
    output(mySwitch.getReceivedValue(), mySwitch.getReceivedBitlength(),
              mySwitch.getReceivedDelay(),mySwitch.getReceivedRawdata(),
              mySwitch.getReceivedProtocol());
    mySwitch.resetAvailable();
  }
}

После загрузки скетча, открываем монитор последовательного порта Arduino IDE, нажимаем кнопки пульта и видим, что приемник принимает данные с пульта (рисунок 8). Для написания следующего скетча (пульт управления радиорозетками UNIEL на Arduino) нам понадобятся следующие параметры:

• Decimal – 24 Bit;
• PulseLength – 312 microseconds;
• Protocol – 1.

Рисунок 7. Обработка данных со стандартного пульта UNIEL.

Теперь у нас все есть для создания своего пульта на Arduino для управления радиорозетками. Соберем схему согласно рис. 8.

Рисунок 8. Схема соединений для самодельного пульта для управления радиорозетками UNIEL

Получаем следующие:

Рисунок 9. Схема в сборе.

Загружаем на плату Arduino скетч из листинга 2. В скетче используем библиотеки RCswitch и Keypad (для работы с клавиатурой). Мы можем назначать розеткам любую группу и любой код. Нажатие на клавишу вызывает изменение состояние радиорозетки (включение/выключение). Листинг 2

#include <Keypad.h>

const byte ROWS = 4; //4 rows
const byte COLS = 4; //4 columns
char keys[ROWS][COLS] = {
  {'1','2','3','a'},
  {'4','5','6','b'},
  {'7','8','9','c'},
  {'*','0','#','d'}

};
byte rowPins[ROWS] = {13, 12, 11, 10}; // контакты row
byte colPins[COLS] = {7, 6, 5, 4}; //контакты row

Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );

#include <RCSwitch.h>
RCSwitch mySwitch = RCSwitch();

// группы отправки по RF
char kodGroup[][6] = {"00001","00001","00001","00001","00001",
                      "00010","00010","00010","00010","00010",
                      "00011","00011","00011","00011","00011",
                      "00100"
                      };
// коды отправки по RF
char kodModule[][6] = {"10000","01000","00100","00010","00001",
                       "10000","01000","00100","00010","00001", 
                       "10000","01000","00100","00010","00001", 
                       "10000","01000","00100","00010","00001", 
                       "10000"                               
                       };
// состояние розеток
int stat[]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
// для считывания нажатой клавиши
char key;

void setup() {
  // запуск последовательного порта
  Serial.begin(9600);
  // радиомодуль
  mySwitch.enableTransmit(10);
  mySwitch.setPulseLength(312);
  mySwitch.setProtocol(1);
  // выключить все розетки
  for(int i=0;i<16;i++)
    mySwitch.switchOff(kodGroup[i], kodModule[i]); 
}

void loop() {
  // проверка на нажатие
  key = keypad.getKey();
  if(key) {    // если нажатие
    Serial.println(key);
    doForKey(key);
  }
}
// обработка нажатия кнопки
void doForKey(char key) {
int ind=16;
 switch(key) {
   case '1': ind=0;
      break; 
   case '2': ind=1;
      break; 
   case '3': ind=2;
      break; 
   case '4': ind=3;
      break; 
   case '5': ind=4;
      break; 
   case '6': ind=5;
      break; 
   case '7': ind=6;
      break; 
   case '8': ind=7;
      break;
   case '9': ind=8;
      break;
   case '*': ind=9;
      break;
   case '0': ind=10;
      break; 
   case '#': ind=11;
      break; 
   case 'a': ind=12;
      break; 
   case 'b': ind=13;
      break; 
   case 'с': ind=14;
      break; 
   case 'd': ind=15;
      break; 
   default:
      break; 
   }
   // изменить состояние розетки
   stat[ind]=1-stat[ind];
   // отправка кодов
   if(stat[ind]==1)   // включить
      mySwitch.switchOn(kodGroup[ind], kodModule[ind]); 
   else              // выключить
      mySwitch.switchOff(kodGroup[ind], kodModule[ind]);  
 }

---

Часто задаваемые вопросы FAQ

     1. Нет связи между модулями

• Проверьте правильность подключения модулей приемника и передатчика.

     2. Связь исчезает при увеличении расстояния между модулями

• Подпаяйте к приемнику и передатчику антенну длиной 17 см;
• Превышено максимальное расстояние между модулями.

     3. В примере нет переключения радиорозеток

• Проверьте правильность установки кода группы и кода розетки;
• Проверьте правильность установки параметров радиопередачи.