وحدة الترددات اللاسلكية - جهاز الإرسال والاستقبال

ما هي وحدة RF؟

بشكل عام ، فإن مصمم الأنظمة اللاسلكية له قيدان أساسيان: يجب أن يعمل على مسافة معينة وأن ينقل قدرًا معينًا من المعلومات ضمن معدل بيانات. وحدات التردد اللاسلكي صغيرة جدًا في الحجم ولها نطاق جهد تشغيل واسع ، أي من 3 فولت إلى 12 فولت.

وحدات RF هي في الأساس وحدات إرسال واستقبال RF 433 MHz. لا يستهلك جهاز الإرسال أي طاقة عند إرسال المنطق صفر أثناء قمع تردد الموجة الحاملة تمامًا وبالتالي يستهلك طاقة منخفضة بشكل كبير في تشغيل البطارية. عندما يتم إرسال المنطق ، يتم تشغيل الناقل بالكامل إلى حوالي 4.5 مللي أمبير مع مصدر طاقة 3 فولت. يتم إرسال البيانات بشكل تسلسلي من جهاز الإرسال الذي يستقبله جهاز الاستقبال الذي تم توليفه. يتم توصيل جهاز الإرسال والاستقبال على النحو الواجب بجهازي تحكم دقيقين لنقل البيانات.

ميزات وحدة RF:

• تردد الاستقبال 433 ميجا هرتز
• تردد استقبال نموذجي 105 ديسيبل
• توريد جهاز الاستقبال الحالي 3.5mA
• استهلاك منخفض للطاقة
• جهد تشغيل جهاز الاستقبال 5 فولت
• نطاق تردد الإرسال 433.92 ميجا هرتز
• جهد إمداد جهاز الإرسال 3 فولت ~ 6 فولت
• طاقة خرج المرسل 4 فولت ~ 12 فولت

العوامل الرئيسية التي تؤثر على أداء وحدة التردد اللاسلكي :

بالمقارنة مع أجهزة التردد الراديوي الأخرى ، سيعتمد أداء وحدة التردد اللاسلكي على عدة عوامل مثل زيادة قوة جهاز الإرسال ، سيتم جمع مسافة اتصال كبيرة. ومع ذلك ، مما يؤدي إلى استنزاف طاقة كهربائية عالية على جهاز الإرسال ، مما يؤدي إلى قصر عمر تشغيل الأجهزة التي تعمل بالبطارية. أيضًا باستخدام هذا الجهاز بقوة إرسال أعلى ، سيؤدي ذلك إلى حدوث تداخل مع أجهزة التردد اللاسلكي الأخرى.

4 تطبيقات:

• أنظمة الأمن اللاسلكية
• أنظمة إنذار السيارات
• وحدة التحكم عن بعد
• الإبلاغ عن أجهزة الاستشعار
• أنظمة الأتمتة

3 وحدات RF

1. 433 ميجا هرتز مرسل ومستقبل RF:

في العديد من المشاريع ، نستخدم وحدات RF لإرسال البيانات واستقبالها نظرًا لاحتوائها على عدد كبير من التطبيقات مقارنة بالأشعة تحت الحمراء. تنتقل إشارات التردد اللاسلكي في جهاز الإرسال والاستقبال حتى في حالة وجود عائق. يعمل بتردد محدد يبلغ 433 ميجاهرتز.

يستقبل مرسل الترددات الراديوية البيانات التسلسلية وينقلها إلى المستقبل من خلال هوائي متصل بـ 4^ذدبوس جهاز الإرسال. عند تطبيق المنطق 0 على جهاز الإرسال ، لا يوجد مصدر طاقة في جهاز الإرسال. عند تطبيق المنطق 1 على جهاز الإرسال ، يكون جهاز الإرسال قيد التشغيل ويوجد مصدر طاقة عالي في نطاق 4.5 مللي أمبير مع مصدر جهد 3 فولت.

فيديو على جهاز إرسال واستقبال التردد اللاسلكي 433 ميجا هرتز:

ميزات جهاز الإرسال والاستقبال RF:

1. تردد جهاز الاستقبال: 433 ميجا هرتز
2. حساسية جهاز الاستقبال النموذجية: 105 ديسيبل
3. العرض الحالي لجهاز الاستقبال: 3.5mA
4. جهد التشغيل لجهاز الاستقبال: 5 فولت
5. استهلاك منخفض للطاقة
6. نطاق تردد المرسل: 433.92 ميجا هرتز
7. جهد إمداد جهاز الإرسال: 3 فولت ~ 6 فولت
8. طاقة خرج المرسل: 4 ~ 12Dbm

له العديد من التطبيقات في مجالات مختلفة مثل أجهزة التحكم في الإضاءة عن بعد ، و RFID بعيد المدى ، والإنذار اللاسلكي وأنظمة الأمان ، إلخ.

دائرة الارسال RF:

دائرة الارسال RF

دائرة استقبال الترددات اللاسلكية:

دائرة استقبال الترددات اللاسلكية

اثنين. وحدة XBee:

ما هي وحدة XBee؟

وحدات XBee هي وحدات اتصالات لاسلكية مبنية على أساس معيار Zigbee. يستخدم بروتوكول IEEE 802.15.4. معايير Zigbee هي معايير تتراوح بين Bluetooth و WIFI. هم في الأساس وحدات RF. يمكن أن تشكل التكنولوجيا اللاسلكية تحديًا بدون الجمع الصحيح بين الخبرات والموارد. XBee عبارة عن مجموعة من المنتجات المعيارية التي تجعل نشر التكنولوجيا اللاسلكية سهلاً وفعالاً من حيث التكلفة. يمكن للوحدة توصيل ما يصل إلى 100 قدم في الداخل أو 300 قدم في الهواء الطلق. يمكن استخدامه كبديل تسلسلي أو يمكنك وضعه في وضع أوامر وتكوينه لمجموعة متنوعة من خيارات البث والشبكات الشبكية. توفر وحدات XBee اتصالاً لاسلكيًا بالأجهزة.

وحدات XBee و XBee-PRO RF هي حلول مضمنة توفر اتصالاً لاسلكيًا بنقطة النهاية للأنظمة. وحدات XBee مخصصة للتطبيقات ذات النطاق الموسع وهي مخصصة للتطبيقات عالية الإنتاجية التي تتطلب زمن انتقال منخفض وتوقيت اتصال يمكن التنبؤ به. وهي مثالية للتطبيقات منخفضة الطاقة ومنخفضة التكلفة.

وحدة XBee المشهورة جدًا هي 2.4 جيجا هرتز من Digi. تسمح هذه الوحدات باتصال أساسي وموثوق به للغاية بين المتحكمات الدقيقة وأجهزة الكمبيوتر والأنظمة ودعم الشبكات من نقطة إلى نقطة والشبكات متعددة النقاط.

ميزات وحدة XBee:

• كامل جهاز الإرسال والاستقبال RF
• تشفير البيانات على متن الطائرة
• تجنب الاصطدام التلقائي
• انخفاض الاستهلاك الحالي
• جهد تشغيل واسع 1.8-3.6 فولت
• تردد التشغيل: 2.4-2.483 جيجا هرتز
• طاقة خرج قابلة للبرمجة وحساسية عالية
• معدل البيانات 1.2-500 كيلو بايت في الثانية

توفر وحدة الإرسال والاستقبال نظامًا فرعيًا للتردد اللاسلكي يمكن استخدامه لنقل واستقبال البيانات بسرعة تصل إلى 500 كيلو بت في الثانية من أي مصدر قياسي CMOS / TTL. يتم توفير دعم مكثف للأجهزة لمعالجة الحزم وتخزين المعلومات مؤقتًا وعمليات الإرسال المتقطعة وتأثيرات جودة الارتباط. بالإضافة إلى ذلك ، يتم توفير تجنب الاصطدام التلقائي مع ميزات تقييم القناة الواضحة. الوحدات مثالية للتطبيقات التي تعمل بالبطارية.

كيف تعمل وحدة XBee:

من الدائرة التالية ، استخدمنا وحدتي XBee عبر مستقبل 2.4 جيجا هرتز لجهازين كمبيوتر. يتم التوصيل من وحدات XBee من خلال مبدل المستوى IC MAX232 كما هو موضح في الشكل. يتم تشغيل الوحدات من خلال مصدر طاقة منظم على اللوحة 3.3 فولت يلبي متطلبات الجهد للجهاز بواسطة منظم 3.3 فولت يتم تغذيته بعد الحصول على 5 فولت من المنظم. من أجل لفت انتباه الكمبيوتر المتلقي للرسالة المستلمة من جهاز الكمبيوتر المرسل ، يتم توصيل نظام صوت تنبيه من دبوس جهاز الإرسال MAX232 المقلوب على النحو الواجب مرتين بواسطة زوج من الترانزستورات Q1 و Q2 (BC547) إلى 555 monostable multi -الهزاز من خلال دبوس الزناد الخاص به. وبالتالي ، أثناء تلقي أي رسالة عند دبوس جهاز الإرسال الخاص بـ MAX232 ، فإنها تصل أيضًا إلى قاعدة Q1 الناتجة عن تشغيل 555 جهاز توقيت متعدد الاهتزازات أحادية اللون لإخراج صوت صفارة pin3.

ومن ثم فإنه يلفت انتباه الكمبيوتر المتلقي للرد على الرسالة. R6 ، RV1 ، C10 تشكل ثابت الوقت للمؤقت الأحادي 555 لمدة صوت الجرس في كل مرة يضغط فيها المرسل على مفتاح لوحة المفاتيح. كما أن لديها شرطًا لتغيير ثابت الوقت عن طريق تغيير RV1 ليناسب راحة المستلم.

3. 3-دبوس RF وحدة:

كيف تعمل وحدة RF ذات 3 سنون في إرسال المعلومات السرية؟

يمكننا توصيل وحدات RF المكونة من 3 سنون مباشرة بوحدة التحكم ، فلا حاجة إلى أي جهاز تشفير أو وحدة فك ترميز. يتم عمل وحدات إرسال واستقبال الترددات اللاسلكية ثلاثية السنون على النحو التالي في إرسال / تحويل معلومات الإفراز.

عمل وحدة الارسال RF:

من الدائرة ، يتم توصيل مصدر الطاقة + 5V بالدبابيس 40 من المتحكم الدقيق ، والأرض متصلة بالدبوس العشرين. هنا ، لدينا مفتاحان متصلان على النحو الواجب بالمتحكم الدقيق مع سحب ما يصل إلى 5 فولت ويشكل هذان المفتاحان أمر الإدخال إلى وحدة التحكم الدقيقة. لدينا أيضًا شاشة عرض LCD لعرض البيانات المراد نقلها. لدينا أيضًا ترتيبًا لتوصيل لوحة مفاتيح الكمبيوتر للأجزاء الموجبة والسالبة من الساعة ودبوس البيانات المتصل كمدخل إلى وحدة التحكم الدقيقة من إخراج لوحة المفاتيح ويتم عرض هذه البيانات في النهاية على شاشة LCD. لدينا أيضا واحدة الارسال RF . لديها إمداد VCC ، GND. يذهب دبوس البيانات إلى المتحكم الدقيق. البرنامج مكتوب بحيث أنه من خلال التشغيل المناسب لهذا العمل نجعل لوحة المفاتيح نشطة أولاً. بمجرد تنشيط لوحة المفاتيح عن طريق الضغط على الأزرار ، يمكن إدخال لوحة المفاتيح التي يتم عرضها على شاشة LCD. إذا كان لا بد من إرسالها مقابل رموز تتراوح من 0 إلى 9 ، فسيتم عرضها على شاشة LCD. هنا تتقدم كل ضغطة وفقًا للرمز من 0 إلى 9 ، وفي النهاية عندما نضغط على أحد أزرار الضغط لإرسالها ، ستنتقل إلى وحدة تحكم دقيقة ثم إلى وحدة إرسال RF عبر تردد 433 ميجاهرتز ينتقل من الهوائي.

عمل وحدة استقبال الترددات اللاسلكية:

في نهاية جهاز الاستقبال ، لدينا اتصالات مماثلة لإمدادات الطاقة حيث يحتاج متحكم دقيق + 5V. على غرار جهاز الإرسال ، اسمع أيضًا أننا نستخدم زرين ضغط مع مقاومات سحب 10 كيلو من خلال تزويد 5 فولت لوحدة RF. نحن نستخدم دبوس 3.0 لتوصيل دبوس البيانات الخاص بوحدة RF ويتم استخدام دبابيس 1 و 2 من وحدة RF لـ GND و VCC.

لدينا أيضًا زرين لاختيار الكود واستلام البيانات. بمجرد استلام البيانات بواسطة وحدة الاستقبال ، يتم إزالة تشكيل البيانات وتنتقل إلى طرف المستقبِل 10 في وحدة التحكم الدقيقة وفقًا للبرنامج. ثم يعرض الرسالة على شاشة LCD.

سمات:

• تردد الاستقبال 433 ميجا هرتز
• تردد استقبال نموذجي 105 ديسيبل
• توريد جهاز الاستقبال الحالي 3.5mA
• استهلاك منخفض للطاقة
• جهد تشغيل جهاز الاستقبال 5 فولت
• نطاق تردد الإرسال 433.92 ميجا هرتز
• جهد إمداد جهاز الإرسال 3 فولت ~ 6 فولت
• طاقة خرج المرسل 4 فولت ~ 12 فولت

2 التطبيقات التي تتضمن وحدة RF

1. مركبة روبوتية تعمل عن بعد

عمل:

الروبوت عبارة عن مركبة متحركة يتم التحكم فيها عن بعد بواسطة وحدة إرسال واحدة ووحدة استقبال في الوقت الحالي. في هذا ، استخدمنا مشفر HT12E الذي يحول بيانات 4 بت إلى إخراج تسلسلي. كما هو موضح أعلاه ، يتم تغذية هذا بعد ذلك إلى وحدة RF لإرسال نفس الشيء ليتم استقباله بواسطة جهاز الاستقبال. يتم تغذية وحدة RF الناتج إلى HT12D وحدة فك التشفير التسلسلي IC ، والتي يتم تغذية خرجها إلى طرف متحكم دقيق من 1 إلى 4. يتم توصيل وحدة التحكم الدقيقة بنهاية الإرسال بمجموعة من مفاتيح الضغط إلى المنفذ 3 من متحكم دقيق 20 دبوس AT89C2051. وبالتالي ، أثناء الضغط على زر معين ، يتم تنفيذ البرنامج لتقديم بيانات 4 بت مقابلة يتم إرسالها بعد ذلك بشكل تسلسلي في المنفذ 1 كما هو موضح أعلاه. البيانات التي يتم تلقيها في نهاية جهاز الاستقبال للمنفذ 1 من وحدة التحكم الدقيقة.

يتم تشغيل ضوء الليزر بواسطة الترانزستور Q1 من خرج دبوس متحكم 15 ، في حين أن مركبة آلية تتم المناورة إلى الموقع عن طريق تشغيل الزر الأيسر والأيمن والأمامي والخلفي ، وما إلى ذلك ، بعد وصوله إلى الموقع ، يتخذ الليزر المثبت عليه موضعه لإلقاء الحزمة عن طريق تشغيل زر إجراء محدد.

اثنين. الروبوتات بدون مخطط دائرة متحكم دقيق:

يتم إعطاء Pin14 لجهاز التشفير HT12E إشارة منطقية منخفضة حيث تعمل إشارات البيانات على المنطق السلبي. يحول المشفر الإشارات المتوازية إلى تنسيق تسلسلي وينقلها عبر جهاز إرسال التردد اللاسلكي بمعدل 1 إلى 10 كيلو بت في الثانية. يتم فك الإشارات مرة أخرى إلى إشارات متوازية بواسطة مفكك التشفير IC HT12D بعد أن يستقبلها المستقبل. بعد ذلك يتم تطبيق الإشارات بعد الانعكاس على محرك المحرك IC لقيادة المحرك. من خلال تغيير المنطق المطبق على المسامير 2 و 7 و 10 و 15 ، يمكن تغيير اتجاهات المحرك.