Konstrukce vysílače a přijímače pro přenos informace přes radiový signál 868MHz

Obsah

Základní informace
Varování před následujícími stránkami
Popis vysílače
Popis přijímače
Foto

Odkaz na hlavní stránku

Základní informace

Potřeboval jsem řešit úlohu stavu svého zabezpečovacího zařízení, který vypínám a zapínám klíčenkou. Zda je dům opravdu odjištěn nebo zajištěn jsem nevěděl, protože neexistovala zpětná vazba. Takže se mi občas stalo, že nastal sirénový poplach. Nepříjemné to bylo hlavně v nočních hodinách. Potřeboval jsem přenosné zařízení do auta, abych nemusel kontrolovat stav zabezpečovacího zařízení z klávesnice uvnitř domu. Pak mohu vjet do garáže, aniž bych vystoupil z auta. Použil jsem radiové moduly od firmy Aurel s frekvenčním PSK kódováním, pracující na kmitočtu 868MHz. Využil jsem kontaktu na zabezpečovacím zařízení, který dává informaci o stavu objektu. V domě je instalován vysílač, který nepřetržitě posílá jednostavovou informaci. Přijímač mám obvykle v autě a je napájen dvěmi mikrotužkovými bateriemi. Ten zapínám jen na krátkou dobu. Aby se informace dala přenést, musí se do radiového obvodu posílat signál určitého kmitočtu. To zajišťuji mikropočítačovými obvody od firmy Microchip. Zapojení a programování je jednoduché. Úpravami následujícího návrhu jde zařídit přenos většího množství informací nebo řídit více zařízení. To už je záležitost každého konstruktéra.

Varování před následujícími stránkami

Zříkám se jakékoliv odpovědnosti a škodám, které vzniknou použitím stránek na serveru rysadm.cz. Viz licence.

Popis vysílače

Vysílač obsahuje rádiový modul Aurel typ TX_FM868-MID (250Kč bez DPH). Na vstup obvodu se každých 250ms generuje informace o stavu zabezpečení. Informace se získává ze vstupu kontaktu, který je při zajištění objektu sepnutý. Informace se zpracovávají obvodem Microchip PIC 18F1320. Vstup kontaktu je na portu RB3, sepnutí kontaktu je indikováno LED diodou na portu RA0 a signál se generuje sériovou linkou rs232 na portu RB1. Sériová linka má nastavenou rychlost přenosu 19200 baud. Do radiového modulu se posílá 2x 8 bajtů informace tvaru:

0x55,0xaa,0x55,0xaa,'0','1','S','neg S' při sepnuto a
0x55,0xaa,0x55,0xaa,'0','1','R','neg R' při rozepnuto.

První čtyři bajty jsou inicializační, které mají za úkol synchronizovat obvody přijímače. Další dva bajty mají představovat adresu zařízení. Poslední dva bajty je stav kontaktu, pro kontrolu je znak v negaci. Zvýšila se spolehlivost správného příjmu. Signál je silně rušen okolím, proto se posílá 16 bajtů. Přenos spolehlivě funguje přes dva stropy budovy, odhaduji signál na vzdálenost 100m. Důležitá je správná anténa na straně vysílače. Může být koupená pro kmitočet 868MHz.

Kupovaná anténa 868MHz

nebo mnohem levnější kus 50ohm kabelu s odstraněným stíněním. Délka oholeného kabelu by měla být lambda/2, tedy 16,4cm.

Kablík, jako anténa

Pogramování obvodu se provádí přes konektor RJ6. Pozor, konektor má otočené signály a nejde např. použít kablík, který je dodávaný s ICD3. Musí se nacvaknout na kablík konektory v obráceném pořadí.

Programovací kablík, max 20cm

Jako zdroj je použit DC-DC měnič z 12V na 5V. To je kvůli kontroléru, aby kmitočet a baudová rychlost byla přesná. Vysílač může také na 5V pracovat, i když má doporučeno 3V. Mikrokontrolér má mnoho nevyužitých portů a zabudovaných obvodů.

Seznam součástek vysílače je zde:

PIC18F1329	434-273
Patice DIL18	824-005
RJ WEBP 6-6 LP	833-077
TX_FM868-MID	TME
AM1S-1205SZ 300mA	332-232
AS868 Anténa;úhlová;f:868MHz	TME 650200597G
Led dioda 5mA	511-448
3x AKR550/2EX	821-038
1x	1k
1x	8k2
2x	10k
Dioda 1N4007
Indukčnost	18uH
Kondenzátor	47m
3x kondenzátor	100n

Schéma zapojení vysílače:

Schéma vysílače

Plošný spoj ze strany součástek:

Vysílač ze strany součástek

Negativní předloha plošného spoje pro výrobu vysílače tx_40.64x45.72.png 21 kB

Assembler vysílače tx.asm 40 kB

Popis přijímače

Přijímač obsahuje radiový modul Aurel RX-FM8SF868 (270Kč bez DPH), jehož signál se zpracovává mikrokontrolérem PIC 18F1320. Výstupem jsou tři diody, které informují o stavu kontaktu. První dioda zobrazuje stav napájení. Pokud bliká, tak se obvod periodicky inicializuje a nefunguje dobře. To nastane při vybitých baterkách. Další dioda informuje o stavu signálu. Pokud svítí, tak se zpracovaly správně všechny bajty na příjmu a výsledekem je správná signalizace na třetí diodě. Pokud signál není, dioda nesvítí a třetí dioda bliká. Rozhodnutí, zda je signál, přichází 4x za 0.6s, což je také doba, po kterou může být signál platný. Ten počet opakování je způsob jak předejít špatnému příjmu, protože obvod má na vstupu pořádný binec. Diody jsou zapojené na RA0, RA1, RA4. Do obvodu je přiveden signál z přijímače na port seriové linky RB4. Zapojení obsahuje nezbytný programovací RJ6 konektor a vypínač napájení. O anténě platí to samé jako u přijímače. Zdroj je DC-DC měnič ze 3V na 5V. To ušetří počet baterií. Obvod nepatří mezi úsporné a také kmitočet obvodu je nejvyšší možný. Odběr z baterií by neměl přesáhnout 60mA, zapnutí napájení nemá trvat dlouho.

Schema zapojení přijímače:

Schéma přijímače

Plošný spoj ze strany součástek:

Přijímač ze strany součástek

Seznam součástek přijímače je zde:

PIC18F1329	434-273
Patice DIL18	824-005
RJ WEBP 6-6 LP	833-077
RX-FM8SF868	TME 650201097G
DC-DC 0305S 200mA	TME
3x Led dioda 5mA	511-036, 511-237, 511-448
1x AKR550/2EX	821-038
3x	1k
1x	8k2
Indukčnost	18uH
Kondenzátor	47m
3x kondenzátor	100n
Posuvný vypínač P-B1408	631-107
Pouzdro na 2xAAA baterie	819-114
Krabička KM35BN	622-938

Assembler přijímače i vysílače běží na přerušení, jenom zde jsem si dovolil obsluhovat blikání stavové diody. Program v assembleru je zde, není třeba něco tajit, programování je na rozdíl od Timeru jednoduché. Ze čtyř časovačů se využívá jen periodický timer a přerušitelný timer pro blikání. Při vývoji programu jsem nejdříve řešil konec příjmu po uplynutí 2ms, ale bohužel bez signálový stav po ukončení příjmu nelze zaručit. Takže se program chytá na poslední znak z osmi bajtů a zpracovává se rovnou v obsluze seriové linky. Časovače jsou inicializované, ale nepoužívají se. Po doplnění přijímače tlačítkem jde přijímač naučit na určitý vysílač a asi by nebylo tak složité předělat program na plovoucí kód.

Negativní předloha plošného spoje pro výrobu přijímače rx_82x55.png 41 kB

Assembler přijímače rx.asm 41 kB