أنشئ رابط بيانات راديو بطول 500 متر بأقل من 40 دولارًا: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

هل لديك خزان مياه تريد قياسه أم سد أم بوابة؟ هل تريد اكتشاف سيارة تنزل من محرك الأقراص ولكن لا تريد ربط الأسلاك في الحديقة؟ يوضح هذا الدليل كيفية إرسال البيانات 500 متر بموثوقية 100٪ باستخدام شرائح متحكم بيكاكسي ووحدات راديو 315 ميجا هرتز أو 433 ميجا هرتز.

الخطوة 1: التخطيطي

دارات الإرسال والاستقبال بسيطة للغاية وتستخدم رقائق picaxe. يمكن لهذه المتحكمات الدقيقة أحادية الشريحة استشعار الفولتية التناظرية وتشغيل الأشياء وإيقافها ويمكنها نقل البيانات. راجع التعليمات https://www.instructables.com/id/Control-real-world-devices-with-your-PC/ و https://www.instructables.com/id/Worldwide-microcontroller-link-for-under -20 / للحصول على وصف لكيفية برمجة رقائق picaxe. من خلال ارتباط لاسلكي وواجهة بجهاز كمبيوتر ، من الممكن استشعار البيانات عن بُعد ونقلها إلى أي مكان في العالم.

الخطوة 2: جهاز الإرسال والهوائي

تم بناء النموذج الأولي لجهاز الإرسال على قطعة من لوحة النموذج الأولي. هناك عدد لا يحصى من وحدات RF منخفضة الطاقة 10 ميجاوات المتاحة والتي تعمل بشكل جيد حتى نطاق يصل إلى حوالي 30 مترًا. ومع ذلك ، بمجرد ارتفاع الطاقة إلى ما يزيد عن نصف واط ، يميل التردد اللاسلكي إلى العودة إلى شريحة picaxe ويسبب إعادة التعيين وسلوكًا غريبًا آخر. الإجابة هي إزالة هوائي الوحدة وإخراج التردد اللاسلكي بعيدًا عن 3 أمتار أو أكثر من 50 أوم coax وبناء هوائي ثنائي القطب مناسب. هذا أيضا يعزز النطاق بشكل كبير.

الخطوة 3: بناء هوائي ثنائي القطب باستخدام Balun

في الهوائي يوجد balun مصنوع من كبل coax. هناك حاجة إلى balun وإلا فإن درع coax يصبح هوائيًا بدلاً من أن يكون الأرض ويشع RF لأسفل بالقرب من picaxe الذي يتعارض مع الغرض من الهوائي. هناك الكثير من تصميمات balun لكنني اخترت هذا التصميم لأنه يستخدم فقط أجزاء من كبل coax. الأطوال الموجية الشائعة هي 95.24 سم لـ 315 ميجا هرتز و 69.34 سم لـ 433 ميجا هرتز. أطوال المحاور هي 1/4 و 3/4 من الطول الموجي على التوالي. الأسلاك ثنائية القطب هي 1/4 من الطول الموجي. لذلك بالنسبة للوحدات التي استخدمتها عند 315 ميجا هرتز ، كانت الأسلاك المحورية 23.8 سم و 71.4 سم وكانت الأسلاك ثنائية القطب 23.8 سم لكل منها.

يتم ربط الدرع المحوري والقلب معًا حيث ينقسم المحاور إلى قسمين. في ملاحظة ثنائية القطب ، يتم أيضًا توصيل الدروع. إذا كانت هذه الوصلات خارجة في الطقس ، فيجب أن تكون مقاومة للعوامل الجوية بطريقة ما - على سبيل المثال بالطلاء أو السيليكون غير الموصّل. تعمل الهوائيات بشكل أفضل عند ارتفاع مترين على الأقل عن سطح الأرض. شكر وتقدير لشركة I0QM لهذا التصميم.

الخطوة 4: وحدة الإرسال

وحدة الإرسال متاحة على موقع ئي باي مقابل حوالي 14 دولارًا أمريكيًا على https://stores.ebay.com.au/e-MadeinCHN. يبلغ الاستهلاك الحالي حوالي 100 مللي أمبير عند الإرسال عند 9 فولت ، ولا يكون أي شيء تقريبًا عندما يكون في وضع الخمول. تمت إزالة الهوائي لبناء ثنائي القطب ، على الرغم من أن الوحدة قد تكون على ما يرام مع الهوائي المرفق إذا تم إقرانها بمتحكم مختلف. يتم توصيل جديلة coax بأرض الوحدة النمطية بجوار اتصال الهوائي.

الخطوة 5: وحدة الاستقبال

وحدة الاستقبال عبارة عن وحدة فائقة التباين متوفرة بحوالي 5 دولارات أمريكية من نفس متجر ebay. هناك عدد من الوحدات الأخرى (بما في ذلك التجديد الفائق) ليست حساسة ولا تعطي النطاق.

الخطوة 6: دائرة الاستقبال ورمز Picaxe

وحدة الاستقبال متصلة بـ picaxe كما هو موضح في التخطيطي. الهوائي عبارة عن قطعة سلك مقاس 23.8 سم ، ولعمل ثنائي القطب وزيادة الحساسية ، يتم لحام سلك بطول 23.8 سم بأرض الوحدة. رمز جهاز الإرسال كما يلي: main: serout 1، N2400، ("UUUUUUUUUUUUUTW"، b0، b1، b2، b3، b4، b5، b6، b7، b8، b9، b10، b11، b12، b13) 'T and W = ascii & H54 and & H57 = 0100 و 0111 = يساوي 1s و 0s 'b0 = رقم عشوائي' b1 = رقم عشوائي 'b2 = للجهاز' b3 = معكوس 'b4 = نوع المراسلة' b5 = عكس 'b6 / b7 = البيانات 1 و عكس 'b8، b9 = البيانات 2' b10، b11 = البيانات 3 'b12، b13 = البيانات 4 عشوائي w0' رقم عشوائي يستخدم لتحديد الرسائل عند استخدام مكررات متعددة b2 = 5 'لرقم الجهاز … b3 = 255-b2 b4 = 126 'رقم عشوائي للاختبار b5 = 255-b4 b6 = 0' رقم عشوائي للاختبار b7 = 255-b6 b8 = 1 'رقم عشوائي للاختبار b9 = 255-b8 b10 = 2' رقم عشوائي للاختبار b11 = 255-b10 b12 = 3 'المجموع الاختباري - أي قيمة b13 = 255-b12 وقفة 60000' ترسل مرة واحدة في الدقيقة goo main ورمز جهاز الاستقبال: main: serin 4، N2400، ("TW")، b0، b1، b2، b3، b4، b5 ، b6 ، b7 ، b8 ، b9 ، b10 ، b11 ، b12 ، b13 b13 = 255-b13 'معكوس مرة أخرى تحتاج فقط إلى اختبار واحد إذا كان b12 = b13 ثم بالنسبة لـ b12 = 0 إلى 55 ارتفاع 2 إيقاف مؤقت 100' فلاش led مرة واحدة الثانية صباحا انخفاض مؤقت 2 توقف 900 next endif goto main يرسل جهاز الإرسال حزمة مرة واحدة في الدقيقة - بمجرد تصحيح الأخطاء ، يجب تقليل هذا إلى كل 15 دقيقة أو 30 دقيقة لتجنب التداخل مع الجيران. "ÂœUUUU" Â في بداية الحزمة هو ثنائي لـ 01010101 الذي يوازن وحدة Rx. يستخدم البروتوكول شكلاً من أشكال ترميز مانشستر حيث يتم الاحتفاظ بعدد 1 و 0 متساويًا قدر الإمكان ، ويتم ذلك عن طريق إرسال معكوس كل بايت بعد إرسال البايت. بدون هذا ، لا تمر الحزم أحيانًا إذا كانت ترسل الكثير من الأصفار الثنائية. يجب أن يكون المجموع الاختباري في النهاية صالحًا قبل معالجة البيانات. يومض جهاز الاستقبال مؤشرًا ضوئيًا لمدة 55 ثانية عند استلام حزمة وبمجرد تصحيح الأخطاء ، يمكن تغيير هذا إلى بعض الإقرار الآخر.

الخطوة 7: وحدة الطاقة المنخفضة وعلاقات الجوار

للحفاظ على علاقات الجوار سعيدة ، خاصة مع التلفزيون الرقمي ، أرسل البيانات بقدر ما تحتاج للذهاب ولكن ليس أبعد من ذلك. يمكن للمرء أن يجادل حول الجوانب القانونية لأجهزة الإرسال ذات القدرة الأعلى ولكن الحل الأفضل هو إبقاء التردد اللاسلكي على الممتلكات الخاصة بك وإرسال البيانات بشكل غير منتظم في حزم مختصرة. وحدة الطاقة المنخفضة هذه نصف السعر وتبلغ حوالي 200 متر. تتمتع الطاقة المنخفضة بميزة أنه يمكن أن يكون لها هوائي مثبت مباشرة على الوحدة ويمكن لحامه بجوار picaxe ، لذلك ليست هناك حاجة إلى coax و balun.

تم إجراء اختبارات النطاق من خلال الأشجار وفوق التل ، وهو ما يفسر سبب تحرك وحدة مدرجة باسم "4000 متر" لمسافة 500 متر فقط. ستكون الخطوة التالية بمثابة تعليمات حول بناء مصادر طاقة شمسية ذاتية الاحتواء ومناسبة لهذه الوحدات ، بالإضافة إلى أجهزة استشعار مثل درجة الحرارة والضغط والرطوبة ورطوبة التربة ومستويات الخزان.