معرفی ماژول گیرنده و فرستنده ASK

ماژول های گیرنده RX22 و فرستنده ASK آن به صورت آنلاین با کمتر از دو 40 هزار تومان در دسترس است، و آن را به یکی از مقرون به صرفه ترین گزینه های ارتباط داده در دسترس تبدیل می کند. و بهتر از همه، این ماژول آنقدر کوچک است که می توانید آن را تقریباً در هر پروژه ای بگنجانید. (البته از نظر ابعادی و بسته به نوع حساس بودن کار در بسیاری از مواقع باید به سراغ چیپ های بهتری رفت)

بررسی اجمالی سخت افزار

بیایید نگاهی دقیق‌تر به ماژول‌های فرستنده و گیرنده RF 433 مگاهرتز بیندازیم.

این ماژول کوچک به عنوان فرستنده عمل می کند. به همان سادگی است که به نظر می رسد. در هسته این ماژول یک تشدید کننده SAW تنظیم شده است که روی 433.xx مگاهرتز تنظیم شده است. جدا از آن، دارای یک ترانزیستور سوئیچینگ و برخی از اجزای غیرفعال است.

هنگامی که ورودی DATA زیاد است، نوسانگر یک موج حامل خروجی RF ثابت در فرکانس 433.xx مگاهرتز تولید می کند، و هنگامی که ورودی DATA کم باشد، نوسانگر کار را متوقف می کند. منجر به ایجاد یک موج مدوله شده با دامنه می شود. این تکنیک با نام Amplitude Shift Keying شناخته می شود که به زودی به جزئیات آن خواهیم پرداخت.

گیرنده

این ماژول خاص یک گیرنده است. علیرغم ظاهرش به سادگی ماژول فرستنده است. این شامل یک مدار تنظیم شده RF و چند تقویت کننده عملیاتی (OP آمپر) است که موج حامل دریافتی را تقویت می کند. سپس سیگنال تقویت‌شده به یک PLL (حلقه قفل فاز) وارد می‌شود، که به decodeder اجازه می‌دهد تا روی جریان بیت‌های دیجیتال قفل شود و در نتیجه خروجی رمزگشایی و ایمنی نویز بهبود یابد.

ASK – Amplitude Shift Keying

همانطور که قبلا ذکر شد، این ماژول ها از تکنیکی به نام Amplitude Shift Keying یا ASK برای انتقال داده های دیجیتال از طریق رادیو استفاده می کنند. در کلید زنی تغییر دامنه، دامنه موج حامل (سیگنال 433 مگاهرتز در مورد ما) در پاسخ به سیگنال داده ورودی اصلاح می شود.

این بسیار شبیه تکنیک مدولاسیون دامنه مورد استفاده در رادیو AM است. از آنجایی که فقط دو سطح دارد، گاهی اوقات به آن Binary Amplitude Shift Keying می گویند.

می توانید آن را به عنوان یک سوئیچ ON/OFF در نظر بگیرید.

• برای منطق 1 – موج حامل منتقل می شود.
• برای منطق 0 – هیچ سیگنالی ارسال نمی شود.

در اینجا یک تصویر از مدولاسیون دامنه آورده شده است:

مزیت Amplitude Shift این است که اجرای آن بسیار ساده است. طراحی مدار رمزگشا بسیار ساده است. علاوه بر این، ASK به پهنای باند کمتری نسبت به سایر تکنیک های مدولاسیون مانند FSK (Frequency Shift Keying) نیاز دارد. این یکی از دلایل مقرون به صرفه بودن آن است.

نقطه ضعف ASK این است که مستعد تداخل سایر تجهیزات رادیویی و نویزهای محیطی است. با این حال، تا زمانی که داده‌ها را با سرعت نسبتاً آهسته انتقال می‌دهید، می‌تواند در اکثر محیط‌ها به طور قابل اعتماد کار کند.

معرفی پین های فرستنده و گیرنده RF 433 مگاهرتز

بیایید نگاهی به پین ​​ ماژول‌های فرستنده و گیرنده RF 433 مگاهرتز بیندازیم.

1. DATA :این پین داده های دیجیتال را برای انتقال می پذیرد.
2. VCC :تغذیه مثبت ماژول باید به ایت قسمت متصل شود.هر ولتاژ DC مثبت بین 3.5 ولت و 12 ولت قابل استفاده است. لازم به ذکر است که خروجی RF متناسب با ولتاژ تغذیه است، بنابراین هر چه ولتاژ بیشتر باشد، دامنه آن بیشتر است.
3. GND :پین زمین است.
4. Antena :پینی است که به آنتن خارجی متصل می شود. برای بهبود برد، باید یک سیم جامد به طول 17.3 سانتی متر را به این پین لحیم کنید. بعداً به تفصیل بحث می شود.

1. Data :پین ها داده های دیجیتال دریافتی را خروجی می کنند. هر دو پین به صورت داخلی مرتبط هستند، بنابراین می‌توانید از یکی برای خروج داده‌ها استفاده کنید.
2. تغذیه مثبت ماژول باید به ایت قسمت متصل شود. برخلاف فرستنده، گیرنده به ولتاژ تغذیه 5 ولت نیاز دارد.
3. GND :پین زمین است.
4. Antena :پینی است که به آنتن خارجی متصل می شود. برای بهبود برد، باید یک سیم جامد به طول 17.3 سانتی متر را به این پین لحیم کنید.

بهبود برد ماژول RF 433 مگاهرتز با یک آنتن

آنتنی که هم برای فرستنده و هم برای گیرنده استفاده می کنید می تواند تأثیر قابل توجهی بر بردی که می توانید به دست آورید داشته باشد. در واقع، بدون آنتن، شاید حدود یک متر برد داشته باشید. با طراحی مناسب آنتن، می توانید در فاصله 50 متری ارتباط برقرار کنید.

آنتن نباید پیچیده باشد. از یک سیم تک هسته ای می توان برای ساخت یک آنتن عالی برای فرستنده و گیرنده استفاده کرد.

طول موثرترین آنتن برابر با طول موج فرکانس انتقال است. اما در عمل، نصف یا یک چهارم این طول کافی است.

طول موج یک فرکانس به صورت زیر محاسبه می شود:

سرعت انتقال در هوا برابر با سرعت نور است که به طور دقیق 299792458 متر بر ثانیه است. بنابراین، برای باند 433 مگاهرتز، طول موج:

نکته : یک آنتن 69.24 سانتی متری بسیار طولانی و برای استفاده ناخوشایند است. به همین دلیل است که از آنتن موج یک چهارم استفاده خواهیم کرد که اندازه آن 17.3 سانتی متر یا 6.8 اینچ است.

نکته:پیچاندن آنتن برای فشرده‌تر کردن آن، برد آن را به شدت کاهش می‌دهد. آنتن مستقیم همیشه ترجیح داده می شود!

ترجمه از https://lastminuteengineers.com/433mhz-rf-wireless-arduino-tutorial/