Приемник на 433 мгц своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 10.09.2024

Встраиваемый малогабаритный универсальный приемник 433 МГц на 4 канала, имеющий на своих выходах сигналы TTL-уровней. Предназначен для совместной работы с различными передатчиками диапазона 433 МГц, имеющими модуляцию ASK.

Устройства дистанционного управления, работающие по радиоканалу на нелицензируемых частотах в полосе от 433.075 до 433.790 МГц, неизменно пользуются спросом среди любителей и профессионалов, разрабатывающих приборы, требующих мобильного управления, а также ручного и автоматического управления на расстоянии без прокладки кабелей.

К таким приборам относятся запирающие устройства (шлагбаумы, ворота, рольставни), домашние и промышленные системы уличного освещения, нагреватели различного назначения, электродвигатели, насосы и т.п. Как правило, управление этими приборами осуществляется без использования обратной связи. Используемые для таких целей модули дистанционного управления просты и надежны, не требуют подключения к Интернету и беспроводным сетям, могут работать в различных режимах управления и имеют невысокую стоимость.

Устройства, работающие по этому принципу широко представлены на сайте компании Мастер Кит, их обзоры публиковались в блоге компании:

Все рассматриваемые в этих обзорах приборы имеют в своем составе электромагнитные реле в качестве исполнительных механизмов. Но в ряде случаев разработчику электронного устройства с применением беспроводного управления не нужны такие реле, поскольку приемник является небольшой частью более сложной схемы, где применение механических реле необоснованно.

В таком случае вполне подойдет малогабаритный модуль, имеющий на своих выходах сигналы TTL-уровней.

Вот такое чисто DIY-устройство и его описание мы и хотим предложить в качестве дополнения к упомянутым обзорам.

Представляем модуль MP323R – универсальный приемник, работающий на частоте 433 МГц.

Модуль может быть подключен к микроконтроллеру для дальнейшей логической обработки поступающих команд. На основе модуля с применением микроконтроллера и без него можно создать систему управления различными бытовыми и промышленными устройствами: насосом, освещением, климатическим оборудованием, грузоподъемным механизмом и т.п.

Схема подключения очень проста:

Приемник предназначен для совместной работы с различными передатчиками диапазона 433 МГц, имеющими модуляцию ASK. Он поддерживает большое количество передатчиков с фиксированным и обучающим кодом, к примеру, таких как WOKEE и TELEIMPEX.

Также поддерживаются системы, построенных на микросхемах SC5262 / SC5272, HX2262 / HX2272, PT2262 / PT2272, EV1527, RT1527, FP1527, HS1527, SC5211, HS2260, SC1527, SC2262. Среди таких систем можно указать приборы из каталога Мастер Кит: MP323TX1, MP323TX2, MP323TX4, MP324TX5, MP910, MP324M/передатчик, MP325M/передатчик.

Для питания модуля можно применить преобразователи напряжения и стабилизаторы из каталога Мастер Кит, например, такие как GS05E-USB, PW0512, PW24-1-2.

Как видно из таблицы, модуль обладает широким диапазоном рабочих температур, малым током потребления, а также отличается малыми габаритами.

Дальность работы до 500 м достигается при совместной работе с пультом MP324TX5.

Для добавления передатчиков нажмите кнопку добавления пультов. Нажимайте кнопку на пульте до появления индикации на приемнике. Для очистки памяти приемника удерживайте кнопку добавления пультов более 5 секунд до появления соответствующей индикации.

Универсальный приемник для устройств домашней автоматики MP323R является надежным и простым в эксплуатации прибором, имеющим широкий диапазон применения.

Встраиваемый 4-х канальный приемник диапазона 433 МГц, режим "кнопка".Имеет возможность одновременного независимого управления 3-мя каналами. Будет удобен для построения беспроводных систем.

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.

Отличная схема на полевом транзисторе. Показала хорошую стабильность, низкое потребление и очень неплохую чувствительность по звуку. Не содержит дефицитных деталей, легко повторяется.

Приблизительная дальность действия - 150-200 м (в диапазоне 100 МГц чуть меньше - 50-100 м). Это на хороший приемник, само собой. Несущая чистая, без паразитных излучений, хорошая акустическая чувствительность.

Почти все радиодетали - SMD типоразмера 0805. Катушка L1 представляет собой 4.5-5.5 витков провода 0.4-0.5 мм, намотанные на оправке диаметром 4 мм.

Принципиальная схема:
Варианты печатных плат:

Внимание! Схема капризна к качеству монтажа и разводке печатной платы. Чтобы не наступать не чужие грабли, используйте уже проверенную печатку и тщательно смывайте весь флюс. Два проверенных варианты печатных плат можно скачать по этой ссылке. Платы созданы в программе Sprint Layout.

Рабочая частота задается параметрами контура L1, C6, C7 (на схеме указаны номиналы для частоты ~100 МГц).

Для повышения рабочей частоты до 400-433 МГц необходимо использовать следующие номиналы: С6 - 6,8 пФ, С7 - 18 пФ, L1 - 2,5 вит провода 0,4-0,5 мм на оправке 2мм, связь с варикапом С5 - 2,2. 3,3 пФ. Также имеет смысл уменьшить ёмкость между антенной и стоком до 1-3 пФ.

Микрофон любой миниатюрный электретный (от домофона, китайских магнитол и прочего).

Минус, как правило, соединен с корпусом. Проверять микрофоны следует "продувкой": включить тестер в режиме измерения сопротивления и подуть в микрофон, если сопротивление меняется, значит он рабочий.

Если есть микрофон от старого телефона Самсунга С100, то берите его - получите очень нехилую чувствительность радиомикрофона (будет слышно каждый шорох).

В качестве антенны - кусок провода длиной в четверть длины волны (на 100 МГц ~70 см, на 400 МГц ~19 см).

Варикап ВВ135 можно заменить на ВВ134. Также можно использовать ВВ133, но тогда придется уменьшить емкость связи с варикапом (на 400 МГц поставить 1,5-2,2 пФ, а на 100 МГц - 5,6-6,8 пФ). Иначе будет перемодуляция.

Транзистор BC847 можно заменить на аналоги: BC846, BC850, MMBTA05, MMBTA06, MMBTA42. Цоколевка у них у всех одна и та же.

Батарейки CR2032 хватает приблизительно на 6-8 часов непрерывной работы (потребляемый схемой ток - 2,5-4 мА). Литий-ионного аккумулятора от мобильника хватит на несколько недель работы.

Радиомикрофон собирается на плате из двустороннего стеклотекстолита толщиной 1.5 мм. Необходимо соединить "землю" с обеих сторон через сквозные отверстия в плате (чем больше, тем лучше). Для уменьшения влияния окружающих предметов на частоту жучка, элементы монтажа можно закрыть экраном высотой 4-6 мм из луженой жести. Для повышения стабильности и увеличения излучаемой мощности для намотки катушки L1 рекомендуется использовать посеребрённый провод.

Собранные радиомикрофоны:

Повторяемость устройства очень хорошая, при правильном и качественном монтаже начинает работать сразу. Нужно только подстроить частоту путем растяжения/сжатия витков катушки L1. Больше никаких настроек не требуется.

Если не заработало - ищите ошибки в монтаже, сопли в пайке, неисправные или не туда запаянные детали. Вполне возможно, что схема работает, просто сигнал не попадает в диапазон вашего приемника. Тут вам очень бы пригодился индикатор поля (волномер).

Радио модули с частотой 433 MHz – самый простой способ связать две Ардуины по беспроводному каналу. Чем они лучше радио 2.4 GHz, например nRF24?

Неприхотливы к питанию
Потребляют небольшой ток
Занимают один пин МК
В два раза дешевле
Выше дальность связи при той же мощности
Более высокая проникающая способность

Также на этой частоте работают пульты управления (брелоки) радио-реле и шлагбаумов, что позволяет перехватывать их команды и подменять при желании.

Модулей данного типа на китайских площадках существует несколько, продаются они парой (передатчик TX и приёмник RX), либо по отдельности.

Наборы GyverKIT до 2 партии комплектовались парой модулей как по центру на картинке выше (модель SYNxxx), со второй партии в наборах идут модули FS1000A и MX-RM-5V (слева на картинке) как более удобные для подключения и более стабильные в работе. Правые модули, несмотря на самый высокий ценник, работают хуже всех и к покупке не рекомендуются.

Ток потребления модулей:

FS1000A [5V]: передача 12 мА, холостой 10 мкА
MX-RM-5V [5V]: 3.7 мА
SYN115 [3.3V]: передача 14 мА, холостой 0.5 мкА
SYN480R [5V]: 4.5 мА

Для лучшего качества связи к модулям в пин ANT нужно припаять антенну длиной 17.3 см (четверть волны) в виде одножильного провода, при желании можно свернуть в спираль:

Подключение

Модули подключаются к питанию и data – на любой цифровой пин. “Зелёные” модули к Arduino подключаются напрямую, а синий передатчик – через делитель напряжения трёх 10к резисторах (есть в наборе). Для подключения к esp8266 делитель не нужен, там и так 3.3V на пине.

На всех схемах передатчик слева, приёмник справа.

Библиотеки

Для данных модулей предлагается использовать библиотеку VirtualWire или RadioHead. Библиотеки очень сложные и тяжёлые по весу, и лично у меня китайские модули с ними не заработали. Причём со средними и правыми модулями с картинки из самого начала этого урока данные библиотеки в принципе не будут работать, так как у них слишком долгая синхронизация. Я написал свою библиотеку, Gyver433, которая работает даже в самых плохих условиях и выжимает максимум из этих модулей.

Библиотека идёт в архиве к набору GyverKIT, а свежую версию всегда можно установить/обновить из встроенного менеджера библиотек Arduino по названию Gyver433. Краткая документация находится по ссылке выше, базовые примеры есть в самой библиотеке.

Примеры

Отправка

Приём

Библиотека позволяет отправлять данные любого типа (массив, структура) любой длины, что охватывает все возможные сценарии работы с радио.

Так выглядят классические радиомодули на 433 МГц:

На фото слева находится передатчик, а справа — приемник. Модули осуществляют одностороннюю связь. Для двусторонней потребуется два приемника и два передатчика. На AliExpress комплект из двух передатчиков и двух приемников обойдутся вам в районе 2$ с доставкой, или даже дешевле.

Как ни странно, в пределах одной комнаты модули вполне сносно обмениваются данными без каких-либо антенн. Однако для лучшей работы антенны к ним лучше припаять. В качестве антенны можно использовать медный провод длиной 1/4 длины волны, то есть, в нашем случае, около 17 сантиметров. Это будет так называемая штыревая антенна. В качестве альтернативы можно использовать цилиндрические спиральные антенны. Они существенно короче штыревых антенн (4-15% длины волны), правда и радиус действия у них меньше. Как вы можете видеть по фото, я решил использовать штыревые антенны. Штыревая антенна и цилиндрическая спиральная антенна являются частными случаями монополя.

Fun fact! Существуют другие, но совместимые передатчики на 433 МГц, в частности раз и два. Кроме того, есть и альтернативный приемник. Но он не вполне совместим, так как на выходе всегда выдает какой-то сигнал, независимо от того, осуществляется ли реально сейчас передача, или нет.

Для своих экспериментов я также использовал купленный на eBay пульт от гаража с внутренним DIP-переключателем:

Модули крайне просто использовать в своих проектах:

Как приемник, так и передатчик, имеет пины VCC, GND и DATA. У приемника пин DATA повторяется дважды. Питаются модули от 5 В. На фото слева собрана схема, в который светодиод подключен к пину DATA приемника. Справа собрана схема с передатчиком, чей пин DATA подключен к кнопке и подтягивающему резистору. Плюс в обоих схемах используется стабилизатор LM7805. Проще некуда.

Fun fact! Один из способов угона автомобилей или кражи из них ценных вещей заключается в том, чтобы во время, когда водитель ставит автомобиль на сигнализацию, глушить несущую пульта от сигнализации, те самые 433 МГц. Водитель в спешке может на заметить, что машина не мигнула фарами, и оставить ее без сигнализации. Приведенная выше схема с приемником и светодиодом в сущности является вполне законченным устройством, определяющим, не глушит ли кто-нибудь соответствующие частоты.

При нажатии на кнопку светодиод загорается. Если посмотреть на сигнал, выдаваемый приемником, с помощью осциллографа, он будет выглядеть как-то так:

Вскоре после отпускания кнопки на какое-то время появляется, и затем исчезает, шум. Сказать по правде, мне этот эффект не совсем понятен. Он может возникать в результате дребезга контактов, либо просто потому что модули не рассчитаны на продолжительную передачу постоянного сигнала.

Если же попробовать понажимать кнопки на пульте, светодиод замигает. Осциллограмма при этом будет примерно следующей:

Можно заметить явное соответствие между полученным сигналом, и положением DIP-переключателей в пульте в сочетании с нажатой кнопкой. Это соответствие иллюстрирует следующая табличка, где точка представляет короткий сигнал на осциллограмме, а тире — длинный:

DIP Switch: 1 1 0 1 0 0 1 0
Замочек -- -- .. -- .. .. -- .. .. .. .. -- .
Вверх -- -- .. -- .. .. -- .. .. .. -- .. .
Квадратик -- -- .. -- .. .. -- .. .. -- .. .. .
Вниз -- -- .. -- .. .. -- .. -- .. .. .. .

Как видите, каждый бит информации передается дважды. К сожалению, на данном этапе нельзя с полной уверенностью сказать, то ли это особенность работы приемника, то ли пульт действительно так передает данные, например, для борьбы с помехами. Понять, что же действительно происходит в эфире, нам поможет Software-Defined Radio. Я лично использовал LimeSDR, но в данном конкретном случае подойдет, пожалуй, любая железка, в том числе и RTL-SDR. Тема SDR ранее подробно рассматривалась в заметке Начало работы с LimeSDR, Gqrx и GNU Radio.

Запишем сигнал при помощи Gqrx и откроем получившийся файл в Inspectrum:

Здесь мы видим такие же короткие и длинные сигналы, что нам показал осциллограф. Кстати, такой способ кодирования сигнала называется On-Off Keying. Это, пожалуй, самый простой способ передачи информации при помощи радиоволн, который только можно вообразить.

Используя GNU Radio, можно пойти чуть дальше, и построить зависимость амплитуды сигнала от времени. Соответствующий проект (исходники на GitHub):

Запускаем, и на Scope Plot видим:

Практически такой же сигнал, что нам показал осциллограф!

Читайте также: