MÓDULOS DE RADIOFRECUENCIA
DE 433MHz. | COMUNICACIÓN INALAMBRICA.
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| Circuito modulo de radiofrecuencia. |
La comunicación por
radiofrecuencia (RF) funciona creando un campo electromagnético en el
transmisor, el cual genera una onda electromagnética que es decodificada (demodulada)
en otro lugar (Receptor). Estas ondas viajan a través del aire a casi la
velocidad de la luz.
Aunque actualmente la
comunicación RF se usa como sinónimo de señales inalámbricas de alta
frecuencia, lo que engloba infinidad de cosas, desde la radio en redes de área
local LAN, tradicionalmente la comunicación RF englobaba sólo frecuencias desde
unos pocos kHz a 1 GHz.
En general, las
señales con longitud de onda más largas viajan a una distancia mayor y penetran
mejor a través y alrededor de los objetos que las señales con longitud de onda
más corta. Los parámetros primordiales en la comunicación RF son la potencia de
transmisión, normalmente medida en decibelios.
En
este artículo trataremos el desarrollo de un proyecto de radio control
sencillo. Utilizaremos los populares circuitos codificadores y decodificadores
HT12E y HT12D y un par de módulos de radiofrecuencia de 433 Mhz. El sistema de
control remoto nos permite controlar hasta 4 salidas digitales que podemos
conectar a cualquier carga utilizando los circuitos de interfaz apropiados. Los
módulos de RF utilizan un esquema de modulación OOK (ASK). Esto quiere decir
que la señal portadora es encendida y apagada para representar los “unos” y
“ceros” lógicos en el flujo de datos.
A) CIRCUITO TRANSMISOR.
Para
elaborar el circuito transmisor, solo necesitamos de circuito el HT12E y el módulo
de radiofrecuencia de 433MHz, estos serían los componentes más relevantes del
transmisor, a continuación hablaremos de cada uno de ellos.
HT12E: Este circuito
integrado es muy usado para aplicaciones en sistemas de control remoto. Tiene 8
bits de direcciones (A0 a A7) y 4 de datos (A8 a A11). Esos bits pueden
colocarse externamente a uno o cero lógico es decir a VCC o GND.
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| HT - 12E. |
MODULO
DE RF DE 433MHz (TRANSMISOR)
Este módulo de
radiofrecuencia de 433MHz es un transmisor de datos en UHF para montaje en
circuito impreso (PCB). Cuando trabaja con el receptor de 433MHz que lo complementa,
conformando un sistema Tx/Rx, permite la implementación de enlaces de datos de
radiofrecuencia de forma muy simple, alcanzando distancias de hasta 80 metros
dentro de edificaciones o 350 metros en campo abierto cuando opera con la
fuente de 12V, pero en nuestro caso lo alimentaremos con una pila de 9v, si
quieren más distancia pueden ponerla una batería de 12v.
El módulo de RF
transmisor acepta una señal digital que se “montará” sobre una portadora de 433
Mhz, cambiando
la amplitud de la señal portadora según el valor lógico de la señal a
transmitir (datos). Podemos imaginarnos esto como una especie
de código morse en el que la información binaria se transmite mediante la
ausencia o presencia de señal portadora. El circuito HT12E genera
un flujo
de datos serial que contiene la información de estado de
las 4 entradas digitales.
CARACTERISTICAS:
- Voltaje de Operación: 3.5V - 12V
- Entrada de datos: TTL
- Corriente de trabajo: Máximo <= 40mA (12V), mínimo <= 9 mA (3.5V);
- Alcance: 20 metros~200 metros (a mayor voltaje, mayor potencia de transmisión)
- Potencia de transmisión: 10 mW (5V).
- Frecuencia de transmisión: 433MHz
- Tasa de transferencia de datos: 4KB/seg
- Baud Rate recomendado: 2400
- Modulación: ASK/OOK
- Antena (no incluida): Alambre de cobre de 25cm (recomendado)
- Pines de salida: DATA (TX)/VCC/GND
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| Modulo de radiofrecuencia de 433 MHz (Transmisor) |
A continuación les muestro el diagrama para el
transmisor, son pocos componentes que utilizaremos.
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| Diagrama. |
MATERIALES:
- 1 HT12E (Circuito integrado de 18 pines)
- 1 Modulo de radiofrecuencia de 433MHz. (Transmisor)
- 1 Resistencia de 1MΩ.
- 4 Pulsadores.
- 1 Antena de cobre esmaltado, cable número 20, tamaño del cable 25cm.
- 1 pila de 9v.
- 1 Bornera de dos pines (para la entrada de 9v)
Una vez ya teniendo en cuenta toda la teoría,
ahora procedemos hacer las pruebas respectivas, yo primero hago las pruebas en
una protoboard, y luego lo hago en mi baquelita.
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| Circuito transmisor en una protoboard. |
Ahora como todo nos
funciona bien, ahora procedemos armar en su baquelita, descargamos los circuito
impresos del transmisor, que los dejare más
abajo para que lo descarguen, el grabado de mis circuitos impresos los hago con
el método del planchado.
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| Circuito TX (Masacra de componentes) |
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| Pistas (Circuito impreso en PDF.) |
Ahora lo ensamblamos
en su respectiva baquelita, en mi caso utilizo fibra de vidrio, siempre
guiándose de la máscara de componentes o del video, el tamaño de la baquelita
para el transmisor es de 5.7cm X
3.5cm.
CIRCUITO RECEPTOR. Para elaborar el circuito Receptor, solo necesitamos de
circuito el HT12D y el módulo de radiofrecuencia de 433MHz (Receptor), estos
son los componentes más relevantes del Receptor, a continuación hablaremos de
cada uno de ellos.
HT12D.- El Circuito integrado HT12D es un decodificador serial de
datos para aplicaciones de control remoto.
Este circuito es especialmente util para ensamblar dispositivos receptores de
control remoto que usan canales de RF o medios infrarrojos como medio de
transmisión. El circuito convierte un flujo de datos serial en 4 bits de datos
de salida. Durante el proceso de recepción se realiza una comparación de la
dirección en el flujo de datos con la dirección seleccionada localmente antes
de colocar los cuatro bits de salida en los pines correspondientes.
Características.
- Voltaje de operación 2.4 a 12V.
- Bajo consumo de corriente en Standby.
- Capaz de decodificar 12 bits de información
- Ajuste de dirección binaria.
- Decodifica 8 bits de dirección y 4 bits de datos.
- Oscilador integrado que solo quiere un resistor de 5% de tolerancia
- Pin de salida de recepción válida.
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| CI HT12D. |
MODULO DE RADIOFRECUENCIA DE 433MHz
(RECEPTOR)
El módulo receptor
presentará en el pin de salida una señal digital muy similar a la que entró en
el módulo transmisor. Es responsabilidad del circuito que recibe esta
señal digital verificar la integridad de la transmisión y decidir que se debe
hacer. El circuito HT12D está encargado de esta tarea. El circuito lee los
datos seriales y cambia el estado de sus salidas según el patrón recibido. El
resultado de dicha operación se muestra en 4 leds. El quinto LED muestra cuando
el HT12D recibe una señal valida.
CARACTERISTICAS.
- Voltaje de Operación: 5V DC (Utilizamos un regulador LM7805).
- Consumo de corriente: 4mA.
- Sensibilidad del receptor: -105dB.
- Frecuencia de recepción: 433MHz.
- Antena (no incluida): Alambre de cobre de 25cm~32cm (recomendado en forma de espiral).
- Pines: GND/DATA (RX)/VCC.
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| Modulo de radiofrecuencia de 433MHz (Receptor). |
A
continuación les muestro el diagrama, el diagrama esta sencillo para
poder armarlo, para poder analizarlo y entenderlo.
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| Diagrama receptor. |
MATERIALES:
- 1 Pila de 9v.
- 1 LM7805 (regulador de voltaje)
- 1 Modulo de radiofrecuencia de 433MHz. (Receptor).
- 1 Condensador electrolítico de 100uf/16v.
- 1 C.I. HT12D.
- 4 Leds verdes (Pueden utilizar otro color)
- 1 Led rojo (pueden utilizar otro color).
- 1 Resistencia de 50kΩ.
- 5 Resistencias de 330Ω.
Antes de hacer mis
circuitos impresos en Eagle, primero hago mis pruebas en una protoboard, una vez
en al protoboard el circuito funciona bien, entonces ya podremos hacer las
pistas, de lo contrario podemos tener problemas
sin hacer la pruebas, pero mis circuito están probados, así que lo ensamblamos
en sus baquelita.
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| Haciendo las pruebas en la protoboard. |
Ahora empecemos a
diseñar el circuito, mis pistas y
mascara de componentes los diseño en el programa Eagle, a continuación led dejo
los circuitos impresos mascara de componentes y pistas, los links de descarga
los dejare más abajo, el grabado de mi baquelita fibra de vidrio los hago con el
método del planchado.
Empecemos a soldar los componentes, el tamaño
de la baquelita para el receptor es de 6.8cm X 4.2cm.
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| Componentes en su baquelita. |
Hasta aquí ya
terminamos de ensamblar las dos tarjetas, ahora vamos haciendo las
respectivas pruebas, ambos circuitos lo
vamos a alimentar con una pila de 9v. para cada tarjeta, a continuación les
dejo el vídeo para que vean el funcionamiento.
Links de descarga:
1.-Mascara de componentes (Receptor)
2.-Circuito impreso – pistas (Receptor)
3.-Mascra de componentes (Transmisor)
4.-Circuito impreso – pistas (Transmisor)
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