AGD ze sterowaniem RF

Automatyka domowa zawsze była gorącym tematem do nauki lub pracy. Bezprzewodowe sterowanie urządzeniami AC jest naprawdę fajne. Można to zrobić na wiele sposobów, a ograniczeniem jest wyobraźnia. W tym projekcie poznamy najprostszy i najłatwiejszy sposób na zbudowanie projektu bezprzewodowej automatyki domowej, w którym możemy przełączać obciążenia AC za pomocą modułu nadajnika i odbiornika RF 433 MHz. Ten projekt nie obejmuje żadnego mikrokontrolera; dlatego nie jest wymagane żadne programowanie i można je opracować na płytce prototypowej. Brzmi prosto, prawda! Więc zbudujmy to.

Wcześniej omawialiśmy wiele typów automatyki domowej wykorzystujących różne technologie i mikrokontrolery, takie jak:

• Automatyka domowa oparta na DTMF
• Automatyka domowa oparta na GSM wykorzystująca Arduino
• Automatyka domowa sterowana komputerowo przy użyciu Arduino
• Automatyka domowa sterowana przez Bluetooth przy użyciu 8051
• Automatyka domowa sterowana zdalnie na podczerwień za pomocą Arduino
• projekt automatyki domowej wykorzystujący MATLAB i Arduino
• Zdalnie sterowane diody LED za pomocą Raspberry Pi
• Automatyka domowa sterowana smartfonem za pomocą Arduino
• Automatyka domowa sterowana głosem za pomocą ESP8266 i aplikacji na Androida

Materiały wymagane do projektu urządzeń domowych sterowanych radiowo:

1. Nadajnik i odbiornik RF 433 MHz
2. Układ scalony dekodera HT12D
3. Układ scalony enkodera HT12E
4. Moduł przekaźnika 5 V (2 szt.)
5. Push on Push Off Switch (2 Nos)
6. Rezystor 1 M ohm, 47 K ohm
7. 7805 Regulator napięcia
8. Bateria 9 V (2 szt.)
9. Deska do chleba (2 szt.)
10. Przewód łączący

Moduł nadajnika i odbiornika RF 433 MHz:

Pozwólcie, że przedstawię krótkie wprowadzenie do tych modułów RF, zanim przejdę do projektu. Termin RF oznacza „ częstotliwość radiową ”. Moduł nadawczo-odbiorczy RF zawsze będzie działał w parze, tzn. Potrzebuje nadajnika i odbiornika do wysyłania i wysyłania danych. Nadajnik może wysyłać tylko informacje i odbiornik i może je tylko odbierać, więc dane zawsze mogą być przesyłane z jednego końca na drugi, a nie na odwrót.

Moduł nadajnika składa się z trzech kołków Vcc mianowicie, DIN i podłoża, jak przedstawiono powyżej. Pin Vcc ma szeroki zakres napięcia wejściowego od 3 V do 12 V. Nadajnik pobiera minimalny prąd 9 mA i może osiągać nawet 40 mA podczas transmisji. Środkowy pin to pin danych, do którego wysyłany jest sygnał. Sygnał ten jest następnie modulowany za pomocą ASK (kluczowanie zmiany amplitudy), a następnie wysyłany na antenie z częstotliwością 433 MHz. Szybkość, z jaką może przesyłać dane, wynosi około 10 Kb / s.

Moduł odbiornika ma cztery kołki mianowicie VCC Dout, liniowe i na ziemi, jak pokazano powyżej. Pin Vcc powinien być zasilany regulowanym zasilaniem 5 V. Prąd roboczy tego modułu jest mniejszy niż 5,5 mA. Piny Dout i Linear out są zwarte, aby odebrać sygnał 433 MHz z powietrza. Sygnał ten jest następnie demodulowany w celu uzyskania danych i jest wysyłany przez pin danych.

Sprawdź nasze inne projekty wykorzystujące parę RF:

• Robot sterowany radiowo
• Obwód konwertera IR na RF
• Zdalnie sterowane diody LED za pomocą Raspberry Pi

Potrzeba kodera i dekoderów:

Moduły RF mogą również działać bez konieczności stosowania modułów enkodera i dekodera. Po prostu włącz oba moduły odpowiednim napięciem wymienionym powyżej. Teraz ustaw pin Din na nadajniku wysoko, a zobaczysz, że pin Dout na odbiorniku również idzie wysoko. Ale ta metoda ma dużą wadę. Możesz mieć tylko jeden przycisk po stronie nadawcy i jedno wyjście po stronie odbiornika. Nie pomoże to w budowaniu lepszych projektów, dlatego stosujemy moduły kodera i dekodera.

HT12D i HT12E to 4-bitowe moduły kodera i dekodera. Oznacza to, że możemy wykonać (2 ^ 4 = 16) 16 różnych kombinacji wejść i wyjść. Są to 18-pinowe układy scalone, które mogą pracować między zasilaniem wejściowym 3 V do 12 V. Jak powiedziano, mają 4 bity danych i 8 bitów adresów, te 8 bitów adresu musi być ustawionych tak samo zarówno w koderze, jak i dekoderze, aby działały jako para.

Z 4-bitowego bitu danych użyjemy w tym projekcie tylko dwóch do celów demonstracyjnych. Możesz używać wszystkich czterech i sterować czterema urządzeniami AC z tym samym obwodem. Musisz tylko dodać dwa kolejne moduły przekaźników.

Moduł przekaźnika 5 V:

Jak wspomniano wcześniej, będziemy używać dwóch modułów przekaźników 5 V do sterowania obciążeniami AC. Termin „5V” oznacza tutaj napięcie wymagane do wyzwolenia przekaźnika. Poniżej przedstawiono moduł przekaźnika 5 V zastosowany w tym projekcie.

Nasz obwód działa na 5 V i potrzebujemy czegoś do sterowania obciążeniem 220 V AC, tu przydaje się przekaźnik. Ten przekaźnik, gdy zostanie wyzwolony napięciem 5 V, przełączy przełącznik elektromechaniczny; ten elektromechaniczny wyłącznik jest w stanie świecić 220 V AC do 10A prądu. Stąd nasze obciążenie AC można podłączyć do zacisków przekaźnika.

Możemy również zbudować ten obwód bez użycia modułu przekaźnikowego. W takim przypadku należałoby użyć dodatkowego tranzystora, takiego jak BC547 i doprowadzić go do podstawy za pomocą rezystora ograniczającego prąd.

Schemat obwodu i wyjaśnienie:

Istnieją dwa schematy obwodów dla tego sterowanego radiowo systemu automatyki domowej, jeden dla nadajnika RF jako pilota RF do urządzeń domowych i jeden dla odbiornika RF, do którego podłączone są obciążenia AC. Wcześniej szczegółowo wyjaśniliśmy działanie nadajnika i odbiornika RF.

Obwód nadajnika RF:

Obwód odbiornika RF:

Jak widać, obwód nadajnika składa się z układu scalonego kodera, a obwód odbiornika składa się z układu scalonego dekodera. Ponieważ nadajnik nie potrzebuje regulowanego 5V, zasililiśmy go bezpośrednio baterią 9V. Natomiast po stronie odbiornika zastosowaliśmy regulator napięcia 7805 + 5V do regulacji napięcia 5V z baterii 9V.

Zauważ, że bity adresu A0 do A7 w układzie scalonym kodera i dekodera są uziemione. Oznacza to, że oba są przechowywane pod adresem 0b00000000. W ten sposób oboje mają ten sam adres i będą działać jako para.

Piny danych D10 i D11 (Pin 12 i 13) są podłączone do przełączników po stronie enkodera i do modułów przekaźnikowych po stronie dekodera. W oparciu o położenie przełącznika po stronie kodera informacje zostaną przesłane do dekodera, a odpowiednie światło zostanie przełączone.

Dwa moduły przekaźnikowe są zasilane napięciem 5 V dostarczanym przez regulator 7805, a pin wejściowy jest podłączony do modułu dekodera. Obciążenia są podłączane przez moduł przekaźnikowy, tak że dopiero po zamknięciu przekaźnika połączenie z obciążeniem będzie kompletne.

Uwaga: Użycie baterii 9 V do zasilania zestawu odbiornika może nie działać prawidłowo, ponieważ bateria nie jest wystarczająco mocna, aby zapewnić wystarczający prąd dla modułu przekaźnika. W takim przypadku użyj akumulatora 12 V lub zasilacza.

Ostrzeżenie: Podczas obsługi napięcia 220 V AC wymagana jest duża ostrożność. Upewnij się, że połączenie jest zgodne z obwodem, a dla początkujących zaleca się użycie skrzynki połączeniowej (skrzynka kolców) z bezpiecznikiem. Również twoje przewody powinny mieć większy przekrój, aby mogły przenosić wymagany prąd i nie podłączać obciążeń, które zużywają prąd większy niż 8A.

Działanie urządzeń domowych sterowanych radiowo:

Jak widzieliśmy, obwód projektu jest bardzo prosty i można go łatwo podłączyć w płytce stykowej, obwód ten jest zbudowany bez żadnego mikrokontrolera. Użyłem dwóch płytek stykowych, jednej dla części nadajnika, a drugiej dla części odbiorczej. Do zademonstrowania projektu użyłem również dwóch lamp AC. Gdy skończysz z połączeniami, konfiguracja powinna wyglądać jak poniżej.

Tutaj płytka stykowa zasilana baterią 9V to obwód nadajnika, a druga zasilana z zasilacza 12V (nie pokazana na zdjęciu) to moduł Odbiornika. Zasilanie AC pobierane jest z czarnej skrzynki połączeniowej pokazanej powyżej. Mamy również dwa przekaźniki do niezależnego sterowania dwoma obciążeniami AC. Żółty przewód stanowi połączenie fazowe, a zielony przewód to połączenie neutralne.

Po włączeniu obu obwodów możemy zacząć przełączać obciążenia AC za pomocą dwóch przełączników obecnych w obwodzie nadajnika. Gdy przełącznik pierwszy jest zamknięty, łączy pin D13 układu scalonego kodera z masą i ta wartość jest wysyłana do układu scalonego dekodera za pośrednictwem medium RF.

Po odebraniu dekodera wartość D13 również ustawia jego pin D11 na zero. Oznacza to, że na styk wejściowy modułu przekaźnika nie jest podawane żadne napięcie, a przewód fazowy zostanie podłączony przez zaciski wspólne (Com) i normalnie zamknięte (NC). To samo dzieje się na odwrót, aby wyłączyć obciążenie.

Możesz teraz obejść tę konfigurację, przełączając przełączniki, a obciążenia AC również powinny być odpowiednio przełączane. Zasięg tych modułów można rozszerzyć (przetestować do 3 metrów) przy użyciu anteny na module nadajnika. Sprawdź poniższy film, aby uzyskać pełną demonstrację.

Mam nadzieję, że spodobał Ci się projekt i podobało Ci się budowanie czegoś podobnego. Jeśli masz jakiekolwiek wątpliwości, możesz je opublikować na naszym forum lub w komentarzach poniżej. Spotkamy się przy kolejnym ciekawym projekcie do tego czasu szczęśliwej automatyzacji.