433 МГц:полное руководство по беспроводному радиодиапазону

Беспроводная связь позволяет передавать информацию из одной точки в другую без использования среды передачи, такой как электрический проводник. Примером беспроводной технологии являются радиоволны с различными частотами, например 433 МГц.

433 МГц — это диапазон беспроводной радиосвязи с низким энергопотреблением. Как работают устройства, совместимые с частотой 433 МГц, и почему эта технология предпочтительнее стандартных Z-Wave и Zigbee?

Оставайтесь с нами, чтобы узнать больше.

Что такое 433 МГц?

433 МГц — это диапазон беспроводной радиосвязи, обычно используемый в совместимых бытовых устройствах для передачи сигналов.

433 МГц устройство

Кроме того, одна радиочастотная система 433 МГц включает в себя приемник и передатчик, которые принимают и передают радиосигналы между двумя устройствами. Кроме того, он приносит пользу инновационным приложениям, таким как беспроводные дверные звонки, гаражные ворота, домашняя автоматизация, контроль доступа и т. д. 

Что представляет собой соединение на частоте 433 МГц?

Соединение 433 МГц имеет три типа устройств, обеспечивающих связь, и они состоят из передатчика, приемника и приемопередатчика.

РЧ-модули передатчика и приемника 433 МГц 

Здесь мы представим типичные радиочастотные модули передатчика и приемника 433 МГц.

Во-первых, у нас есть передатчик, который передает информацию по радиочастоте 433 МГц, несмотря на ограничения полосы пропускания.

Кроме того, есть модуль приемника, который слушает и получает команды.

Наконец, приемопередатчик предлагает возможность отправки и приема сигналов, поэтому он действует как передатчик и приемник.

передатчик 433 МГц

Радиочастотный передатчик и приемник с назначением контактов 433 МГц

Теперь давайте обсудим конфигурацию контактов модулей приемопередатчика и приемника.

Передатчик

Контакт ДАННЫХ — Первый контакт принимает цифровые данные, необходимые для передачи.

Контакт VCC — Он действует как контакт питания передатчика. Часто положительные напряжения постоянного тока находятся в диапазоне от 3,5 В до 12 В. Опять же, помните, что напряжение питания прямо пропорционально ВЧ-выходу, поскольку более высокое напряжение приводит к большему диапазону.

Контакт заземления — Это контакт заземления.

Антенный штифт — Подключается к внешней антенне. Рекомендуется припаять кусок проволоки длиной 17,3 см для увеличения дальности контакта.

Получатель

Контакт VCC — Это источник питания приемника. В отличие от передатчика, для приемника рекомендуется 5 В.

Контакт ДАННЫХ — Он функционирует как вывод полученных цифровых данных. Поскольку есть два внутренних центральных контакта, связанных вместе, вы можете выбрать один для вывода данных.

Земля — Он действует как заземляющий контакт.

Антенна — Несмотря на отсутствие маркировки, он работает как внешняя антенна. Он находится рядом с маленькой катушкой в ​​левом нижнем углу радиомодуля. Точно так же для увеличения диапазона потребуется паяльная проволока длиной 17,3 см.

Технические характеристики и функции

Передатчик

Они включают в себя;

• Во-первых, он имеет дальность передачи 90 м в открытом космосе и скорость менее 10 Кбит/с.
• Тогда его погрешность частоты составляет максимум +150 кГц при мощности передачи 25 мВт и выходном токе пикового значения 500 мА.
• В-третьих, его рабочая частота составляет 433,92 МГц, а режим модуляции — ASK (амплитудная манипуляция).
• Резонансный режим (SAW). Он также имеет рабочий ток минимум 9 мА и максимум менее 40 мА.
• Кроме того, он имеет частоту ПЧ 1 МГц, максимальную скорость передачи 300 000 000 и типичную чувствительность 105 дБм.
• Наконец, его рабочее напряжение (напряжение сети) находится в диапазоне от 3 В до 12 В.

Получатель

Они следующие:

• Чувствительность превышает -100 дБм (50 Ом) и полоса пропускания 2 МГц.
• Во-вторых, его рабочая частота также составляет 433,93 МГц, но его режим модуляции может быть либо ASK, либо OOK (рычажная манипуляция).
• Помимо того, что он популярен и дешев, он также доставляет выходные данные на вывод данных в закодированной форме.
• Вы можете изменить его частоту, используя доступный узел.
• Кроме того, он имеет частоту ПЧ 1 МГц и типичную чувствительность 105 дБм.
• Наконец, его рабочий ток составляет максимум ≤5,5 мА, а рабочее напряжение составляет 5,0 В постоянного тока +0,5 В.

Принцип работы

Работа передатчика

Модуль передатчика работает на частоте 434 МГц и использует ASK (более удобный, чем частотная манипуляция).

Модуль передатчика 433 МГц работает

• Сначала он передает последовательный ввод через микроконтроллер, а затем использует радиочастоту для передачи сигналов.
• После этого модуль приемника на другом конце передачи данных принимает переданные сигналы.
• Следовательно, применение низкой логики к DATA не позволяет генератору генерировать радиочастотную волну. И наоборот, высокая логика на выводе DATA позволяет генератору создавать постоянную несущую выходную ВЧ-волну 433 МГц.

Работа приемника

Модуль приемника 433 МГц работает

• Он получает данные сигнала (частота 433 МГц) перед отправкой их на вывод данных в закодированном виде. Однако вы можете использовать переменный узел для настройки/изменения частот от 315 МГц до 433 МГц.
• Декодер или микроконтроллер позже декодирует и просматривает сигнал данных.
• Наконец, в нем есть несколько операционных усилителей и ВЧ-схем, которые усиливают установленную несущую волну от передатчика. Затем усиленный сигнал попадает в петлю фазовой синхронизации, прежде чем перейти к декодированию. Теперь он создает выходной поток с меньшим фоновым шумом.

Применение частоты 433,92 МГц

• Государственные радары,
• Любительские спутники,
• Сеть энергетических машин,
• Любительское/любительское радио, такое как DX, телефония (SSB), морзе (CW), передача цифровых голосовых сообщений (DV),
• устройства RFID,
• Устройства дистанционного управления, такие как бытовые датчики, беспроводные переключатели, дистанционно управляемые жалюзи.

(инфракрасный датчик)

• Беспроводные инструменты и
• IoT (Интернет вещей)

Преимущества и недостатки частоты 433,92 МГц

Преимущества

Некоторые из плюсов 433 МГц:

Потребляет мало энергии

По сравнению с другими стандартами домашней автоматизации, такими как Zigbee или Z-wave, частота 433 МГц потребляет относительно мало энергии. Таким образом, он идеально подходит для устройств с батарейным питанием, таких как кнопки или беспроводные датчики.

Большой радиус действия беспроводной связи

Во-вторых, его преимущество перед инфракрасным в пульте дистанционного управления заключается в том, что стены не могут его заблокировать, поскольку это радиотехнология. Например, когда вы находитесь в другой части дома, но управляете жалюзи с электроприводом, ничто не будет препятствовать радиосигналу.

Кроме того, он имеет более низкую частоту по сравнению с Wi-Fi (2,4/5,8 ГГц), Zigbee (2,4 ГГц) или Z-wave (868–928 МГц). Это означает, что его частотный диапазон «точка-точка» 433 МГц является значительным достижением.

Экономично

Производители считают, что эти устройства легко внедрить в продукты для умного дома, что объясняет, почему они продаются легко и быстро.

Недостатки

Минусы, которые следует учитывать перед покупкой, включают:

Требуется приемник/передатчик

К сожалению, 433 МГц не будут иметь прямой связи с вашим ПК или телефоном, поскольку у них нет специальной антенны. Тем не менее, он обладает функциональностью, аналогичной премиальным стандартам, например, Z-Wave и Zigbee.

Отсутствует ячеистая сеть

Как правило, ячеистая сеть позволяет устройствам передавать сигналы, предназначенные для других сетевых узлов, при работе по аналогичной технологии. Кроме того, если вы добавите больше узлов, надежность вашей сети улучшится.

К сожалению, устройства с частотой 433 МГц не могут построить ячеистую сеть. В этом случае мы рекомендуем Z-wave или Zigbee, так как у них есть эта функция.

Не такой умный

Технология 433 МГц является базовой/минимальной, поскольку имеет односторонний сигнал (прием или отправка). Следовательно, вам придется предположить, что он выбрал сигнал и выполнил его, поскольку он не подтверждает команды сигнала. Некоторые устройства, особенно датчики, могут быть менее надежными, чем стандарты Z-Wave и Zigbee.

Более того, устройства под модулем 433 МГц не дают никакой информации об их энергопотреблении или состоянии батареи. Итак, вам нужно будет проверить уровень напряжения батареи с помощью аналогового контакта.

Учебное пособие по настройке 433 МГц:подключите радиочастотный передатчик и приемник к Arduino UNO

Давайте теперь поработаем над проектом, используя совместимый с зарядным устройством 433 МГц.

Необходимые компоненты

• Держатель батареи,
• Перемычки,
• Банк питания,
• Маленькая макетная плата,
• Цветной TFT-экран диагональю 1,8 дюйма
• DHT22,
• РЧ-комплект 433 МГц и
• Дешевый Arduino UNO

Схема передатчика

Контактные соединения между компонентами и Arduino следующие:

Код Arduino — для радиочастотных передатчиков 433 МГц

Ниже приведен краткий обзор кода приемника, использующего интерфейс Arduino IDE.

Схема приемника

Соединения контактов показаны на экране ниже;

Код Arduino — для ВЧ-приемников 433 МГц

Ниже приведен краткий обзор кода приемника, использующего интерфейс Arduino IDE.

Как увеличить радиус действия радиочастотного модуля 433 МГц？

Антенна, используемая для приемника и передатчика, сильно влияет на диапазон, получаемый с помощью двух радиочастотных модулей. Вы бы общались на расстоянии 1 м без антенны.

На открытом пространстве (на открытом воздухе) вы можете общаться на расстоянии до 50 м благодаря отличной конструкции антенны. Однако диапазоны сигнала в помещении будут немного слабыми.

Простого куска одножильного провода достаточно, чтобы построить правильную антенну для приемника и передатчика, так что не усложняйте. Кроме того, сохраняйте длину антенны, так как диаметр не так важен. Эффективная антенна имеет длину, аналогичную длине волны, для которой вы ее используете. Четвертьволновая антенна лучше.

Вычисление длины волны частоты обозначается;

Практическое применение в воздухе;

Скорость передачи =скорость света (т.е. 299 792 458 м/с)

Частота передачи =433 МГц

Поэтому;

Как мы видели, антенна длиной 69,24 см (с округлением до 70-сантиметрового диапазона) длинная и непрактичная. Таким образом, четвертьволновая спиральная антенна размером примерно 6,8 дюйма или 17,3 см является идеальной.

Заключение

Вкратце, радиочастотный диапазон (РЧ) 433 МГц – это экономичное радиоустройство с низким энергопотреблением и поддержкой беспроводной связи.

Мы надеемся, что теперь вы стали на день мудрее в отношении устройств с частотой 433 МГц. Однако, если у вас остались вопросы, вы можете связаться с нами.