Módulo RF 433MHz sin Arduino
En este blog construiremos un circuito de comunicación por radiofrecuencia sencillo a 433 Mhz. Utilizaremos los populares circuitos codificadores y decodificadores HT12E y HT12D.
El sistema nos permite controlar hasta 4 salidas digitales que podemos conectar a cualquier carga utilizando los circuitos de interfaz apropiados.
Utilizaremos baterías 18650 de 3.7v para la alimentación de los circuitos.
Los módulos RF son bastante versátiles, ya que además de aceptar la entrada de circuitos codificadores, aceptan prácticamente cualquier señal digital en su entrada, por lo que podemos utilizarlos para enviar de manera inalámbrica cualquier otra información con una baja tasa de bits.
Los módulos de radio frecuencia son transmisores y receptores inalámbricos que empleamos como forma de comunicación, el emisor (FS1000A) posee tres pines de los cuales uno es para la alimentación, otro para señal y finalmente otro para el común o gnd.
También posee un conector para la antena de 433Mhz, como observamos podemos soldar un cable en forma de espiral en el punto donde le corresponde.
En el módulo receptor (XY-MK-5V), el tipo de comunicación es simplex, es decir en un solo canal y unidireccional, ya que son de baja velocidad de transmisión, pero para aplicaciones básicas son muy útiles.
También posee pines para el común o gnd, dos pines en común para la salida del dato recibido y un terminal para la alimentación que puede ser desde los 2 voltios a 5 votios.
Para construir la antena podemos utilizar un simple pedazo de alambre de unos 17cm de longitud y 5mm de diámetro. Las antenas recomendadas para estos módulos en su etapa de transmisión y recepción son muy variadas, debido a que corresponde a 1/4 de la longitud de onda a 433 MHz o 16,5cm si es de 315 MHz. También son muy comunes y eficientes antenas helicoidales de 5mm de diámetro y 3.4cm de longitud. La posición de la antena también afecta la recepción de datos.
Los módulos de RF utilizan un esquema de modulación (ASK). Esto quiere decir que la señal portadora es encendida y apagada para representar los “unos” y “ceros” lógicos en el flujo de datos. Se trata de un sistema que puede aplicarse en multitud de situaciones y que por su simplicidad es indicado para ser construido por cualquier persona que pueda utilizar un protoboard y tenga el conocimiento para leer el diagrama del circuito.
El módulo transmisor funciona desde los 3.5V hasta los 12V. A mayor voltaje, mayor es la potencia y distancia que logran alcanzar.
Este es el circuito esquemático, se alimenta de una batería 18650 a 3.7V cargada a 4.2V y contiene el codificador HT12E donde la amplitud de la señal portadora cambia según el valor lógico de la señal a transmitir.
Comenzamos ubicando en la protoboard el codificador (FS1000A), conectamos con un cable el terminal ground del codifificador con el bus negativo de la protoboard
Conectamos el terminal vcc del codificador al bus positivo de la potoboard
Luego ubicamos el circuito integrado cidificador ht12e
Conectamos con un cable el terminal de dato del codififcador fs100a al terminal pin no. 17 del circuito integrado ht12e
conectamos el pin 9 del circuito integrado al bus negativo de la protoboard
Después ubicamos una resistencia de 1M0hm entre los terminales pin no.15 y 16 de esta manera
Aquí en el video se puede observar que la resistencia se encuentra en mala posición realmente debería estar una posición más hacía la izquierda
Ahora conectamos el terminal vcc del circuito integrado al bus positivo de la protoboard
Para el circuito receptor se conectan los terminales 10 a 13 como los datos recibidos (pueden ser conectados a LEDs o cargas siempre que la corriente no supere 5mA),
Ubicamos el modulo receptor (XY-MK-5V) en la protobard
Después ubicamos el circuito integrado hht12d igualmente en la potoboard
Conectamos con un cable el terminal vcc del modulo receptor al bus positivo
Tenemos que distribuir bien el espacio de la proto para ubicar algunos leds que nos servirán de indicadores más adelante.
Conectamos el terminal vcc del circuito ht12d al bus positivo
También debemos conectar le terminal pin 9 al bus negativo de la protobard
al terminal pin 16 del ht12d se debe conectar a una resistencia de 47 Kilohm para generar la señal de clock interna,
Ahora en el terminal 14 he conectado un cable temporal para no confundir los pines cuando conecte algunas resistencias.
Es aquí donde ira luego conectado al terminal dato del módulo receptor.
Comenzamos a ubicar las resistencias de 220 homios o superior desde el terminal pin 13 al terminal 10 de forma que podamos conectar el ánodo de un led y finalmente el cátodo del mismo al negativo de la protoboard
De esta manera ubicamos los 4 leds que nos representaran los bits de recepcion uniendo al ánodo con la resistencia para después conectar el cátodo con el bus negativo.
El integrado utiliza estos pines para la salida de los 4 bits que se transmitieron en el emisor. Los circuitos codifican y decodifican 4 bits de datos y permiten establecer direcciones de comunicación de 8 bits, en donde ambos deben poseer la misma dirección para un correcto enlace. Este par de IC son usado comúnmente para transmisión inalámbrica RF e IR.
Conectamos con un cable el terminal dato del módulo receptor (XY-MK-5V), con el terminal pin 14 del integrado ht12d donde anteriormente habíamos ubicado un jumper azul.
Ahora ubicamos una resistencia de 220 ohmios al terminal pin 17 del circuito integrado, este pin 17 dice si la recepción fue correcta encendiéndose o apagándose cuando no hay ningún tipo de recepción desde el modulo emisor.
De igual manera que los leds anteriores conectamos el terminal catodo con el bus negativo de la protoboard
Para alimentar el circuito basta con un voltaje superior a 3,5 para ambos módulos de radio frecuencia así que utilizaremos un batería 18650 con un voltaje dc 4.1 cargada hace poco.
Ubicamos la batería de modo que dispongamos de los terminales positivo y negativo libremente sin que se pueda hacer ningún tipo de contacto que haga realizar un corto circuito,
entonces alimentamos el circuito polarizando la protobard correctamente y podemos observar como el circuito está emitiendo y recibiendo información.
Ahora si conectamos alguno de los terminales 10 al 13 estaremos enviando una señal en alto del bit correspondiente al terminal.
Como podemos observar cada vez que unimos la tierra con alguno de los bits del ht12e se emite hacía el receptor una señal encendiendo o apagando el bit correspondiente al pulsado.
Para que nuestro circuito logre activar algún proceso debemos retirar los leds de sus posiciones, también las resistencias para luego ubicarlas a un componentes llamado puerta lógica not,
Esta puerta lógica me permitirá invertir el estado de los bits de recepción que inicialmente se encentran en alto para pasarlos en un estado de reposo bajo. Así cuando unamos la tierra con alguno de los bit del emisor vamos a obtener una señal en alto y no una en bajo. Lo que permitirá activar múltiples dispositivos uno por ejemplo un relay.
Ubicamos el circuito integrado 74ls04, este circuito contiene 6 puertas lógica que solo invierte el estado de su entrad.
las entradas para este circuito se encuentran en el terminal 14, 12,10 y 6.
Polarizamos la puerta lógica uniendo el terminal 8 con el bus negativo de la protobaord.
de igual manera polarizamos el terminal 16 que es el vcc de la puerta lógica uniéndolo al positivo de la potoboard.
Ubicamos las resistencias limitadoras de corriente en cada bit de recepción del circuito decodificador.
Después ubicamos los leds correspondientes a cada resistencia limitadora uno al lado del otro para una mejor identificación,
Conectamos con un cable cada uno de los terminales cátodos de las resistencias hasta el bus negativo de la protoboard cerrando el circuito de los LEDS indicadores
Finalmente alimentamos nuevamente el circuito polarizándolo correctamente y podemos observar como desde el circuito codificador se está emitiendo una señal que es recibida por el receptor enviando una señal a la compuerta invirtiendo el estado de los bits así podremos activar muchos dispositivos que solo operan con un nivel en alto.
Dejo las imagenes correspondientes al diagrama de conexiones del circuito receptor:
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