RF433Analyser: 7 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ang itinuturo na ito ay lumilikha ng isang instrumento sa pagsukat upang matulungan ang pag-aralan ang mga paghahatid ng RF 433MHz na karaniwang ginagamit para sa mababang komunikasyon ng malayuang kuryente sa awtomatiko at mga sensor sa bahay. Marahil madali itong mabago upang gumana ang 315MHz transmissions na ginagamit sa ilang mga bansa. Ito ay sa pamamagitan ng paggamit ng 315MHz na bersyon ng RXB6 sa halip na ang kasalukuyang 433MHz.

Ang layunin ng instrumento ay dalawang tiklop. Una, nagbibigay ito ng isang signal lakas meter (RSSI) na maaaring magamit upang suriin ang saklaw sa paligid ng isang pag-aari at makahanap ng anumang mga itim na spot. Pangalawa maaari itong makuha ang malinis na data mula sa mga transmiter upang payagan ang mas madaling pagtatasa ng data at mga protokol na ginagamit ng iba't ibang mga aparato. Kapaki-pakinabang ito kung sinusubukan mong mag-disenyo ng mga katugmang add-on sa mga mayroon nang unit. Karaniwan ang pagkuha ng data ay kumplikado sa pamamagitan ng ingay sa background na naroroon sa mga tumatanggap na gumagawa ng maraming mga maling palitan at ginagawang mas mahirap tuklasin ang totoong mga pagpapadala.

Gumagamit ang unit ng isang RXB6 superhet receiver. Gumagamit ito ng Synoxo-SYN500R receiver chip na mayroong isang RSSI analog output. Ito ay mabisang isang buffered na bersyon ng AGC signal na ginamit upang makontrol ang nakuha ng tatanggap at nagbibigay ng lakas ng signal sa isang malawak na saklaw.

Ang tatanggap ay sinusubaybayan ng isang module ng ESP8266 (ESP-12F) na nagko-convert sa signal ng RSSI. Naghahatid din ito ng isang maliit na lokal na OLED display (SSD1306). Maaari ring makuha ng electronics ang impormasyon sa tiyempo sa mga paglilipat ng data.

Ang mga kuha ay maaaring ma-trigger nang lokal sa pamamagitan ng isang pindutan sa yunit. Ang nakuhang data ay nai-save sa mga file para sa susunod na pagtatasa.

Nagpapatakbo ang module na ESP12 ng isang web server upang magbigay ng pag-access sa mga file at makukuha ay maaari ring ma-trigger mula rito.

Ang instrumento ay pinalakas ng isang maliit na baterya na maaaring muling ma-recharge ng LIPO. Nagbibigay ito ng isang makatwirang oras ng pagtakbo at ang electronics ay may mababang quiescent kasalukuyang kapag hindi ginagamit.

Hakbang 1: Kinakailangan ang Mga Bahagi at Mga Tool

Mahalagang paalaala:

Natagpuan ko ang ilang mga RXB6 433Mhz receivers ay may isang hindi gumaganang RSSI output kahit na ang AGC at ang natitirang pag-andar ay OK. Pinaghihinalaan ko na maaaring may ilang mga clone Syn500R chips na ginagamit. Natagpuan ko na ang mga tatanggap na may label na WL301-341 ay gumagamit ng isang katugmang chip na Syn5500R at ang RSSI ay gumagana. Mayroon din silang kalamangan na hindi gumagamit ng isang screening ay maaaring gawing mas madaling baguhin ang capacitor ng AGC. Inirerekumenda ko ang paggamit ng mga unit na ito.

Ang mga sumusunod na sangkap ay kinakailangan

Module ng wifi ng ESP-12F

• 3.3V regulator xc6203
• 220uF 6V capacitor
• 2 schottky diode
• 6mm push button
• n channel MOSFET hal. AO3400
• p channel MOSFET hal. AO3401
• resistors 2x4k7, 3 x 100K, 1 x 470K
• maliit na piraso ng prototyping board
• Ang RXB6 o WL301-341 superhet 433MHz receiver
• Display ng SSD1306 0.96 OLED (solong kulay na bersyon ng SPI)
• LIPO na baterya 802030 400mAh
• 3 pin konektor para sa pagsingil
• I-hook up ang kawad
• Ang naka-enamel na tanso na kawad na pag-flux ng sarili
• Epoxy dagta
• Double sided tape
• Naka-print na enclosure ng 3D

Kailangan ng mga tool

• Pinong point iron na panghinang
• Desterior tirintas
• Mga Tweezer
• Mga Plier

Hakbang 2: Skematika

Ang circuit ay medyo prangka.

Ang isang regulator ng LDO 3.3V ay nagko-convert ng LIP sa 3.3V na kinakailangan ng module na ESP-12F.

Ang kapangyarihan ay ibinibigay sa parehong display at sa Receiver sa pamamagitan ng dalawang switching MOSFETS kaya't naka-off sila kapag natutulog ang module ng ESP.

Sinisimula ng pindutan ang system up sa pamamagitan ng pagbibigay ng 3.3V sa EN input ng ESP8266. Sinusuportahan ito ng GPIO5 habang ang module ay aktibo. Ang pindutan ay sinusubaybayan din gamit ang GPIO12. Kapag ang GPIO5 ay pinakawalan pagkatapos ang EN ay tinanggal at ang unit ay tumigil.

Ang linya ng data mula sa receiver ay sinusubaybayan ng GPIO4. Ang signal ng RSSI ay sinusubaybayan ng AGC sa pamamagitan ng isang potensyal na divider ng 2: 1.

Ang display ng SSD1306 ay kinokontrol sa pamamagitan ng SPI na binubuo ng 5 mga signal ng GPIO. Maaaring posible na gumamit ng isang bersyon ng I2C ngunit kakailanganin nito ang pagbabago ng ginamit na library at pag-remap ng ilan sa GPIO.

Hakbang 3: Pagbabago ng Tagatanggap

Tulad ng ibinibigay ang RXB6 ay hindi ginawang magagamit ang signal ng RSSI sa mga panlabas na pin ng data.

Ginagawa itong isang simpleng pagbabago. Ang konektor ng signal ng DER sa yunit ay talagang isang ulitin lamang ng signal ng signal ng Data. Ang mga ito ay naka-wire nang sama-sama sa pamamagitan ng 0 Ohm risistor na may label na R6. Dapat itong alisin sa pamamagitan ng paggamit ng isang panghinang na bakal. Ang sangkap na may label na R7 ay dapat na mai-link sa kabuuan. Ang tuktok na dulo ay talagang signal ng RSSI at ang ibaba ay papunta sa konektor ng DER. Ang isa ay maaaring gumamit ng isang 0 Ohm risistor ngunit nakaugnay lamang ako sa isang maliit na kawad. Ang mga lokasyon na ito ay naa-access sa labas ng metal na lata na maaaring hindi kinakailangan na alisin para sa pagbabagong ito.

Ang pagbabago ay maaaring masubukan sa pamamagitan ng paglakip ng isang voltmeter sa kabuuan ng DER at GND na may pinalakas na receiver. Ipapakita nito ang isang boltahe sa pagitan ng tungkol sa 0.4V (walang natanggap na lakas) at tungkol sa 1.8V na may isang lokal na mapagkukunan ng 433MHz (hal. Isang remote control).

Ang pangalawang pagbabago ay hindi ganap na mahalaga ngunit kanais-nais. Tulad ng naibigay na AGC oras ng pagtugon ng tatanggap ay nakatakda upang maging masyadong mabagal pagkuha ng ilang daang milliseconds upang tumugon sa natanggap na signal. Binabawasan nito ang resolusyon ng oras habang kinukuha ang RSSI at ginagawang mas madaling tumugon din na gamitin ang RSSI bilang isang gatilyo para sa pagkuha ng data.

Mayroong isang solong kapasitor na kinokontrol ang mga oras ng pagtugon ng AGC ngunit, sa kasamaang palad, matatagpuan ito sa ilalim ng lata ng metal na pag-screen. Ito ay talagang medyo madali upang alisin ang screening maaari dahil ito ay gaganapin sa pamamagitan ng 3 lugs at maaari itong prized up sa pamamagitan ng pag-init ng bawat isa sa mga ito at levering up sa isang maliit na distornilyador. Kapag naalis na ang isa ay maaaring linisin ang mga butas para sa muling pagpupulong sa pamamagitan ng paggamit ng de-soldering tirintas o muling pagbabarena na may tungkol sa isang 0.8mm na bit.

Ang pagbabago ay upang alisin ang mayroon nang AGC capacitor C4 at palitan ito ng isang 0.22uF capacitor. Pinapabilis nito ang tugon ng AGC ng halos 10 beses. Wala itong anumang nakakasamang epekto sa pagganap ng tatanggap. Sa imahe ay nagpapakita ako ng isang track cut at isang link sa pamamagitan ng track na ito mula sa AGC capacitor. Hindi ito kinakailangan ngunit magagamit ang point ng AGC sa isang pad sa labas ng pag-screen sa ilalim ng kristal kung sakaling ang isang tao ay nais na magdagdag ng sobrang kapasidad pabalik. Hindi ko na kailangan upang gawin iyon. Maaari nang mapalitan ang screening.

Kung gumagamit ng unit ng WL301-341 RX pagkatapos ay ipinapakita ito ng larawan na may naka-highlight na AGC capacitor. Ipinapakita rin ang pin ng signal ng RSSI. Hindi ito talaga konektado sa anumang bagay. Maaari lamang ikonekta ng isa ang isang pinong kawad nang direkta sa pin. Bilang kahalili doon ang dalawang gitnang jumper pin ay konektado magkasama at parehong nagdadala ng output ng data. Ang bakas sa pagitan ng mga ito ay maaaring maputol at pagkatapos ang RSSI na naka-link sa pamamagitan ng ekstrang isa upang gawing magagamit ang signal ng RSSI sa isang output ng jumper.

Hakbang 4: Konstruksiyon

Mayroong tungkol sa 10 mga sangkap na kinakailangan sa labas ng module na ESP-12. Maaari itong mabuo at konektado sa isang piraso ng prototyping board. Gumamit ako ng isang tukoy na prototyping board ng ESP na ginamit ko upang mapadali ang pag-mount ng regulator at iba pang mga bahagi ng smd. Direkta itong nakakabit sa tuktok ng module na ESP-12.

Ang ginamit kong kahon ay isang naka-print na disenyo na 3D na may 3 indentation sa base upang kunin ang module ng tatanggap, ipakita at esp. Mayroon itong isang ginupit para sa display at mga butas para sa singilin at itulak na pindutan na dapat na ipasok at i-secure sa isang maliit na halaga ng poxy dagta.

Gumamit ako ng hook up wire upang magawa ang mga koneksyon sa pagitan ng 3 module, ang singil na punto at ang mga pindutan. at pagkatapos ay na-secure ang mga ito sa lugar gamit ang double side tape para sa ESP at tatanggap at maliit na patak ng epoxy upang hawakan ang mga gilid ng display sa lugar. Ang baterya ay naka-wire sa singilin na punto at naka-mount sa tuktok ng tatanggap gamit ang double sided tape.

Hakbang 5: Software at Configuration

Ang software ay itinayo sa Arduino na kapaligiran.

Ang source code para dito ay nasa https://github.com/roberttidey/RF433Analyser Ang code ay maaaring magkaroon ng ilang mga pare-pareho para sa mga password na binago para sa mga layuning pangseguridad bago naipon at i-flash sa ES8266 na aparato.

• Tinutukoy ng WM_PASSWORD ang password na ginamit ng wifiManager kapag ang pag-configure ng aparato sa lokal na wifi network
• Tinutukoy ng update_password ang isang password na ginamit upang payagan ang mga pag-update sa firmware.

Nang unang ginamit ang aparato ay pumasok sa wifi config mode. Gumamit ng isang telepono o tablet upang kumonekta sa access point na na-set up ng aparato pagkatapos ay mag-browse sa 192.168.4.1. Mula dito maaari mong piliin ang lokal na wifi network at ipasok ang password nito. Kailangan lamang itong gawin nang isang beses o kung ang pagpapalit ng mga wifi network o password.

Kapag ang aparato ay nakakonekta sa kanyang lokal na network ay makikinig ito para sa mga utos. Ipagpalagay na ang IP address nito ay 192.168.0.100 pagkatapos ay gamitin muna ang 192.168.0.100:AP_PORT/upload upang mai-upload ang mga file sa folder ng data. Papayagan nito ang 192.168.0.100/edit upang tingnan at i-upload ang karagdagang mga file at papayagan din ang 192.168.0.100 na ma-access ang interface ng gumagamit.

Ang mga puntong dapat tandaan sa software ay

• Ang ADC sa ESP8266 ay maaaring i-calibrate upang mapabuti ang kawastuhan nito. Ang isang string sa config file ay nagtatakda ng mga nakakamit na hilaw na halaga para sa dalawang mga boltahe ng pag-input. Hindi ito partikular na mahalaga dahil ang RSSI ay isang medyo kamag-anak na signal depende sa antena atbp.
• Ang boltahe ng RSSI sa db ay makatuwiran na linear ngunit ang mga kurba ay nasa sukdulan. Ang software ay may cubic fit upang mapagbuti ang kawastuhan.
• Karamihan sa arithmetic ay tapos na gamit ang mga naka-scale na integer kaya ang mga halaga ng RSSI ay 100 beses na aktwal talaga. Ang mga halagang nakasulat sa mga file o ipinapakita ay na-convert muli.
• Gumagamit ang software ng isang simpleng machine ng estado upang makontrol ang pagkuha ng RSSI at mga paglilipat ng data.
• Sinusubaybayan ang mga paglilipat ng data gamit ang isang nakakagambala na gawain sa serbisyo. Ang normal na pagproseso ng Arduino loop ay nasuspinde habang nakuha ang data at ang watchdog ay nanatiling buhay na lokal. Ito ay upang subukang pagbutihin ang paggambala ng latency upang mapanatili ang mga sukat sa tiyempo bilang matapat hangga't maaari.

Pag-configure

Itinatago ito sa esp433Config.txt.

Para sa RSSI capture ang agwat ng sampling at tagal ay maaaring i-set up.

Para sa data na makuha ang antas ng pag-trigger ng RSSI, bilang ng mga paglipat, at maximum na tagal ay maaaring mai-set up. Ang isang naaangkop na antas ng pag-trigger ay tungkol sa + 20dB sa background na walang antas ng signal. Pinapayagan din ng isang string ng pulseWidths ang simpleng pag-kategorya ng mga lapad ng pulso upang gawing mas madali ang pagtatasa. Ang bawat naka-log na linya ay may pulseLevel, lapad sa micorseconds at ang code na kung saan ay ang index sa pulseWidths string na mas malaki kaysa sa sinusukat na lapad.

Maaaring mapabuti ng CalString ang kawastuhan ng ADC.

Kinokontrol ng idleTimeout ang bilang ng mga millisecond ng kawalan ng aktibidad (walang mga nakunan) bago awtomatikong mag-shut down ang aparato. Ang pagtatakda nito sa 0 ay nangangahulugang hindi ito mag-timeout.

Kinokontrol ng mga setting ng tatlong mga pindutan kung ano ang nakikilala sa maikling pagpindot ng daluyan at mahabang pindutan.

binibigyan ng displayUpdate ang lokal na agwat ng pag-refresh ng display.

Hakbang 6: Paggamit

Ang yunit ay nakabukas sa pamamagitan ng pagpindot sa pindutan para sa isang maikling panahon.

Ipapakita muna sa display ang lokal na IP address sa loob ng ilang segundo bago simulang ipakita ang antas ng RSSI sa real time.

Ang isang maikling pindot ng pagpindot ay magpapasimula ng isang RSSI capture upang mag-file. Karaniwan ay magwawakas ito kapag natapos ang tagal ng RSSI ngunit ang isang karagdagang pindot ng maikling pindutan ay wakasan din ang pagkuha.

Ang isang pagpindot sa daluyan ng pindutan ay magpapasimula ng isang pagkuha ng paglipat ng data. Ipapakita ang screen na naghihintay para sa pag-trigger. Kapag ang RSSI ay napunta sa itaas ng antas ng pag-trigger magsisimula itong makuha ang nag-time na mga paglilipat ng data para sa bilang ng mga transisyon na tinukoy.

Ang pagpindot sa pindutan nang mas mahaba kaysa sa haba ng pindutan ay magpapagana ng yunit.

Ang mga command ng capture ay maaari ding simulan mula sa web interface.

Hakbang 7: Web Interface

Ang pag-access sa aparato sa pamamagitan ng ip address nito ay nagpapakita ng isang web interface na may 3 mga tab; Nakukuha, katayuan at config.

Ipinapakita ng screen ng mga nakukuha ang kasalukuyang nakunan ng mga file. Ang mga nilalaman ng isang file ay maaaring ipakita sa pamamagitan ng pag-click dito sa pangalan. Mayroon ding mga pagtanggal at pag-download na mga pindutan para sa bawat file.

Mayroon ding nakakuha ng RSSI at nakakakuha ng mga pindutan ng Data na maaaring magamit upang simulan ang isang pagkuha. Kung ibinigay ang isang filename gagamitin ito kung hindi man malilikha ang isang default na pangalan.

Ipinapakita ng tab ng config ang kasalukuyang pagsasaayos at pinapayagan ang mga halagang mabago at mai-save.

Sinusuportahan ng web interface ang mga sumusunod na tawag

/ i-edit - i-access ang system ng pag-file ng aparato; maaaring magamit upang mag-download ng mga hakbang sa Files

• / status - ibalik ang isang string na naglalaman ng mga detalye sa katayuan
• / loadconfig -balik ang isang string na naglalaman ng mga detalye ng config
• / saveconfig - magpadala at mag-save ng isang string upang mai-update ang config
• / loadcapture - ibalik ang isang string na naglalaman ng mga hakbang mula sa isang file
• / setmeasureindex - baguhin ang index na gagamitin para sa susunod na panukalang-batas
• / getcapturefiles - kumuha ng isang string na may listahan ng mga magagamit na pagsukat ng mga file
• / capture - magpalitaw ng pagkuha ng RSSI o data
• / firmware - simulan ang pag-update ng firmware