Opciones de diseño para un sistema de comunicación por RF simple basado en AVR (Arduino)

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Estoy intentando construir un sistema de llamadas de servicio de RF basado en AVR. Funciona de la siguiente manera: alguien en el transmisor presiona un botón y el usuario del receptor recibe una notificación con la ID del transmisor (imagínese usando esto en un café para llamar a la camarera, por lo que habrá múltiples transmisores con ID independientes y 1 a 2 receptores separados pero idénticos). El transmisor tendrá 2 botones: uno para llamar a la camarera y otro para recibir la factura. Básicamente, esta será una comunicación unidireccional, y supongo que será vía serie para transmitir información diferente, es decir, ID, tipo de llamada (?). Un rango de 100 m es más que práctico.

He estado buscando alrededor del tema por un tiempo, y todavía no estoy muy seguro de qué dirección tomar, en cuanto a qué banda de RF usar, y si requiere o no un microcontrolador en el lado del transmisor, que Quiero evitar, si es posible, la simplicidad y el ahorro de batería (en el lado del receptor usaré un AVR, con el código Arduino), porque tengo que conducir algunos LED de 7 segmentos para mostrar la ID). Mis principales preocupaciones son la confiabilidad y el costo.

Espero poder hacer funcionar el transmisor sin baterías (por ejemplo, baterías de 3V o baterías AAA) durante aproximadamente un año. Sin embargo, los receptores se conectarán a la pared.

Le agradecería que alguien me ofreciera algún consejo sobre lo siguiente:

  • En cuanto a la banda de RF, mi búsqueda de componentes en algunas tiendas locales me muestra que puedo comprar (construir) los siguientes módulos de transmisor / receptor: 2.4GHz (NRF24L01), 433MHz y 315MHz. Quería usar el NRF24L01 con un AVR (se puede programar para que el AVR se duerma cuando no esté activo para ahorrar batería, y comunicarme con el AVR en el lado del receptor a través de la serie) por la simplicidad y la gran cantidad de información en la red, pero El problema es que el costo es 4 veces mayor en comparación con los otros dos. Los otros 2 módulos son chinos con documentación limitada, y aún no estoy seguro de cómo construir el transmisor alrededor de ellos (con o sin unidad de control), pero son muy baratos.

  • En términos de confiabilidad y ruido / interferencia, ¿qué banda es recomendable?

  • En el mejor escenario de mi imaginación, si es fácil usar un módulo de 433MHz o 315MHz (por el precio), preferiblemente sin un microcontrolador, será genial. ¿Es esto fácil de lograr? He visto algunos controles remotos de puertas de garaje baratos basados en estas bandas, con unos pocos botones y una batería de monedas que funcionan durante un año. Son muy similares a mi transmisor. Simplemente no tengo algún esquema de trabajo, así que no sé cómo funcionan, cómo se supone que deben “programarse” para tener diferentes ID y comunicarse con el AVR en el lado del receptor.

Espero recibir consejos sobre qué dirección tomar. Gracias por adelantado. Dave

    
pregunta Dave

3 respuestas

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Hice un trabajo a 434MHz que usaba pequeños transmisores de 0.25mW y un PIC pequeño. La vida útil de la batería fue buena: más de un año porque el transmisor no consumió prácticamente nada durante aproximadamente 1 minuto, luego se despertó, transmitió su pequeña carga útil y volvió a la suspensión (aproximadamente 50 ms de tiempo de funcionamiento). Había alrededor de un centenar de transmisores que monitoreaban la temperatura de los congeladores individuales; básicamente, eran "alarmas" para advertir de un descongelamiento inminente en caso de que uno de los congeladores se volviera defectuoso. Un receptor central.

Conceptualmente, no veo una diferencia: tienes un montón de transmisores que pueden comunicarse al azar con un receptor central. El consumo de corriente del transmisor cuando se transmitía era de aproximadamente 30 mA (desde la memoria: fue a principios de los 90, por lo que mi memoria no es tan buena en esto).

Obtuve los módulos transmisores de una compañía del Reino Unido llamada Radiometrix : eran dispositivos FM 434MHz.

Debido al potencial de colisiones de transmisión, también recomendaría una pantalla que todos los clientes puedan ver y que les diga que se está procesando su solicitud.

    
respondido por el Andy aka
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Creo que lo mejor es comenzar con la tecnología utilizada para las cerraduras de puertas de automóviles y los arrancadores de automóviles. Estos están generalmente en el 433 y amp; Rango de 315 MHz.

Hay límites específicos en cuanto a la frecuencia con la que cualquier dispositivo puede transmitir. Usted realmente debe verificar el uso permitido específico de su país.

Hay muchas ventajas en usar esta tecnología como punto de partida.

1) El rango es de excelente a excelente. Veo sistemas comercializados hoy que reclaman una distancia de más de 1 km desde el transmisor al receptor.

2) La electrónica está diseñada para funcionar con una pequeña batería de 12 Vcc. Este alto voltaje de la batería es lo que hace posible el funcionamiento a larga distancia.

3) Esta tecnología es extremadamente barata. Los transmisores y receptores de fabricación asiática son muy económicos.

4) Es extremadamente fácil casar su microcontrolador con los transmisores y los receptores. También puede comprar transmisores con microcontrolador incorporado.

Mi compañía hizo algo similar hace varias décadas pero se invirtió: era un sistema de llamadas de guardería para iglesias. Utilizamos un sistema de alarma de automóvil comercial de Radio Shack que envió un mensaje digital a un localizador remoto. Simplemente modificamos la parte de codificación del transmisor del sistema de alarma para que podamos resolver cualquier buscapersonas de un grupo de 200 paginadores.

Debido a que no tuvimos que modificar la parte de RF del transmisor del sistema de alarma, la certificación se mantuvo intacta. Esta fue una manera muy económica para que nuestra empresa construya estos sistemas.

Radio Shack fue de gran ayuda cuando diseñamos este sistema; nos permitieron comprar cientos de buscapersonas de la compañía que construyó el sistema de alarma para Radio Shack. Cada buscapersonas tenía un interruptor DIP interno para configurar el código de recepción.

Para What It Worth, este antiguo sistema de alarma usaba una frecuencia de bloqueo de cristal en la banda de radio de 27 MHz CB. El rango fue de varios km.

    
respondido por el Dwayne Reid
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Esta aplicación podría ser un buen ajuste para Blue Tooth Low Energy.

BLE fue diseñado desde el principio para controles remotos de potencia extremadamente baja como el suyo. Puede usar un AVR conectado a uno de los muchos chips BLE (lotes de TI ).

Pero es posible que desee considerar el uso de un módulo BLE ya diseñado. Estas cosas son fáciles de usar, muy baratas (menos de $ 10), funcionan durante años con una batería y son ubicuas. También es posible que con su aplicación simplemente pueda conectar los botones & Batería directamente al módulo y utilice el software preprogramado. Podrías tener un prototipo trabajando en menos de una hora.

Hay muchos escudos BLE bien diseñados y fáciles de usar para Arduino, pero la ventaja de usar BLE es que también puede usar cualquier teléfono móvil o tableta modernos para recibir y mostrar las transmisiones de los controles remotos. Puede obtener teléfonos compatibles con BLE con pantallas táctiles en color para no mucho más que un escudo Arduino + BLE. Esto podría llevar a una mejor interfaz de usuario y mucho menos tiempo de desarrollo.

El único problema potencial que puedo ver es el rango. 100m está un poco lejos para BLE usando esos pequeños módulos. Si realmente necesitas ese rango, hay soluciones. Intenta actualizar las antenas en los controles remotos y en los receptores. También puede agregar concentradores alrededor del espacio que recibe los mensajes BLE y retransmitirlos, por ejemplo, en una red Wifi. Estos podrían ser tan simples como un RaspberryPi con un dongle BLE barato .

Si va con BLE, eche un vistazo al servicio de difusión de publicidad. Es simple (los controles remotos solo envían datos a ciegas a intervalos periódicos) y pueden enviar pequeñas cantidades de datos (como el estado de un par de botones) de manera extremadamente eficiente.

    
respondido por el bigjosh

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