Arduino – передача данных по радиоканалу на частоте 433.920 МГц

В этой статье я постараюсь подробно описать процесс организации передачи данных между контролерами Arduino по радиоканалу с использованием передатчика MX-F01 и приемника MX-RM-5V.

Эти модули планирую использовать в своей умной метеостанции, чтобы избавиться от лишних проводов.

Для начала, давайте познакомимся с железом.

Технические характеристики передатчик MX-F01

• Напряжение питания: 3-12 В
• Ток потребления в режиме ожидания: 0 мА
• Ток потребления в режиме передачи: 20-28 мА
• Рабочая частота: 433.920 МГц (Есть на частоту 315 МГц)
• Выходная мощность передатчика: 40 мВт
• Дальность передачи: до 500 м в зоне прямой видимости с дополнительной антенной длинной 17,5, 35 или 70 см
• Тип модуляции: амплитудная
• Температурный диапазон: –10…+70 °C
• Размеры: 19х19х8 мм

Назначение выводов передатчика MX-F01

• ATAD - данные
• VCC - питание "+"
• GND - питание "-"
• ANT - антенна

Технические характеристики приемника MX-RM-5V

• Напряжение питания: 5 В
• Ток потребления: 4 мА
• Рабочая частота: 433.920 МГц (Есть на частоту 315 МГц)
• Размеры: 30х14х7 мм

Назначение выводов приемника MX-RM-5V

• GND - питание "-"
• DATA - данные
• VCC - питание "+"
• ANT - антенна

Базовую информацию получили – пора приступать к практической части.

Подключение передатчика MX-F01 к Arduino

Для управления передатчиком MX-F01 я буду использовать Arduino Mega 2560.

Приступим к подключению:

• ATAD на MX-F01 подключаем к 12 дискретному выводу Arduino Mega 2560
• VCC на MX-F01 подключаем к +5V Arduino Mega 2560
• GND на MX-F01 подключаем к GND Arduino Mega 2560
• ANT на MX-F01 к антенне в виде куска провода длинной 17,5, 35 или 70 см (я пока антенну не припаивал)

Подключение приемника MX-RM-5V к Arduino

Для управления приемником я буду использовать Arduino Nano ATmega328.

• DATA на MX-RM-5V подключаем к 12 дискретному выводу Arduino Nano ATmega328
• VCC на MX-RM-5Vподключаем к +5V Arduino Nano ATmega328
• GND на MX-RM-5V подключаем к GND Arduino Nano ATmega328
• ANT на MX-RM-5V к антенне в виде куска провода длинной 17,5, 35 или 70 см (я пока антенну не припаивал)

Библиотека VirtualWire

Чтобы упростить написания кода для работы с радиомодулями, была создана библиотека: VirtualWire.

VirtualWire.rar (17,3 KiB, 5 961 hits)

Распакуйте содержимое архива в папку /libraries/, которая находится в каталоге среды разработки Arduino.

Примеры кода для работы с передатчиком MX-F01 с использованием библиотеки VirtualWire

Пример 1

Данный скетч будет отправлять раз в секунду сообщение "Hello World". Для наглядности, в начале передачи будет загораться светодиод, а после окончания – гаснуть.

#include <VirtualWire.h>

const int led_pin = 13; // Пин светодиода
const int transmit_pin = 12; // Пин подключения передатчика

void setup()
{
vw_set_tx_pin(transmit_pin);
vw_setup(2000);       // Скорость передачи (Бит в секунду)
pinMode(led_pin, OUTPUT);
}

void loop()
{
const char *msg = "Hello World"; // Передаваемое сообщение
digitalWrite(led_pin, HIGH); // Зажигаем светодиод в начале передачи
vw_send((uint8_t *)msg, strlen(msg)); // Отправка сообщения
vw_wait_tx(); // Ожидаем окончания отправки сообщения
digitalWrite(led_pin, LOW); // Гасим светодиод в конце передачи
delay(1000); // Пауза 1 секунда
}

Пример 2

Данный скетч будет отправлять раз в секунду сообщение, которое содержит количество миллисекунд, прошедшее с момента начала выполнения текущей программы. Для наглядности, в начале передачи будет загораться светодиод, а после окончания – гаснуть.

#include <VirtualWire.h>

const int led_pin = 13; // Пин светодиода
const int transmit_pin = 12; // Пин подключения передатчика

void setup()
{
vw_set_tx_pin(transmit_pin);
vw_setup(2000);       // Скорость передачи (Бит в секунду)
pinMode(led_pin, OUTPUT);
}

void loop()
{
digitalWrite(led_pin, HIGH); // Зажигаем светодиод в начале передачи

String millisresult = String(millis()); // Присваиваем переменной значение, равное количеству миллисекунд с момента начала выполнения текущей программы
char msg[14];
millisresult.toCharArray(msg, 14);

vw_send((uint8_t *)msg, strlen(msg)); // Отправка сообщения
vw_wait_tx(); // Ожидаем окончания отправки сообщения
digitalWrite(led_pin, LOW); // Гасим светодиод в конце передачи
delay(1000); // Пауза 1 секунда
}

Пример кода для работы с приемником MX-RM-5V с использованием библиотеки VirtualWire

#include <VirtualWire.h>

byte message[VW_MAX_MESSAGE_LEN]; // Буфер для хранения принимаемых данных
byte messageLength = VW_MAX_MESSAGE_LEN; // Размер сообщения

const int led_pin = 13; // Пин светодиода
const int receiver_pin = 12; // Пин подключения приемника

void setup()
{
Serial.begin(9600); // Скорость передачиданных
Serial.println("MX-RM-5V is ready");
vw_set_rx_pin(receiver_pin); // Пин подключения приемника

vw_setup(2000); // Скорость передачи данных (бит в секунду)
vw_rx_start(); // Активация применика
}
void loop()
{
if (vw_get_message(message, &messageLength)) // Если есть данные..
{
digitalWrite(led_pin, HIGH); // Зажигаем светодиод в начале приема пакета
for (int i = 0; i < messageLength; i++)
{
Serial.write(message[i]); // выводим их в одной строке
}
Serial.println();
digitalWrite(led_pin, LOW); // Гасим светодиод в конце
}
}

Результат работы

Для “Пример 1” кода передатчика

Для “Пример 2” кода передатчика

Не забудьте припаять антенны, а то без них дальность передачи будет всего несколько сантиметров.

На этом пока все.

P.S.

Частота 433.920 МГц выделена для работы маломощных цифровых передатчиков таких как: радиобрелки автосигнализаций, брелки управления шлагбаумами на стоянках и другие подобные системы.