ເຄື່ອງສົ່ງແລະຜູ້ຮັບ RF ເຮັດວຽກຮ່ວມກັນເພື່ອສົ່ງຂໍ້ມູນຜ່ານຄື້ນວິທະຍຸ. ຜູ້ສົ່ງຈະເຂົ້າລະຫັດແລະສົ່ງສັນຍານ, ໃນຂະນະທີ່ຜູ້ຮັບຮັບເອົາແລະປ່ຽນຄືນເປັນຂໍ້ມູນທີ່ໃຊ້ໄດ້. ບົດຄວາມນີ້ອະທິບາຍເຖິງວິທີທີ່ module RF ເຮັດວຽກ, ຫມວດ, ການຫລັ່ງໄຫລຂອງສັນຍານ, ວິທີການປັບປ່ຽນ, ຂອບເຂດ, ຂອບເຂດການດໍາເນີນງານ, ໂປຣເເກຣມ, ການກວດສອບ ແລະ ຄວາມຜິດພາດທົ່ວໄປ.
ຄ1. RF Module ແລະ ຫນ້າທີ່ຂອງມັນກັບ Transmitter ແລະ Receiver
ຄ2. ແຜນຜັງຫມວດສົ່ງສຽງ RF
ຄ3. RF Receiver Circuit Diagram
ຄ4. RF transmitter ເມື່ອຈັດການ ແລະ ສົ່ງສັນຍານ
ຄ5. ຂະບວນການຟື້ນຟູສັນຍານພາຍໃນຜູ້ຮັບ RF
ຄ6. ເຕັກນິກການປັບປ່ຽນໃນເຄື່ອງສົ່ງແລະຜູ້ຮັບ RF
ຄ7. RF Frequency Bands ໃນລະບົບ TX / RX
ຄ8. ໂຄງສ້າງ RF Module ໃນລະບົບ Transmitter-Receiver
ຄ9. ການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງສົ່ງ ແລະ ຜູ້ຮັບ RF
ຄ10. ຄວາມຜິດພາດທົ່ວໄປເມື່ອຈັດການ RF transmitter ແລະ receiver modules
ຄ11. ສະຫລຸບ
ຄ12. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
RF Module ແລະ ຫນ້າທີ່ຂອງມັນກັບ Transmitter ແລະ Receiver
module RF ເປັນລະບົບຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ສົ່ງແລະຮັບຂໍ້ມູນໂດຍໃຊ້ຄື້ນວິທະຍຸລະຫວ່າງ 30 kHz ແລະ 300 GHz. ໃນການຈັດຕັ້ງຕາມປົກກະຕິ, module ເຮັດວຽກເປັນຄູ່: ເຄື່ອງສົ່ງ RF ທີ່ສົ່ງຂໍ້ມູນທີ່ເຂົ້າລະຫັດ ແລະ ຜູ້ຮັບ RF ທີ່ຈັບແລະແກ້ໄຂຂໍ້ມູນນັ້ນ.
module RF ພື້ນຖານສ່ວນຫຼາຍດໍາເນີນງານໃນ 433 MHz ແລະ ໃຊ້ Amplitude Shift Keying (ASK) ເພື່ອສົ່ງຂໍ້ມູນທາງດ້ານຄອມພິວເຕີແບບไร้สาย. ເຄື່ອງສົ່ງຈະປ່ຽນຂໍ້ມູນແບບຕໍ່ເນື່ອງເປັນສັນຍານ RF ແລະສົ່ງອອກຜ່ານເຄືອຂ່າຍທີ່ 1-10 Kbps. ຜູ້ ຮັບ ທີ່ ຖືກ ປັບ ໃຫ້ ເປັນ frequency ດຽວ ກັນ, ຈະ ຮັບ ເອົາ ສັນຍານ ທີ່ ສົ່ງ ໄປ ແລະ ຟື້ນ ຟູ ຂໍ້ ມູນ ເດີມ.
ການດໍາເນີນການທີ່ເປັນຄູ່ນີ້ນໍາໄປສູ່ວິທີທີ່ດ້ານຂອງຜູ້ສົ່ງຖືກຈັດຂຶ້ນໃນຫມວດທີ່ງ່າຍໆ.
RF Transmitter Circuit Diagram
HT12E ຮັບ ເອົາ ສັນຍານ input parallel (D0-D3) ແລະ ປ່ຽນ ມັນ ເປັນ output serial ທີ່ ມີ ລະຫັດ. ຂໍ້ ມູນ ທີ່ ມີ ລະຫັດ ນີ້ ຖືກ ສົ່ງ ຈາກ pin DOUT ໄປ ຫາ module ສົ່ງ RF, ຊຶ່ງ ຈາກ ນັ້ນ ຈະ ຖ່າຍ ທອດ ສັນຍານ ຜ່ານ antenna ທີ່ ຕິດ ຕໍ່ ກັນ.
module RF ໃຊ້ໄຟຟ້າ 3-12V ແລະທັງເຄື່ອງເຂົ້າຫນັງສືແລະโมดูลແບ່ງປັນພື້ນດິນດຽວກັນ. ຕ້ານທານ 1.1MΩ ທີ່ຕິດຕໍ່ກັບ pins oscillator ຂອງ HT12E ກໍານົດໂມງພາຍໃນທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບການເຂົ້າລະຫັດຂໍ້ມູນ. ເຂັມທີ່ຢູ່(A0–A7) ອະນຸຍາດໃຫ້ຄູ່ອຸປະກອນໂດຍການຕັ້ງທີ່ຢູ່ຂອງຜູ້ສົ່ງ-ຜູ້ຮັບທີ່ສອດຄ່ອງກັນ. ເມື່ອເປີດ pin TE, ຂໍ້ມູນທີ່ເຂົ້າລະຫັດຈະຖືກສົ່ງ.
RF Receiver Circuit Diagram
ແຜນທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນຫມວດຮັບເຄາະ RF ພື້ນຖານໂດຍໃຊ້โมดูล ASK RF ທີ່ຄູ່ກັບ IC decoder HT12D. module RF ຈັບສັນຍານທີ່ສົ່ງຜ່ານ antenna ຂອງມັນແລະສົ່ງຕໍ່ຂໍ້ມູນ demodulated ໄປຫາ pin DIN ຂອງ HT12D. ເຄື່ອງถอดรหัสຈະກວດເບິ່ງວ່າທີ່ຢູ່ທີ່ໄດ້ຮັບສອດຄ່ອງກັບການຕັ້ງຄ່າທີ່ຢູ່ຂອງມັນເອງຫຼືບໍ່ (A0–A7). ຖ້າທີ່ຢູ່ຖືກຕ້ອງ, chip ຈະເປີດ pins ອອກຂໍ້ມູນ (D0–D3) ໂດຍອີງຕາມຂໍ້ມູນທີ່ສົ່ງອອກມາ.
resistor 51KΩ ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ OSC1 ແລະ OSC2 ກໍານົດໂມງພາຍໃນຂອງ HT12D. ເມື່ອໄດ້ຮັບຂໍ້ມູນທີ່ຖືກຕ້ອງ, pin VT (Valid Transmission) ຈະສູງຂຶ້ນເພື່ອຢືນຢັນການແກ້ໄຂທີ່ສໍາເລັດ. ຫນຶ່ງໃນຂໍ້ມູນທີ່ອອກມາແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັບຂັ້ນຕອນຂອງຄົນຂັບລົດ transistor ໂດຍໃຊ້ transistor BC548 ເຊິ່ງປ່ຽນລະບົບ LED ຜ່ານ resistor 470Ω. ສິ່ງນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ LED ເປີດເມື່ອໃດກໍຕາມທີ່ໄດ້ຮັບສັນຍານຄວບຄຸມທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ. ຫມວດທັງຫມົດດໍາເນີນການດ້ວຍອຸປະກອນ 5V ເຊິ່ງໃຫ້ພະລັງທັງmodule receiver ແລະ decoder IC.
RF transmitter ເມື່ອຈັດການແລະສົ່ງສັນຍານ
| ເວທີ | ຫນ້າ ທີ່ |
|---|---|
| ການບັນທຶກຂໍ້ມູນ | ຮັບ ເອົາ ຂໍ້ ມູນ digital ຈາກ microcontroller ທີ່ ຈະ ສົ່ງ ໄປ. |
| Carrier Oscillator | ສ້າງ frequency ວິທະຍຸ ທີ່ ເປັນ ຜູ້ ຂົນ ສົ່ງ. |
| Modulator | ລວມຂໍ້ມູນກັບຜູ້ຂົນສົ່ງ (ASK, FSK, PSK, etc.). |
| ເຄື່ອງຂະຫຍາຍພະລັງງານ | ເພີ່ມ ຄວາມ ເຂັ້ມ ແຂງ ຂອງ ສັນຍານ ສໍາລັບ ໄລຍະ ທີ່ ຍາວ ນານ. |
| Antenna Output | ສ່ອງແສງສັນຍານ RF ໃຫ້ຜູ້ຮັບຈັບ. |
ຂະບວນການຟື້ນຟູສັນຍານພາຍໃນຜູ້ຮັບ RF
ຜູ້ຮັບ RF ເລີ່ມຕົ້ນຈາກ antenna, ຊຶ່ງເກັບສັນຍານ RF ທີ່ອ່ອນແອ. ເຄື່ອງ ຕອງ band-pass ຈະ ຮັກສາ ພຽງ ແຕ່ frequency ທີ່ ດໍາ ເນີນ ງານ ເທົ່າ ນັ້ນ. ເຄື່ອງ ຂະຫຍາຍ ສຽງ ດັງ ຕ່ໍາ ຈະ ເພີ່ມ ສັນຍານ ໂດຍ ບໍ່ ຕ້ອງ ເພີ່ມ ສຽງ ດັງ.
mixer ປ່ຽນສັນຍານໄປສູ່ຄວາມໄວທີ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ ແລະ demodulator ຈະເອົາຂໍ້ມູນຕົ້ນສະບັບອອກໂດຍການຖອດຖອນ carrier. ຜູ້ຮັບຄອມພິວເຕີອາດໃຊ້ການແກ້ໄຂຄວາມຜິດພາດກ່ອນຈະສົ່ງຂໍ້ມູນທີ່ສະອາດໄປສູ່ pin.
ເຕັກນິກການປັບປ່ຽນໃນເຄື່ອງສົ່ງແລະຜູ້ຮັບ RF
ການປັບປ່ຽນແບບ Analog
• AM (Amplitude Modulation): ປ່ຽນຄວາມສູງຂອງຄື້ນ.
• FM (Frequency Modulation): ປ່ຽນເລື້ອຍໆຂອງຄື້ນແລະຮັບມືກັບສຽງດັງໄດ້ດີຂຶ້ນ.
ການປັບປ່ຽນແບບ Digital
• ASK (Amplitude Shift Keying): ປ່ຽນລະຫວ່າງຂອບເຂດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ; ງ່າຍທີ່ຈະໃຊ້.
• FSK (Frequency Shift Keying): ປ່ຽນລະຫວ່າງความถี่ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ; ຫມັ້ນຄົງກວ່າ ASK.
• PSK (Phase Shift Keying): ປ່ຽນໄລຍະຂອງຄື້ນເພື່ອໃຫ້ຂໍ້ມູນທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ແລະໄວຂຶ້ນ.
• QAM (Quadrature Amplitude Modulation): ປ່ຽນແປງທັງຂອບເຂດແລະໄລຍະເພື່ອສະຫນັບສະຫນູນອັດຕາຂໍ້ມູນທີ່ສູງຫຼາຍ.
RF Frequency Bands ໃນລະບົບ TX / RX
| ພັກ | ໄລຍະความถี่ | ບົດບາດໃນລະບົບ TX/RX |
|---|---|---|
| LF / MF | kHz–MHz | ການເດີນທາງໄລຍະໄກ ແລະ ການສື່ສານຄວາມໄວຕໍ່າ |
| 315 / 433 MHz ISM | Sub-GHz | ສາຍສັ້ນສໍາລັບການຄວບຄຸມແບບไร้สายຂັ້ນພື້ນຖານ |
| 868 / 915 MHz ISM | Sub-GHz | ການສື່ສານ IoT ແລະ ການວັດແທກທາງໄກໄກ |
| 2.4 GHz ISM | GHz | ສາຍ ໂສ້ ທີ່ ໃຊ້ ກັນ ທົ່ວ ໄປ ເຊັ່ນ Bluetooth ແລະ Wi-Fi |
| 5.8 GHz ISM | GHz | ການຖ່າຍທອດແບບไร้สายແລະວິດີໂອຄວາມໄວສູງ |
ໂຄງສ້າງ RF Module ໃນລະບົບ Transmitter-Receiver
ລະບົບ RF ທີ່ບໍ່ແຍກກັນ
• ຜູ້ສົ່ງ ແລະ ຜູ້ຮັບຖືກສ້າງຂຶ້ນເປັນโมดูลທີ່ແຍກກັນ.
• ໃຊ້ເຄື່ອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ງ່າຍກວ່າ ເຊິ່ງມີລາຄາແພງຫຼາຍກວ່າ.
• ເຮັດວຽກໄດ້ດີສໍາລັບການເຊື່ອມຕໍ່ທາງດຽວແລະວຽກງານການຄວບຄຸມທາງໄກຂັ້ນພື້ນຖານ.
ເຄື່ອງສົ່ງ RF ທີ່ປະກອບເຂົ້າກັນ
• ລວມເອົາ oscillators, mixers, filters, amplifiers ແລະ digital logic ເຂົ້າກັນໃນຊິບດຽວ.
• ຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ, ຫມັ້ນຄົງ ແລະ ມີປະສິດທິພາບພະລັງງານຫຼາຍກວ່າ.
• ທໍາມະດາໃນ Wi-Fi, BLE, LoRa, Zigbee, NFC ແລະອຸປະກອນ IoT ທີ່ທັນສະໄຫມຫຼາຍຢ່າງ.
ການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງສົ່ງແລະຜູ້ຮັບ RF
ການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງສົ່ງ RF
• ການຄວບຄຸມທາງໄກແບບไร้สาย (ປະຕູຮ້ານລົດ, ປະຕູ, ຂອງຫຼິ້ນ)
• ສະຖານີ ວິທະຍຸ
• router Wi-Fi ສົ່ງສັນຍານຂໍ້ມູນ
• ອຸປະກອນ GPS ຊອກຫາສັນຍານສະຖານທີ່
• Walkie-talkies ແລະ ວິທະຍຸ portable
• Wireless sensor ໃນ ການ ຄວບ ຄຸມ ບ້ານ ເຮືອນ ແລະ ອຸດສະຫະ ກໍາ
• ອຸປະກອນ Bluetooth ສົ່ງຂໍ້ມູນໄລຍະສັ້ນ
• ກະແຈລົດສໍາລັບລ໊ອກແລະໄຂປະຕູ
ການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງຮັບ RF
• ວິທະຍຸ ທີ່ ຮັບ ການຖ່າຍ ທອດ AM / FM
• ອຸປະກອນ Wi-Fi ທີ່ຮັບຂໍ້ມູນຈາກ router
• ຫນ່ວຍ GPS ທີ່ ຮັບ ສັນຍານ ຈາກ ດາວ ທຽມ
• ຂອງ ຫລິ້ນ ທີ່ ຄວບ ຄຸມ ຈາກ ຫ່າງ ໄກ ໄດ້ ຮັບ ສັນຍານ ຂັບ ລົດ ແລະ ຄວາມ ໄວ
• ລະບົບ ບ້ານ ທີ່ ສະຫລາດ ກໍາລັງ ຮັບ ການ ປັບປຸງ sensor
• ຫູ Bluetooth ກໍາລັງຮັບຂໍ້ມູນສຽງ
• ລະບົບ ຄວາມ ປອດ ໄພ ໄດ້ ຮັບ ການ ເຕືອນ ຈາກ sensor wireless
• ລະບົບເຂົ້າລົດໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ກະແຈກໍາລັງໄດ້ຮັບຄໍາສັ່ງເປີດ
ຄວາມຜິດພາດທົ່ວໄປເມື່ອຈັດການ RF transmitter ແລະ receiver modules
| ຄວາມຜິດພາດ | ຄໍາອະທິບາຍ |
|---|---|
| ความถี่ທີ່ບໍ່ສອດຄ່ອງກັນ | ການໃຊ້ຫນ່ວຍສົ່ງແລະຮັບທີ່ບໍ່ແບ່ງປັນຄວາມໄວໃນການດໍາເນີນງານດຽວກັນ |
| ການວາງ antenna ບໍ່ດີ | ການ ວາງ antenna ໄວ້ ໃກ້ ໂລຫະ ຫລື ຢູ່ ໃນ ຕູ້ ປິດ ທີ່ ເຮັດ ໃຫ້ ສັນຍານ ອ່ອນ ແອ |
| ບໍ່ມີລະບົບພື້ນດິນ | ການຂ້າມແບບແຜນຂອງພື້ນດິນທີ່ເຫມາະສົມເພື່ອສະຫນັບສະຫນູນການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງ |
| ແຫຼ່ງໄຟຟ້າທີ່ມີສຽງດັງ | ການໃຫ້ກໍາລັງວັງຊາ module ດ້ວຍອຸປະກອນທີ່ສ້າງສຽງໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ |
| ລະດັບแรงดันຜິດ | ການນໍາໃຊ້ລະດັບแรงดันທີ່ບໍ່ເຫມາະສົມກັບເຄື່ອງສົ່ງ |
| Module ໃກ້ຊິດເກີນໄປ | ການວາງຫນ່ວຍໃກ້ໆຈົນຜູ້ຮັບຮູ້ສຶກຫນັກຫນ່ວງ |
| ຂາດເຄື່ອງຕອງ | ການປະຖິ້ມເຄື່ອງຕອງໃນພື້ນທີ່ທີ່ມີການແຊກແຊງຮຸນແຮງ |
ການສະຫລຸບ
ເຄື່ອງສົ່ງແລະຜູ້ຮັບ RF ປະກອບເປັນສາຍໂສ້ທີ່ຄົບຖ້ວນໂດຍການສ້າງ, ສົ່ງ ແລະ ສ້າງສັນຍານວິທະຍຸຄືນໃຫມ່. ປະສິດທິພາບຂອງມັນຂຶ້ນຢູ່ກັບປະເພດການປັບປ່ຽນ, ຂອບເຂດความถี่, ການອອກແບບຫມວດ ແລະ ສະພາບການເຮັດວຽກ. ການຮູ້ວ່າພາກສ່ວນເຫຼົ່ານີ້ປະພຶດແນວໃດ ພ້ອມກັບບັນຫາທົ່ວໄປເຊັ່ນ antennas ອ່ອນແອ, ສຽງດັງ, ຫຼື frequency ທີ່ບໍ່ສອດຄ່ອງກັນ, ຊ່ວຍໃຫ້ການສື່ສານ RF ຫມັ້ນຄົງແລະໄວ້ວາງໃຈໄດ້.
ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
ອັນໃດມີຜົນກະທົບຕໍ່ຂອບເຂດສູງສຸດຂອງโมดูล RF?
ຂອບ ເຂດ ແມ່ນ ຂຶ້ນ ຢູ່ ກັບ ຜົນ ປະ ໂຫຍດ ຂອງ antenna, ອຸປະສັກ, ລະດັບ ສຽງ ຂອງ ຜູ້ ຮັບ ແລະ ຂໍ້ ຈໍາກັດ ຂອງ ພະລັງ ທີ່ ຖືກຕ້ອງ ຕາມ ກົດຫມາຍ. ພື້ນທີ່ເປີດກວ້າງໃຫ້ໄລຍະຍາວກວ່າ, ໃນຂະນະທີ່ຝາແລະໂລຫະລົດລົງ.
module RF ຈໍາເປັນຕ້ອງມີສາຍຕາບໍ?
ບໍ່ ແມ່ນ ສະ ເຫມີ. frequency ທີ່ ຕ່ໍາ ກວ່າ ຈະ ຜ່ານ ຝາ ໄດ້ ດີກວ່າ, ແຕ່ ດິນ ເປ ຕັງ, ໂລຫະ, ຫລື ວັດຖຸ ທີ່ ຫນາ ແຫນ້ນ ສາມາດ ກີດ ກັນ ຫລື ເຮັດ ໃຫ້ ສັນຍານ ອ່ອນ ແອ ລົງ.
ອຸນຫະພູມປ່ຽນແປງປະສິດທິພາບ RF ບໍ?
ແມ່ນແລ້ວ. ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງความถี่, ເພີ່ມສຽງດັງ, ແລະ ຄວາມຮູ້ສຶກຫນ້ອຍລົງ, ຊຶ່ງສາມາດເຮັດໃຫ້ຂອບເຂດທີ່ມີປະສິດທິພາບສັ້ນລົງ.
RF ຫຼາຍຄູ່ສາມາດເຮັດວຽກໃນພື້ນທີ່ດຽວກັນໄດ້ບໍ?
ແມ່ນ ແລ້ວ, ແຕ່ ເຂົາ ເຈົ້າ ຕ້ອງ ມີ ຊ່ອງ ທາງ ທີ່ ແຕກ ຕ່າງ ກັນ, ຊ່ອງ ວ່າງ ຫລື address ທີ່ ແຕກ ຕ່າງ ກັນ ເພື່ອ ຫລີກ ເວັ້ນ ຈາກ ການ ລົບ ກວນ. ລະບົບ frequency-hopping ຮັບມືກັບເລື່ອງນີ້ໄດ້ດີກວ່າ.
antenna ຊະນິດໃດທີ່ເຮັດວຽກໄດ້ດີທີ່ສຸດສໍາລັບ module RF ທີ່ງ່າຍໆ?
ເຄືອຂ່າຍສີ່ຄື້ນຫຼືເຄິ່ງຄື້ນເຮັດວຽກໄດ້ດີເມື່ອຄວາມຍາວຂອງມັນສອດຄ່ອງກັບຄວາມໄວຂອງການດໍາເນີນງານຂອງ module.
ເປັນຫຍັງການປ້ອງກັນຈຶ່ງເປັນປະໂຫຍດໃນຫມວດ RF?
ການປ້ອງກັນລົດສຽງດັງແລະປ້ອງກັນການແຊກແຊງຈາກເຄື່ອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ຢູ່ໃກ້ໆ, ຊ່ວຍໃຫ້moduleຮັກສາສັນຍານທີ່ຫມັ້ນຄົງ.