Aumento del alcance del módulo de RF mediante antena y aumento de la potencia de transmisión (Parte 5/23)

Los entusiastas de la electrónica utilizan ampliamente los módulos de RF. También se utilizan en una gran cantidad de productos de electrónica de consumo. Estos módulos se utilizan para la transmisión inalámbrica de datos y para implementar sistemas de control remoto. El módulo RF de 434 MHz es el módulo más utilizado disponible en el mercado. Estos módulos son capaces de transmitir datos de 4 bits a la vez a una velocidad de datos de 1 Kbps a 10 Kbps. Aprenda sobre la transmisión de RF y la configuración básica de los módulos transmisores y receptores de RF.

El rango operativo típico de los módulos RF de 434 MHz es de entre 50 y 80 metros. El rango operativo del módulo de RF se puede aumentar considerablemente conectando antenas externas al transmisor y receptor de RF. Conozca el efecto único de conectar una antena de tamaño estándar en el rango operativo del módulo de RF.

El alcance del módulo de RF se puede aumentar aún más aumentando la potencia de transmisión de las antenas. Este proyecto es una demostración del aumento del rango operativo del módulo de RF aumentando la potencia de transmisión después de que las antenas de tamaño estándar, según la teoría de la antena, ya estén conectadas a las secciones del transmisor y del receptor.

Componentes necesarios

Sr. no. Nombre del componente Cantidad necesaria.
1 Módulo de transmisión RF (434 MHz) 1
dos Módulo de recepción de RF (434 MHz) 1
3 HT12E 1
4 HT12D 1
5 CONDUJO 5
6 Resistencia – 1KΩ (un cuarto de vatio) 8
7 Resistencia – 1MΩ (un cuarto de vatio) 1
8 Resistencia – 50 KΩ (un cuarto de vatio) 1
9 presionar el botón 4
10 Batería – 9V 4
11 Tabla de pan dos
12 Cables de conexión

Diagrama de blocos do transmissor e receptor RF

Fig. 1: Diagrama de bloques del transmisor y receptor de RF

Conexiones de circuito

Las conexiones de los circuitos se realizan según se especifica en las hojas de datos del módulo de RF y los circuitos integrados del codificador y decodificador. Además de la configuración básica, las antenas de 17,25 cm de altura están conectadas a las secciones de receptor y transmisor. Tanto el codificador HT12E como el decodificador IC HT12D están conectados para tener la dirección 0x00. El pin 14 del codificador IC está conectado a tierra para permitir una transmisión de señal ininterrumpida. Los interruptores de encendido se utilizan en los pines de datos del codificador IC para cambiar los bits de datos en el rango de 0x1 a 0xF en cada lectura.

En la sección del receptor, los LED están conectados a los pines de datos del decodificador IC para obtener una señal visual del cambio en los bits de datos transmitidos y recibidos. Los LED están conectados entre los pines de datos y tierra con resistencias pull-up de 1K ohmios en serie. Esta configuración de circuito permite que los LED se enciendan cuando reciben un bit ALTO y se apaguen cuando reciben un bit BAJO.

Protótipo de transmissor RF

Fig. 2: Prototipo de transmisor de RF

Las antenas de 17,25 cm de altura están conectadas al pin 4 del transmisor de RF en la sección del transmisor y al pin 8 del receptor de RF en la sección del receptor. Los circuitos funcionan con baterías de 9V. En la primera y segunda fase del experimento, se utilizan baterías individuales de 9 V para alimentar los circuitos. En la tercera fase del experimento, se conectan dos baterías de 9V en paralelo para suministrar energía a ambos circuitos. En la cuarta y última fase del experimento, se conectan dos baterías de 9 V en serie para suministrar energía a ambos circuitos.

Las antenas son cables individuales cortados en longitudes de 17,25 cm, que es un cuarto de la longitud de onda de la onda portadora del módulo de RF de 434 MHz.

Cómo funciona el circuito

El experimento se lleva a cabo en cuatro fases. Primero, se prueba el alcance del módulo de RF sin antena. El módulo se lleva a un lugar abierto donde se puede medir la distancia recta entre el transmisor y el receptor usando una cinta. La distancia entre el transmisor y el receptor se mantiene en 10 metros y el bit de datos se cambia para probar la recepción de la señal en la sección del receptor. La distancia aumenta en 10 metros en cada prueba posterior y la prueba se detiene cuando no se refleja ningún cambio en el bit de datos en la sección de recepción después de una cierta distancia. En la primera fase, cuando el módulo RF se utiliza sin antena, el rango operativo del módulo RF es de 68 metros.

En la segunda fase, se conectan antenas de altura estándar, es decir, 17,25 cm, a las secciones del transmisor y del receptor y ambas secciones funcionan con baterías individuales de 9 V. El alcance del módulo de RF se prueba nuevamente aumentando la distancia entre el transmisor y el receptor en incrementos de 10 metros y luego hasta una lectura precisa en incrementos de 1 metro y luego cambiando el bit de datos para probar en cada paso. En la segunda fase, cuando se conectan antenas externas y la transmisión de energía se mantiene constante a 9 V, el rango operativo extendido del módulo de RF es de 150 metros.

Protótipo de receptor RF

Fig. 3: Prototipo de receptor de RF

En la tercera fase, la alimentación de los circuitos transmisor y receptor se sustituye por dos baterías de 9V conectadas en paralelo a cada tramo. Cuando se conectan baterías en paralelo, la corriente suministrada al circuito y a las antenas aumenta, pero el voltaje de suministro cae a la mitad, a 4,5 V. Debido a la reducción del voltaje de suministro, se reduce la transmisión de energía a los circuitos y antenas y también se reduce el rango operativo del módulo de RF. En la tercera fase, cuando las baterías conectadas en paralelo suministran energía a las secciones del transmisor y del receptor, el alcance operativo del módulo es de 100 metros.

En la cuarta fase, las secciones transmisora ​​y receptora se alimentan con dos baterías de 9V conectadas en serie cada una. Conectar las baterías en serie mantiene la misma corriente suministrada a los circuitos y antenas, pero duplica la tensión de alimentación a 18V. Debido al aumento de la tensión de alimentación, aumenta la transmisión de potencia a las antenas y también aumenta el rango operativo del módulo de RF. En la cuarta y última fase del experimento, cuando las baterías conectadas en serie alimentan ambas secciones, el rango operativo del módulo de RF aumenta a 300 metros.

El. Alimentación constante sin antena (9V) 68 metros
B. Alimentación constante con antena (9V + antena) 150m
w. Fuente de alimentación variable sin antena (dos baterías de 9V en paralelo) 100m
d. Fuente de Alimentación Variable con Antena (Dos Baterías de 9V en paralelo + Antena) 300m

El experimento muestra que la transmisión de energía a las antenas se puede aumentar aumentando la tensión de alimentación. El rango operativo del módulo RF es directamente proporcional a la transmisión de potencia. Se puede duplicar duplicando el voltaje de suministro.

Diagramas de circuito

Diagrama de circuito-RF-Transmisor-Receptor-Alcance aumentado-Antena-Potencia de transmisión más alta

contenido relacionado

Regresar al blog

Deja un comentario

Ten en cuenta que los comentarios deben aprobarse antes de que se publiquen.