Взаимодействие радиочастотного модуля 433 МГц с stm32f103c8

Создание беспроводных проектов со встроенной электроникой становится очень важным и полезным, поскольку нет перепутанных проводов, что делает устройство более удобным и портативным. Существуют различные беспроводные технологии, такие как Bluetooth, WiFi, 433 МГц RF (радиочастота) и т. Д. Каждая технология имеет свои преимущества и недостатки, такие как стоимость, расстояние или передача диапазона, скорость или пропускная способность и т. Д. Сегодня мы будем использовать RF-модуль с STM32. для отправки и получения данных по беспроводной сети. Если вы новичок в микроконтроллере STM32, начните с мигающего светодиода с STM32, используя Arduino IDE, и проверьте все другие проекты STM32 здесь.

Помимо этого, мы также использовали беспроводной модуль RF 433Mhz с другими микроконтроллерами для создания некоторых проектов с беспроводным управлением, таких как:

• Бытовая техника с радиочастотным управлением
• Радиочастотные светодиоды с дистанционным управлением с использованием Raspberry Pi
• RF управляемый робот
• Взаимодействие радиочастотного модуля с Arduino
• Связь PIC с PIC с использованием радиочастотного модуля

Здесь мы будем сопрягать радиомодуль 433 МГц с микроконтроллером STM32F103C8. Проект разделен на две части. Передатчик будет сопряжен с STM32 и приемник будет сопряжен с Arduino UNO. Как передающей, так и принимающей части будут разные принципиальные схемы и эскизы.

В этом руководстве РЧ-передатчик отправляет два значения на сторону приемника: расстояние, измеренное с помощью ультразвукового датчика, и значение АЦП потенциометра (от 0 до 4096), которое отображается как число от (0 до 100). РЧ приемник из Arduino принимает оба значения и печатает эти расстояния и количество значений в 16x2 ЖК - дисплей по беспроводной сети.

Необходимые компоненты

• Микроконтроллер STM32F103C8
• Arduino UNO
• Радиочастотный передатчик и приемник 433 МГц
• Ультразвуковой датчик (HC-SR04)
• ЖК-дисплей 16x2
• Потенциометр 10k
• Макетная плата
• Подключение проводов

433 МГц RF передатчик и модуль приемника)

Распиновка передатчика RF:

Радиочастотный передатчик 433 МГц	Описание контакта
МУРАВЕЙ	Для подключения антенны
GND	GND
VDD	От 3,3 до 5 В
ДАННЫЕ	Здесь представлены данные для передачи на приемник.

Распиновка радиочастотного приемника:

433 МГц RF приемник	ИСПОЛЬЗОВАТЬ
МУРАВЕЙ	Для подключения антенны
GND	GND
VDD	От 3,3 до 5 В
ДАННЫЕ	Данные, которые должны быть получены от передатчика
CE / DO	Это также контакт данных

Технические характеристики модуля 433 МГц:

• Рабочее напряжение приемника: от 3 до 5 В
• Рабочее напряжение передатчика: от 3 до 5 В
• Рабочая частота: 433 МГц
• Расстояние передачи: от 3 метров (без антенны) до 100 метров (максимум)
• Техника модуляции: ASK (амплитудная манипуляция)
• Скорость передачи данных: 10 Кбит / с

Схема передатчика RF с STM32F103C8

Цепные соединения между РЧ-передатчиком и STM32F103C8:

STM32F103C8	RF передатчик
5В	VDD
GND	GND
PA10	ДАННЫЕ
NC	МУРАВЕЙ

Цепные соединения между ультразвуковым датчиком и STM32F103C8:

STM32F103C8	Ультразвуковой датчик (HC-SR04)
5В	VCC
PB1	Триггер
PB0	Эхо
GND	GND

10k потенциометр соединен с STM32F103C8 для обеспечения ввода аналогового значения (от 0 до 3,3 В) к АЦП контактного PA0 из STM32.

Принципиальная схема радиоприемника с Arduino Uno

Цепные соединения между RF-приемником и Arduino UNO:

Arduino UNO	Приемник RF
5В	VDD
GND	GND
11	ДАННЫЕ
NC	МУРАВЕЙ

Цепные соединения между ЖК-дисплеем 16x2 и Arduino UNO:

Имя вывода ЖК-дисплея	Имя вывода Arduino UNO
Земля (Gnd)	Земля (G)
VCC	5В
VEE	Штифт из центра потенциометра для контраста
Выбрать регистр (RS)	2
Чтение / запись (RW)	Земля (G)
Включить (EN)	3
Бит данных 4 (DB4)	4
Бит данных 5 (DB5)	5
Бит данных 6 (DB6)	6
Бит данных 7 (DB7)	7
Светодиод Положительный	5В
Светодиод отрицательный	Земля (G)

Кодирование будет кратко объяснено ниже. Эскиз будет состоять из двух частей: первая часть будет передатчиком, а другая - приемником. Все файлы скетчей и рабочие видео будут предоставлены в конце этого урока. Чтобы узнать больше о взаимодействии RF-модуля с Arduino Uno, перейдите по ссылке.

Программирование STM32F103C8 для беспроводной передачи RF

STM32F103C8 можно запрограммировать с помощью Arduino IDE. Программатор FTDI или ST-Link не требуется для загрузки кода в STM32F103C8. Просто подключитесь к ПК через USB-порт STM32 и начните программировать с помощью ARDUINO IDE. Вы можете научиться программированию STM32 в среде Arduino IDE, перейдя по ссылке.

В секции передатчика расстояние до объекта в «см» измеряется с помощью ультразвукового датчика, а числовое значение от (0 до 100) устанавливается с помощью потенциометра, который передается через RF-передатчик, связанный с STM32.

Сначала включена библиотека Radiohead, ее можно скачать отсюда. Поскольку эта библиотека использует ASK (метод амплитудной манипуляции) для передачи и приема данных. Это делает программирование очень простым. Вы можете включить библиотеку в эскиз, перейдя в Sketch-> include library-> Add.zip library.

#включают

Как и в этом руководстве, на стороне передатчика ультразвуковой датчик используется для измерения расстояния, поэтому определяются триггерные и эхо-контакты.

#define trigPin PB1 #define echoPin PB0

Затем имя объекта для библиотеки RH_ASK устанавливается как rf_driver с такими параметрами, как скорость (2000), вывод RX (PA9) и вывод TX (PA10).

RH_ASK rf_driver (2000, PA9, PA10);

Затем объявляются переменные Strings, необходимые в этой программе.

Строка transfer_number; Строка transfer_distance; Передача строки;

Затем в void setup () инициализируется объект для RH_ASK rf_driver.

rf_driver.init ();

После этого вывод триггера устанавливается как вывод OUTPUT, а PA0 (соединенный с потенциометром) и вывод эха устанавливается как вывод INPUT. Последовательная связь начинается со скоростью 9600 бод.

Serial.begin (9600); pinMode (PA0, ВХОД); pinMode (echoPin, ВХОД); pinMode (trigPin, ВЫХОД);

Затем в пустом цикле () сначала значение потенциометра, которое является входным аналоговым напряжением, преобразуется в цифровое значение (находится значение АЦП). Поскольку АЦП STM32 имеет 12-битное разрешение. Таким образом, цифровое значение изменяется от (0 до 4096), которое отображается в (от 0 до 100).

int analoginput = analogRead (PA0); int pwmvalue = map (аналоговый вход, 0,4095,0,100);

Затем расстояние измеряется с помощью ультразвукового датчика путем установки триггера на высокий и низкий уровень с задержкой в ​​2 микросекунды.

digitalWrite (trigPin, LOW); delayMicroseconds (2); digitalWrite (trigPin, HIGH); delayMicroseconds (10); digitalWrite (trigPin, LOW);

Эхо-контакт воспринимает отраженную волну обратно, то есть время, в течение которого инициированная волна отражается обратно, используется при вычислении расстояния до объекта по формуле. Узнайте больше о том, как ультразвуковой датчик рассчитывает расстояние, перейдя по ссылке.

длинная продолжительность = pulseIn (echoPin, HIGH); расстояние плавания = продолжительность * 0,034 / 2;

Теперь и количество данных, и измеренное расстояние преобразуются в строковые данные и сохраняются в соответствующих строковых переменных.

номер_передачи = Строка (значение pwm); transfer_distance = строка (расстояние);

Обе строки добавляются как одна строка и сохраняются в строке, называемой передачей, а запятая «,» используется для разделения двух строк.

передача = скорость_передачи + "," + расстояние_передачи;

Строка передачи преобразуется в массив символов.

const char * msg = transfer.c_str ();

Данные передаются и ждут, пока они не будут отправлены.

rf_driver.send ((uint8_t *) сообщение, strlen (сообщение)); rf_driver.waitPacketSent ();

Отправленные строковые данные также отображаются в Serial Monitor.

Serial.println (сообщение);

Программирование Arduino UNO в качестве радиоприемника

Arduino UNO программируется с использованием Arduino IDE. В секции приемника данные, которые передаются из секции передатчика и принимаются модулем радиочастотного приемника, а также полученные строковые данные разделяются на соответствующие данные (расстояние и число) и отображаются на ЖК-дисплее 16x2.

Вкратце рассмотрим кодировку приемника:

Как и в разделе передатчиков, сначала включена библиотека RadiohHead. Поскольку эта библиотека использует ASK (метод амплитудной манипуляции) для передачи и приема данных. Это делает программирование очень простым.

#включают

Поскольку здесь используется ЖК-дисплей, также включена библиотека жидких кристаллов.

#включают

И контакты ЖК-дисплея 16x2, подключенные к Arduino UNO, указаны и объявлены с использованием lcd как объекта.

ЖК-дисплей LiquidCrystal (2,3,4,5,6,7);

Затем объявляются переменные данных String для хранения строковых данных.

Строка str_receive; Строка str_number; Строка str_distance;

Объявлен объект для библиотеки Radiohead.

RH_ASK rf;

Теперь в настройке void () ЖК-дисплей установлен в режим 16x2, и приветственное сообщение отображается и очищается.

lcd.begin (16,2); lcd.print ("ДАЙДЖЕСТ ЦЕПИ"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print («РФ с STM32»); задержка (5000); lcd.clear ();

После этого инициализируется объект RF .

rf.init ();

Теперь в void loop () объявляется массив buf с размером 7. Поскольку данные, отправленные от передатчика, имеют 7, включая «,». Итак, измените это в соответствии с данными, которые должны быть переданы.

uint8_t buf; uint8_t buflen = sizeof (buf);

Если строка доступна в модуле РЧ-приемника, функция if проверяет размер и выполняет. Rf.recv () используется для приема данных.

если (rf.recv (buf, & buflen))

ЬиЙ имеют полученную строку так, то полученные строки хранятся в str_receive переменной строки.

str_receive = Строка ((char *) buf);

Этот цикл for используется для разделения полученной строки на две, если он обнаруживает ',' между двумя строками.

for (int i = 0; i <str_receive.length (); i ++) { if (str_receive.substring (i, i + 1) == ",") { str_number = str_receive.substring (0, i); str_distance = str_receive.substring (i + 1); сломать; }

Объявляются два массива символов для двух значений, а строка, разделенная на две части, сохраняется в уважаемом массиве путем преобразования строки в массив символов.

char numberstring; char distancestring; str_distance.toCharArray (Distancestring, 3); str_number.toCharArray (числовая строка, 3);

После этого преобразуйте массив символов в целое число с помощью atoi ()

int distance = atoi (строка расстояния); int number = atoi (числовая строка);

После преобразования в целые числа значения расстояния и числа отображаются на ЖК-дисплее 16x2.

lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("Число:"); lcd.print (номер); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("Расстояние:"); lcd.print (расстояние); lcd.print ("см");

После загрузки обоих кодов, то есть передатчика и приемника, в STM32 и Arduino UNO соответственно, данные, такие как число и расстояние до объекта, измеренные с помощью STM32, передаются на РЧ-приемник через РЧ-передатчик, а полученные значения отображаются на ЖК-дисплее по беспроводной связи.

Тестирование передатчика и приемника RF на базе STM 32

1. Когда номер равен 0, а расстояние до объекта 6 см.

2. Когда номер 47 и расстояние до объекта 3 см.