Бытовая техника с радиочастотным управлением

Домашняя автоматизация всегда была горячей темой для изучения или работы. Это действительно здорово - управлять приборами переменного тока по беспроводной сети. Есть много способов сделать это, и воображение - предел. В этом проекте мы изучим самый простой и легкий способ создания проекта беспроводной домашней автоматизации, в котором мы можем переключать нагрузки переменного тока с помощью радиочастотного передатчика и модуля приемника 433 МГц. В этом проекте нет микроконтроллера; следовательно, программирование не требуется, и его можно разработать на макетной плате. Звучит просто! Итак, давайте построим это.

Ранее мы рассмотрели множество типов домашней автоматизации с использованием различных технологий и микроконтроллеров, таких как:

• Домашняя автоматизация на основе DTMF
• Домашняя автоматизация на базе GSM с использованием Arduino
• Домашняя автоматизация под управлением ПК с использованием Arduino
• Домашняя автоматизация с управлением по Bluetooth с использованием 8051
• Домашняя автоматизация с дистанционным ИК-управлением с использованием Arduino
• проект домашней автоматизации с использованием MATLAB и Arduino
• Радиочастотные светодиоды с дистанционным управлением с использованием Raspberry Pi
• Автоматизация дома под управлением смартфона с использованием Arduino
• Домашняя автоматизация с голосовым управлением с помощью ESP8266 и приложения для Android

Материалы, необходимые для проекта бытовой техники, контролируемого РФ:

1. Передатчик и приемник RF 433 МГц
2. HT12D декодер IC
3. HT12E кодировщик IC
4. Релейный модуль 5 В (2 шт.)
5. Нажмите на выключатель Push Off (2 шт.)
6. Резистор 1 МОм, 47 кОм
7. 7805 Регулятор напряжения
8. Батарея 9 В (2 шт.)
9. Хлебная доска (2 шт.)
10. Соединительный провод

Модуль передатчика и приемника RF 433 МГц:

Прежде чем приступить к проекту, позвольте мне кратко рассказать об этих радиочастотных модулях. Термин RF означает « Радиочастота ». Модуль радиочастотного приемопередатчика всегда будет работать в паре, то есть ему необходимы передатчик и приемник для отправки и отправки данных. Передатчик может только посылать информацию, а получатель - и только получать ее, поэтому данные всегда можно отправлять с одного конца на другой, а не наоборот.

Модуль передатчика состоит из трех контактов, а именно Vcc, Din и земли, как показано выше. Вывод Vcc имеет широкий диапазон входного напряжения от 3 В до 12 В. Передатчик потребляет минимальный ток 9 мА и может достигать 40 мА во время передачи. Центральный контакт - это контакт данных, на который отправляется передаваемый сигнал. Затем этот сигнал модулируется с помощью ASK (амплитудной манипуляции) и затем отправляется в эфир с частотой 433 МГц. Скорость, с которой он может передавать данные, составляет около 10 Кбит / с.

Модуль приемника имеет четыре контакта, а именно Vcc, Dout, Linear Out и Ground, как показано выше. На вывод Vcc должен подаваться регулируемый источник питания 5 В. Рабочий ток этого модуля составляет менее 5,5 мА. Контакты Dout и Linear out закорочены для приема сигнала 433 МГц по воздуху. Затем этот сигнал демодулируется для получения данных и отправляется через вывод данных.

Проверьте другие наши проекты с использованием пары RF:

• RF управляемый робот
• Схема преобразователя IR в RF
• Радиочастотные светодиоды с дистанционным управлением с использованием Raspberry Pi

Потребность в кодировщиках и декодерах:

Радиочастотные модули также могут работать без модулей кодировщика и декодера. Просто включите оба модуля с соответствующим напряжением, указанным выше. Теперь сделайте вывод Din на передатчике высоким, и вы обнаружите, что вывод Dout на приемнике также имеет высокий уровень. Но у этого метода есть большой недостаток. У вас может быть только одна кнопка на стороне отправителя и один выход на стороне получателя. Это не поможет в создании лучших проектов, поэтому мы используем модули кодировщика и декодера.

HT12D и HT12E - это модули кодирования и декодирования 4-битных данных. Это означает, что мы можем создать (2 ^ 4 = 16) 16 различных комбинаций входов и выходов. Это 18-контактные ИС, которые могут работать от входного источника питания от 3 до 12 В. Как было сказано, у них есть 4 бита данных и 8 бит адресов, эти 8 бит адреса должны быть установлены одинаковыми как на кодере, так и на декодере, чтобы заставить их работать как пару.

Из 4-х битных данных мы будем использовать только два в этом проекте для демонстрационных целей. Вы можете использовать все четыре и управлять четырьмя устройствами переменного тока с помощью одной цепи. Вам просто нужно добавить еще два релейных модуля.

Модуль реле 5 В:

Как упоминалось ранее, мы будем использовать два модуля реле 5 В для управления нагрузками переменного тока. Термин «5V» здесь означает напряжение, необходимое для срабатывания реле. Релейный модуль на 5 В, используемый в этом проекте, показан ниже.

Наша схема работает от 5 В, и нам нужно что-то для управления нагрузкой 220 В переменного тока, здесь пригодится реле. Это реле при срабатывании 5 В переключает электромеханический переключатель; этот электромеханический выключатель может работать от 220 В переменного тока до 10 А. Следовательно, наша нагрузка переменного тока может быть подключена к клеммам реле.

Мы также можем построить эту схему без использования релейного модуля. В этом случае вам придется использовать дополнительный транзистор, например BC547, и управлять им, используя резистор, ограничивающий ток, к его базе.

Принципиальная схема и пояснения:

Есть две принципиальные схемы этой системы домашней автоматизации с РЧ-управлением: одна для РЧ-передатчика в качестве РЧ-пульта дистанционного управления бытовой техникой, а другая для РЧ-приемника, к которому подключены нагрузки переменного тока. Ранее мы подробно объясняли схему РЧ-передатчика и приемника.

Цепь передатчика RF:

Цепь приемника RF:

Как вы можете видеть, схема передатчика состоит из микросхемы кодировщика, а схема приемника состоит из микросхемы декодера. Поскольку передатчику не требуется регулируемое напряжение 5 В, мы запитали его напрямую от батареи 9 В. В то время как на стороне приемника мы использовали стабилизатор напряжения 7805 + 5V для регулирования 5V от батареи 9V.

Обратите внимание, что биты адреса с A0 по A7 на ИС кодера и декодера заземлены. Это означает, что они оба хранятся по адресу 0b00000000. Таким образом, у них обоих один и тот же адрес, и они будут действовать как пара.

Контакты данных D10 и D11 (контакты 12 и 13) подключены к переключателям на стороне энкодера и к модулям реле на стороне декодера. В зависимости от положения переключателя на стороне кодера информация будет передана на декодер, и соответствующий индикатор будет переключаться.

Два релейных модуля питаются от источника питания 5 В от регулятора 7805, а входной контакт подключен к модулю декодера. Нагрузки подключаются через модуль реле, так что только когда реле замкнуто, подключение к нагрузке будет завершено.

Примечание. Использование батареи 9 В для питания приемника может не работать должным образом, так как батарея недостаточна для обеспечения достаточного тока для модуля реле. В этом случае используйте аккумулятор на 12 В или адаптер.

Предупреждение: при работе с напряжением 220 В переменного тока требуется повышенная осторожность. Убедитесь, что подключение выполнено по схеме, и для начинающих рекомендуется использовать распределительную коробку (Spike box), в которой есть предохранитель. Также ваши провода должны быть более высокого калибра, чтобы они могли пропускать требуемый ток и не подключать нагрузки, потребляющие ток более 8А.

Работа бытовой техники с радиочастотным управлением:

Как мы видели, схема проекта очень проста и легко подключается на макетной плате, эта схема построена без микроконтроллера. Я использовал две макетные платы, одну для передающей части, а другую - для приемной. Я также использовал две лампы переменного тока для демонстрации проекта. Когда вы закончите с подключениями, настройка должна выглядеть примерно так, как показано ниже.

Здесь макетная плата, которая питается от батареи 9 В, представляет собой схему передатчика, а другая, питаемая от адаптера 12 В (на рис. Не показан), - это модуль приемника. Электропитание переменного тока осуществляется от черной распределительной коробки, показанной выше. У нас также есть два реле для независимого управления двумя нагрузками переменного тока. Желтый провод составляет фазное соединение, а зеленый провод - нейтральное соединение.

После того, как мы включим обе цепи, мы можем начать переключать нагрузки переменного тока с помощью двух переключателей, присутствующих в цепи передатчика. Когда первый переключатель замкнут, он подключает контакт D13 IC кодера к земле, и это значение отправляется на IC декодера через среду RF.

После того, как декодер получает значение D13, его вывод D11 также становится нулевым. Это означает, что на входной контакт модуля реле не подается напряжение, а фазный провод будет подключен через общий (Com) и нормально закрытый (NC) клеммы. То же самое происходит и с выключением нагрузки.

Теперь вы можете поиграть с этой настройкой, переключая переключатели, и ваши нагрузки переменного тока также должны быть переключены соответствующим образом. Радиус действия этих модулей может быть расширен (протестировано до 3 метров) за счет использования антенны на модуле передатчика. Посмотрите видео ниже для полной демонстрации.

Надеюсь, вам понравился проект, и вам понравилось создавать что-то подобное. Если у вас есть какие-либо сомнения, вы можете опубликовать их на нашем форуме или в комментариях ниже. Встретимся на другом интересном проекте, а пока довольны автоматизацией.