RF433Analizuesi: 7 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Ky udhëzues krijon një instrument matës për të ndihmuar në analizimin e transmetimeve RF 433MHz të cilat zakonisht përdoren për komunikime të largëta me fuqi të ulët në automatizimin dhe sensorët e shtëpisë. Ndoshta mund të modifikohet lehtësisht për të punuar me transmetimet 315MHz të përdorura në disa vende. Kjo do të ishte duke përdorur versionin 315MHz të RXB6 në vend të atij aktual 433MHz.

Qëllimi i instrumentit është i dyfishtë. Së pari, ai siguron një njehsor të fuqisë së sinjalit (RSSI) i cili mund të përdoret për të ekzaminuar mbulimin rreth një prone dhe për të gjetur ndonjë njollë të zezë. Së dyti, mund të kapë të dhëna të pastra nga transmetuesit për të lejuar analizën më të lehtë të të dhënave dhe protokolleve të përdorura nga pajisje të ndryshme. Kjo është e dobishme nëse përpiqeni të krijoni shtesa të pajtueshme me njësitë ekzistuese. Zakonisht kapja e të dhënave është e komplikuar nga zhurma e sfondit e pranishme në marrësit që prodhojnë shumë tranzicione të rreme dhe e bëjnë më të vështirë zbulimin e transmetimeve të vërteta.

Njësia përdor një marrës të shkëlqyer RXB6. Kjo përdor çipin e marrësit Synoxo-SYN500R i cili ka një dalje analoge RSSI. Ky është në të vërtetë një version i ruajtur i sinjalit AGC i përdorur për të kontrolluar fitimin e marrësit dhe jep forcën e sinjalit në një gamë të gjerë.

Marrësi monitorohet nga një modul ESP8266 (ESP-12F) i cili konverton sinjalin RSSI. Ai gjithashtu drejton një ekran të vogël lokal OLED (SSD1306). Elektronika gjithashtu mund të kapë informacionin e kohës mbi kalimet e të dhënave.

Regjistrimet mund të aktivizohen në vend nga një buton në njësi. Të dhënat e kapura ruhen në skedarë për analiza të mëvonshme.

Moduli ESP12 drejton një server në internet për të dhënë qasje në skedarë dhe kapjet gjithashtu mund të aktivizohen nga këtu.

Instrumenti mundësohet nga një bateri e vogël e rimbushshme LIPO. Kjo jep një kohë të arsyeshme drejtimi dhe pajisjet elektronike kanë një rrymë të ulët qetësie kur nuk janë në përdorim.

Hapi 1: Përbërësit dhe mjetet e kërkuara

Shënim i rëndësishëm:

Kam gjetur se disa marrës RXB6 433Mhz kanë një dalje RSSI që nuk funksionon edhe pse AGC dhe pjesa tjetër e funksionalitetit është në rregull. Unë dyshoj se mund të ketë disa patate të skuqura Syn500R që po përdoren. Kam gjetur se marrësit e etiketuar si WL301-341 përdorin një çip të pajtueshëm Syn5500R dhe RSSI është funksionale. Ata gjithashtu kanë avantazhin e mos përdorimit të një kuti shqyrtimi duke e bërë kondensatorin AGC më të lehtë për tu modifikuar. Unë do të rekomandoja përdorimin e këtyre njësive.

Përbërësit e mëposhtëm janë të nevojshëm

Moduli wifi ESP-12F

• Rregullator 3.3V xc6203
• Kondensator 220uF 6V
• 2 dioda schottky
• Buton 6mm
• n kanal MOSFET p.sh. AO3400
• p kanali MOSFET p.sh. AO3401
• rezistorë 2x4k7, 3 x 100K, 1 x 470K
• pjesë e vogël e tabelës së prototipit
• Marrës RXB6 ose WL301-341 superhet 433MHz
• Ekran SSD1306 0.96 OLED (version me një ngjyrë SPI)
• Bateri LIPO 802030 400mAh
• Lidhës me 3 kunja për karikim
• Lidheni tela
• Teli i bakrit të emaluar vetëflukson
• Rrëshirë epoxy
• Shirit i dyanshëm
• Shtojcë e printuar 3D

Mjetet e nevojshme

• Hekuri i saldimit me pika të holla
• Bishtalec Desolder
• Piskatore
• Pincë

Hapi 2: Skematike

Qarku është mjaft i drejtpërdrejtë.

Një rregullator LDO 3.3V konverton LIP në 3.3V të nevojshme nga moduli ESP-12F.

Energjia furnizohet si në ekranin ashtu edhe në Marrësin nëpërmjet dy MOSFET -eve komutues, në mënyrë që të fiken kur moduli ESP është në gjumë.

Butoni fillon sistemin duke furnizuar me 3.3V në hyrjen EN të ESP8266. GPIO5 pastaj e mbështet këtë ndërsa moduli është aktiv. Butoni gjithashtu monitorohet duke përdorur GPIO12. Kur lëshohet GPIO5 atëherë EN hiqet dhe njësia mbyllet.

Linja e të dhënave nga marrësi monitorohet nga GPIO4. Sinjali RSSI monitorohet nga AGC përmes një ndarësi potencial 2: 1.

Ekrani SSD1306 kontrollohet përmes SPI i përbërë nga 5 sinjale GPIO. Mund të jetë e mundur të përdoret një version I2C, por kjo do të kërkojë ndryshimin e bibliotekës së përdorur dhe rimapurimin e disa prej GPIO -ve.

Hapi 3: Modifikimi i Marrësit

Siç është furnizuar, RXB6 nuk e bën sinjalin RSSI të disponueshëm në kunjat e tij të jashtëm të të dhënave.

Një modifikim i thjeshtë e bën këtë të mundur. Lidhësi i sinjalit DER në njësi është në të vërtetë vetëm një përsëritje e sinjalit të sinjalit të të dhënave. Ata janë të lidhur së bashku përmes rezistencës 0 Ohm të etiketuar R6. Kjo duhet të hiqet duke përdorur një hekur bashkues. Komponenti i etiketuar R7 tani duhet të lidhet përtej. Fundi i sipërm është në të vërtetë sinjali RSSI dhe pjesa e poshtme shkon në lidhësin DER. Dikush mund të përdorë një rezistencë 0 Ohm, por unë sapo u lidha me pak tela. Këto vende janë të arritshme jashtë kutisë së ekranit metalik e cila nuk ka nevojë të hiqet për këtë modifikim.

Modifikimi mund të testohet duke bashkangjitur një voltmetër nëpër DER dhe GND me marrësin e ndezur. Do të tregojë një tension midis rreth 0.4V (pa energji të marrë) dhe rreth 1.8V me një burim lokal prej 433MHz (p.sh. një telekomandë).

Modifikimi i dytë nuk është absolutisht thelbësor, por është mjaft i dëshirueshëm. Siç është furnizuar, koha e përgjigjes AGC e marrësit është vendosur të jetë mjaft e ngadaltë, duke marrë disa qindra milisekonda për t'iu përgjigjur sinjalit të marrë. Kjo zvogëlon zgjidhjen e kohës gjatë regjistrimeve RSSI dhe gjithashtu e bën atë më pak të përgjegjshëm për të përdorur RSSI si një shkas për kapjen e të dhënave.

Ekziston një kondensator i vetëm që kontrollon kohën e përgjigjes AGC, por, për fat të keq, ndodhet nën kutinë e ekranit metalik. Actuallyshtë në të vërtetë mjaft e lehtë për të hequr kutinë e ekranit pasi ajo mbahet vetëm nga 3 priza dhe mund të çmohet duke ngrohur secilën prej tyre me radhë dhe duke u ngritur lart me një kaçavidë të vogël. Pasi të hiqet mund të pastroni vrimat për montim duke përdorur bishtalec të bashkimit ose ri-shpimit me një copë rreth 0.8 mm.

Modifikimi është heqja e kondensatorit ekzistues AGC C4 dhe zëvendësimi i tij me një kondensator 0.22uF. Kjo shpejton përgjigjen AGC me rreth 10 herë. Nuk ka ndonjë efekt të dëmshëm në performancën e marrësit. Në imazh unë tregoj një prerje gjurme dhe një lidhje përmes kësaj pike nga kondensatori AGC. Kjo nuk është e nevojshme, por e bën pikën AGC të disponueshme në një jastëk jashtë kutisë së ekranit nën kristal në rast se dikush dëshiron të shtojë kapacitet shtesë përsëri. Unë nuk kam nevojë ta bëj këtë. Pastaj shqyrtimi mund të zëvendësohet.

Nëse përdorni njësinë WL301-341 RX atëherë fotografia e tregon këtë me kondensatorin AGC të theksuar. Shfaqet gjithashtu kunja e sinjalit RSSI. Kjo në fakt nuk lidhet me asgjë. Dikush mund të lidhë një tel të hollë direkt me kunj. Përndryshe, dy kunjat qendrore të kërcyesit janë të lidhura së bashku dhe të dyja mbajnë daljen e të dhënave. Gjurma midis tyre mund të pritet dhe më pas RSSI të lidhet me atë rezervë për të bërë të disponueshëm sinjalin RSSI në një dalje kërcyese.

Hapi 4: Ndërtimi

Janë rreth 10 përbërës të nevojshëm jashtë modulit ESP-12. Këto mund të krijohen dhe lidhen në një copë bordi prototipizimi. Kam përdorur një bord prototipizimi specifik ESP që kam përdorur për të lehtësuar montimin e rregullatorit dhe komponentëve të tjerë smd. Kjo lidhet drejtpërdrejt me modulin ESP-12.

Kutia që kam përdorur është një dizajn i printuar 3D me 3 vrima në bazë për të marrë marrësin, ekranin dhe modulin esp. Ajo ka një prerje për ekranin dhe vrima për pikën e karikimit dhe butonin e shtypjes i cili duhet të futet dhe të sigurohet me një sasi të vogël të rrëshirës poksi.

Kam përdorur tela lidhës për të bërë lidhjet midis 3 moduleve, pikës së karikimit dhe butonave. dhe pastaj i siguroi ato në vend duke përdorur kasetë të dyfishtë për ESP dhe marrësin dhe pika të vogla të epoksisë për të mbajtur anët e ekranit në vend. Bateria lidhet me tela në pikën e karikimit dhe montohet në majë të marrësit duke përdorur shirit të dyanshëm.

Hapi 5: Softueri dhe Konfigurimi

Softueri është ndërtuar në mjedisin Arduino.

Kodi burim për këtë është në https://github.com/roberttidey/RF433Analyser Kodi mund të ketë disa konstante për fjalëkalimet e ndryshuara për qëllime sigurie para se të përpilohen dhe të shfaqen në pajisjen ES8266.

• WM_PASSWORD përcakton fjalëkalimin e përdorur nga wifiManager kur konfiguroni pajisjen në rrjetin wifi lokal
• update_password përcakton një fjalëkalim të përdorur për të lejuar përditësimet e firmuerit.

Kur u përdor për herë të parë, pajisja hyn në modalitetin e konfigurimit wifi. Përdorni një telefon ose tabletë për t'u lidhur me pikën e hyrjes të vendosur nga pajisja, pastaj shfletoni në 192.168.4.1. Nga këtu mund të zgjidhni rrjetin wifi lokal dhe të futni fjalëkalimin e tij. Kjo duhet të bëhet vetëm një herë ose nëse ndryshoni rrjetet wifi ose fjalëkalimet.

Pasi pajisja të lidhet me rrjetin e saj lokal do të dëgjojë komandat. Duke supozuar se adresa e tij IP është 192.168.0.100 atëherë përdorni së pari 192.168.0.100:AP_PORT/upload për të ngarkuar skedarët në dosjen e të dhënave. Kjo pastaj do të lejojë që 192.168.0.100/edit të shikojë dhe ngarkojë skedarë të tjerë dhe gjithashtu do të lejojë që 192.168.0.100 të ketë qasje në ndërfaqen e përdoruesit.

Pikat për tu shënuar në softuer janë

• ADC në ESP8266 mund të kalibrohet për të përmirësuar saktësinë e tij. Një varg në skedarin e konfigurimit vendos vlerat e papërpunuara të arritura për dy tensione hyrëse. Kjo nuk është veçanërisht e rëndësishme pasi RSSI është një sinjal relativisht relativisht në varësi të antenës etj.
• Tensioni RSSI në db është në mënyrë të arsyeshme lineare, por lakohet në ekstreme. Softueri ka një përshtatje kubike për të përmirësuar saktësinë.
• Shumica e aritmetikës bëhet duke përdorur numra të plotë të shkallëzuar, kështu që vlerat RSSI janë në të vërtetë 100 herë më të larta se ato aktuale. Vlerat e shkruara në skedarë ose shfaqen konvertohen përsëri.
• Softueri përdor një makinë të thjeshtë shtetërore për të kontrolluar kapjen e RSSI dhe kalimet e të dhënave.
• Kalimet e të dhënave monitorohen duke përdorur një rutinë shërbimi të ndërprerë. Përpunimi normal i lakut Arduino pezullohet gjatë kapjes së të dhënave dhe mbikëqyrësi mbahet gjallë në vend. Kjo do të përpiqet të përmirësojë vonesën e ndërprerë për të mbajtur matjet e kohës sa më besnike të jetë e mundur.

Konfigurimi

Kjo ruhet në esp433Config.txt.

Për të kapur RSSI intervali dhe kohëzgjatja e marrjes së mostrës mund të vendosen.

Për kapjen e të dhënave mund të vendoset niveli i shkyçjes RSSI, numri i kalimeve dhe kohëzgjatja maksimale. Niveli i përshtatshëm i shkaktimit është rreth +20dB në sfond pa nivel sinjali. Një varg pulseWidths gjithashtu lejon kategorizim të thjeshtë të gjerësive të pulsit për ta bërë analizën më të lehtë. Çdo linjë e regjistruar ka Nivelin e impulsit, gjerësinë në mikrosekonda dhe kodin i cili është indeksi në vargun e impulsit Gjerësia i cili është më i madh se gjerësia e matur.

CalString mund të përmirësojë saktësinë e ADC.

idleTimeout kontrollon numrin e milisekondave të pasivitetit (pa kapje) para se pajisja të fiket automatikisht. Vendosja e tij në 0 do të thotë që nuk do të mbarojë koha.

Tre cilësimet e butonave kontrollojnë atë që i dallon shtypjet e shkurtra të mesme dhe të gjata të butonave.

displayUpdate jep intervalin e rifreskimit të ekranit lokal.

Hapi 6: Përdorimi

Njësia ndizet duke shtypur butonin për një kohë të shkurtër.

Ekrani do të shfaq fillimisht adresën IP lokale për disa sekonda para se të filloni të shfaqni nivelin e RSSI në kohë reale.

Një shtypje e shkurtër e butonit do të fillojë një kapje të skedarit RSSI. Normalisht kjo do të përfundojë kur të ketë përfunduar kohëzgjatja e RSSI, por një shtypje tjetër e shkurtër e butonit gjithashtu do të përfundojë kapjen.

Një shtypje e butonit të mesëm do të fillojë një kapje të kalimit të të dhënave. Ekrani do të shfaqë në pritje të këmbëzës. Kur RSSI shkon mbi nivelin e shkyçjes, atëherë do të fillojë të kapë kalimet e të dhënave me kohë për numrin e tranzicioneve të specifikuara.

Mbajtja e butonit për më gjatë se kohëzgjatja e gjatë e butonit do të fikë njësinë.

Komandat e kapjes gjithashtu mund të inicohen nga ndërfaqja në internet.

Hapi 7: Ndërfaqja në internet

Qasja në pajisje me adresën e saj IP tregon një ndërfaqe në internet me 3 skeda; Kapjet, statusi dhe konfigurimi.

Ekrani i kapjes tregon skedarët e kapur aktualisht. Përmbajtja e një skedari mund të shfaqet duke klikuar mbi emrin e tij. Ekzistojnë gjithashtu butona fshirjeje dhe shkarkimi për secilin skedar.

Ekzistojnë gjithashtu butona të kapjes së RSSI dhe të dhënave të cilat mund të përdoren për të filluar kapjen. Nëse jepet një emër skedari, ai do të përdoret përndryshe një emër i paracaktuar do të gjenerohet.

Skeda e konfigurimit tregon konfigurimin aktual dhe lejon që vlerat të ndryshohen dhe ruhen.

Ndërfaqja në internet mbështet thirrjet e mëposhtme

/redakto - hyni në sistemin e regjistrimit të pajisjes; mund të përdoret për të shkarkuar masat Skedarët

• /status - ktheni një varg që përmban detajet e statusit
• /loadconfig -ktheni një varg që përmban detajet e konfigurimit
• /saveconfig - dërgoni dhe ruani një varg për të azhurnuar konfigurimin
• /loadcapture - ktheni një varg që përmban masa nga një skedar
• /setmeasureindex - ndryshoni indeksin që do të përdoret për masën tjetër
• /getcapturefiles - merrni një varg me listën e skedarëve të masave në dispozicion
• /kapje - shkakton kapjen e RSSI ose të dhënave
• /firmware - filloni azhurnimin e firmware -it