433mhzrfモジュールとstm32f103c8のインターフェース

組み込み電子機器でワイヤレスプロジェクトを作成することは、デバイスをより便利でポータブルにするために配線が乱雑にならないため、非常に重要で役立ちます。Bluetooth、WiFi、433 MHz RF（無線周波数）など、さまざまなワイヤレステクノロジがあります。すべてのテクノロジには、コスト、距離または範囲の転送、速度またはスループットなど、独自の長所と短所があります。今日は、STM32でRFモジュールを使用します。データをワイヤレスで送受信します。STM32マイクロコントローラーを初めて使用する場合は、Arduino IDEを使用してSTM32でLEDを点滅させることから始め、他のすべてのSTM32プロジェクトをここで確認してください。

これとは別に、RF 433Mhzワイヤレスモジュールを他のマイクロコントローラーとともに使用して、次のようなワイヤレス制御プロジェクトを構築しました。

• RF制御家電
• RaspberryPiを使用したRFリモート制御LED
• RF制御ロボット
• RFモジュールとArduinoのインターフェース
• RFモジュールを使用したPIC間通信

ここでは、433MHzRFワイヤレスモジュールをSTM32F103C8マイクロコントローラーとインターフェースします。プロジェクトは2つの部分に分かれています。送信機はSTM32とインタフェースされると、受信機は、ArduinoのUNOとインタフェースします。送信部分と受信部分の両方で異なる回路図とスケッチがあります。

このチュートリアルでは、RF送信機が受信機側に2つの値を送信します。超音波センサーを使用して測定された距離と、（0〜100）の数値としてマッピングされた電位差計ADC値（0〜4096）です。ArduinoのRF受信機は両方の値を受信し、それらの距離と数値を16x2LCDディスプレイにワイヤレスで出力します。

必要なコンポーネント

• STM32F103C8マイクロコントローラー
• Arduino UNO
• 433MhzRF送信機および受信機
• 超音波センサー（HC-SR04）
• 16x2LCDディスプレイ
• 10kポテンショメータ
• ブレッドボード
• 接続線

433Mhz RF送信機および受信機モジュール）

RF送信機のピン配列：

433MhzRF送信機	ピンの説明
蟻	アンテナ接続用
GND	GND
VDD	3.3〜5V
データ	受信機に送信されるデータはここにあります

RFレシーバーのピン配列：

433MhzRFレシーバー	使用する
蟻	アンテナ接続用
GND	GND
VDD	3.3〜5V
データ	送信機から受信するデータ
CE / DO	データピンでもあります

433 MHzモジュールの仕様：

• 受信者動作電圧：3V〜5V
• 送信機動作電圧：3V〜5V
• 動作周波数：433 MHz
• 伝送距離：3メートル（アンテナなし）から100メートル（最大）
• 変調技術：ASK（振幅偏移変調）
• データ転送速度：10Kbps

STM32F103C8を使用したRF送信機の回路図

RF送信機とSTM32F103C8間の回路接続：

STM32F103C8	RF送信機
5V	VDD
GND	GND
PA10	データ
NC	蟻

超音波センサーとSTM32F103C8間の回路接続：

STM32F103C8	超音波センサー（HC-SR04）
5V	VCC
PB1	トリガー
PB0	エコー
GND	GND

10KポテンショメータはSTM32のADCピンPA0に（3.3Vに0）入力されたアナログ値を提供するSTM32F103C8に接続されています。

ArduinoUnoを搭載したRF受信機の回路図

RFレシーバーとArduinoUNO間の回路接続：

Arduino UNO	RF受信機
5V	VDD
GND	GND
11	データ
NC	蟻

16x2LCDとArduinoUNO間の回路接続：

LCDピン名	ArduinoUNOピン名
グラウンド（Gnd）	地面（G）
VCC	5V
VEE	コントラスト用のポテンショメータの中心からのピン
レジスタ選択（RS）	2
読み取り/書き込み（RW）	地面（G）
有効（EN）	3
データビット4（DB4）	4
データビット5（DB5）	5
データビット6（DB6）	6
データビット7（DB7）	7
LEDポジティブ	5V
LEDネガティブ	地面（G）

コーディングについては、以下で簡単に説明します。スケッチには2つの部分があり、最初の部分が送信機セクションになり、もう1つが受信機セクションになります。すべてのスケッチファイルと作業ビデオは、このチュートリアルの最後にあります。RFモジュールとArduinoUnoのインターフェースの詳細については、リンクをたどってください。

ワイヤレスRF伝送用のSTM32F103C8のプログラミング

STM32F103C8は、ArduinoIDEを使用してプログラムできます。FTDIのプログラマやST-LinkのはSTM32F103C8にコードをアップロードする必要はありません。STM32のUSBポート経由でPCに接続し、ARDUINOIDEでプログラミングを開始するだけです。リンクをたどると、ArduinoIDEでのSTM32のプログラミングを学ぶことができます。

送信機セクションでは、超音波センサーを使用して「cm」単位の物体の距離を測定し、STM32に接続されたRF送信機を介して送信される電位差計を使用して（0〜100）の数値を設定します。

まず、レディオヘッドライブラリが含まれています。ここからダウンロードできます。このライブラリはASK（振幅偏移変調技術）を使用してデータを送受信します。これにより、プログラミングが非常に簡単になります。Sketch-> include library-> Add.zip libraryに移動して、スケッチにライブラリを含めることができます 。

#include

送信機側のこのチュートリアルのように、超音波センサーを使用して距離を測定し、トリガーピンとエコーピンを定義します。

#define trigPin PB1 #define echoPin PB0

次に、RH_ASKライブラリのオブジェクト名は、速度（2000）、RXピン（PA9）、TXピン（PA10）などのパラメーターを使用してrf_driverとして設定されます。

RH_ASK rf_driver（2000、PA9、PA10）;

次に、このプログラムで必要なStrings変数が宣言されます。

文字列transmit_number; 文字列transmit_distance; 文字列送信;

次に、void setup（）で、RH_ASKrf_driverのオブジェクトが初期化されます。

rf_driver.init（）;

その後、トリガーピンをOUTPUTピン、PA0（ポテンショメータに接続）、エコーピンをINPUTピンに設定します。シリアル通信は9600のボーレートで開始されます。

Serial.begin（9600）; pinMode（PA0、INPUT）; pinMode（echoPin、INPUT）; pinMode（trigPin、OUTPUT）;

次にvoidloop（）で、入力アナログ電圧であるポテンショメータ値がデジタル値に変換されます（ADC値が見つかります）。STM32のADCは12ビットの分解能を持っているので。したがって、デジタル値は（0から4096）まで変化し、（0から100）にマップされます。

intアナログ入力= analogRead（PA0）; int pwmvalue = map（analoginput、0,4095,0,100）;

次に、超音波センサーを使用して、2マイクロ秒の遅延でトリガーを高低に設定して距離を測定します。

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

エコーピンは反射波を感知します。つまり、トリガーされた波が反射して戻る時間は、式を使用してオブジェクトの距離を計算する際に使用されます。リンクをたどって、超音波センサーが距離を計算する方法の詳細をご覧ください。

長い持続時間= pulseIn（echoPin、HIGH）; フロート距離=継続時間* 0.034 / 2;

これで、測定されたデータ番号と距離の両方が文字列データに変換され、それぞれの文字列変数に格納されます。

transmit_number = String（pwmvalue）; transmit_distance = String（distance）;

両方の文字列が1行として追加され、送信と呼ばれる文字列に格納されます。コンマ「、」は2つの文字列を区切るために使用されます。

送信=送信= pwm + "、" +送信距離;

送信文字列は文字配列に変換されます。

const char * msg = transmit.c_str（）;

データが送信され、送信されるまで待ちます。

rf_driver.send（（uint8_t *）msg、strlen（msg））; rf_driver.waitPacketSent（）;

送信された文字列データは、シリアルモニターにも表示されます。

Serial.println（msg）;

ArduinoUNOをRF受信機としてプログラミング

Arduino UNOは、ArduinoIDEを使用してプログラムされます。受信機セクションでは、送信機セクションから送信され、RF受信機モジュールによって受信されたデータと受信された文字列データがそれぞれのデータ（距離と数値）に分割され、16x2LCDディスプレイに表示されます。

受信機のコーディングを簡単に見てみましょう。

送信機セクションと同様に、最初にRadiohHeadライブラリが含まれています。このライブラリはASK（振幅偏移変調技術）を使用してデータを送受信します。これにより、プログラミングが非常に簡単になります。

#include

ここでは液晶ディスプレイを使用しているので、液晶ライブラリも含まれています。

#include

また、ArduinoUNOに接続された16x2LCDディスプレイピンは、lcdをオブジェクトとして使用して指定および宣言されます。

LiquidCrystal lcd（2,3,4,5,6,7）;

次に、文字列データを格納する文字列データ変数が宣言されます。

文字列str_receive; 文字列str_number; 文字列str_distance;

Radioheadライブラリのオブジェクトが宣言されています。

RH_ASK rf;

これでvoidsetup （）で、 LCDディスプレイが16x2モードに設定され、ウェルカムメッセージが表示されてクリアされます。

lcd.begin（16,2）; lcd.print（ "CIRCUIT DIGEST"）; lcd.setCursor（0,1）; lcd.print（ "RF with STM32"）; delay（5000）; lcd.clear（）;

その後、 rf オブジェクトが初期化されます。

rf.init（）;

今で ボイドループ（）、 データ送信機から送信されるようにアレイBUFを7としてサイズで宣言された「」を含む7を有しています。そのため、送信するデータに応じて変更してください。

uint8_t buf; uint8_t buflen = sizeof（buf）;

文字列がrfレシーバーモジュールで使用可能な場合、if関数はサイズをチェックして実行します。 rf.recv（）は 、データを受信するために使用されます。

if（rf.recv（buf、&buflen））

BUFは、 受信した文字列を有しているので、受信した文字列が中に記憶されている str_receive 文字列変数。

str_receive = String（（char *）buf）;

この for ループは、2つの文字列の間に「、」が検出された場合に、受信した文字列を2つに分割するために使用されます。

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）; ブレーク; }

2つの値に対して2つのchar配列が宣言され、2つに分割された文字列は、文字列を文字配列に変換することにより、尊重された配列に格納されます。

char numberstring; char distancestring; str_distance.toCharArray（distancestring、3）; str_number.toCharArray（numberstring、3）;

その後、atoi（）を使用して文字配列を整数に変換します

int distance = atoi（distancestring）; int number = atoi（numberstring）;

整数値に変換した後、値の距離と数値が16x2LCDディスプレイに表示されます

lcd.setCursor（0,0）; lcd.print（ "Number："）; lcd.print（number）; lcd.setCursor（0,1）; lcd.print（ "距離："）; lcd.print（distance）; lcd.print（ "cm"）;

STM32とArduinoUNOにそれぞれ送信機と受信機の両方のコードをアップロードした後、STM32を使用して測定された数や物体距離などのデータがRF送信機を介してRF受信機に送信され、受信した値がLCDディスプレイにワイヤレスで表示されます。

STM32ベースのRF送信機と受信機のテスト

1.数字が0で、物体の距離が6cmの場合。

2.47番で物体の距離が3cmの場合。