プロジェクトをワイヤレスにすることで、常に見栄えが良くなり、制御できる範囲も広がります。短距離ワイヤレス制御用の通常のIRLEDの使用から、世界規模のHTTP制御用のESP8266まで、ワイヤレスで何かを制御する方法はたくさんあります。このプロジェクトでは、433 MHzRFモジュールを使用してワイヤレスプロジェクトを構築する方法を学習します。これらのモジュールは、その機能が安価で、簡単に入手できます。これらは、スタンドアロンの送信機および受信機として使用することも、ArduinoやRaspberryPiなどのMCU / MPUとインターフェースすることもできます。
ここでは、RFモジュールの基本と、それをスタンドアロンのRF送信機および受信機として使用する方法を学習します。ここでは、RFを使用してLEDをワイヤレスで制御することにより、RF送信機と受信機の回路について説明しました。
必要な材料：
- 433 MHzRF送信機と受信機
- HT12DデコーダIC
- HT12EエンコーダIC
- 押しボタン（3つの番号）
- LED（3個）
- 1Mオーム、47Kオーム、470オームの抵抗
- 7805電圧レギュレータ
- 9V電池（2Nos）
- ブレッドボード（2Nos）
- 接続線
433MHz RF送信機および受信機モジュール：
プロジェクトに入る前に、これらのRFモジュールについて簡単に紹介します。 RFという用語は「無線周波数」の略です。 RFトランシーバモジュールは常にペアで動作します。つまり、データを送受信するには送信機と受信機が必要です。送信機は情報と受信機のみを送信でき、それを受信することしかできないため、データは常に一方の端からもう一方の端に送信でき、その逆はできません。
送信機モジュールは、3本のピン、すなわちVccを、DINと地面から成る上記のように。 Vccピンの入力電圧は3V〜12Vの広い範囲です。送信機は9mAの最小電流を消費し、送信中に40mAまで上昇する可能性があります。センターピンは、送信する信号が送信されるデータピンです。次に、この信号はASK（Amplitude Shift Keying）を使用して変調され、433MHzの周波数で放送されます。データを送信できる速度は約10Kbpsです。
受信機モジュールは、4本のピン、すなわちVccと、Doutと、リニアアウトおよびグラウンドを有する上記のように。Vccピンは、安定化された5V電源で給電する必要があります。このモジュールの動作電流は5.5mA未満です。DoutピンとLinearoutピンは、空気から433Mhz信号を受信するために一緒に短絡されています。次に、この信号は復調されてデータを取得し、データピンを介して送信されます。
RFペアを使用して他のプロジェクトを確認してください。
- RF制御ロボット
- IRからRFへのコンバータ回路
- RaspberryPiを使用したRFリモート制御LED
エンコーダーとデコーダーの必要性：
RFモジュールは、エンコーダーおよびデコーダーモジュールを必要とせずに機能することもできます。上記の対応する電圧で両方のモジュールの電源を入れるだけです。ここで、送信機のDinピンをハイにすると、受信機のDoutピンもハイになります。しかし、この方法には大きな欠点があります。送信側にボタンを1つ、受信側に出力を1つだけ持つことができます。これはより良いプロジェクトの構築には役立たないので、エンコーダーモジュールとデコーダーモジュールを採用しています。
HT12DおよびHT12Eは、4データビットのエンコーダおよびデコーダモジュールです。これは、（2 ^ 4 = 16）16の異なる入力と出力の組み合わせを作成できることを意味します。これらは、3V〜12Vの入力電源で動作可能な18ピンICです。4データビットと8アドレスビットがあると述べたように、これらの8アドレスビットは、ペアとして機能させるためにエンコーダとデコーダの両方で同じに設定する必要があります。
RF送信機と受信機の回路図：
このプロジェクトの送信機と受信機の部分を含む完全な回路図を下の画像に示します。
ブレッドボードをセットアップしたRF送信機回路を示す下の写真：
そして、ブレッドボードセットアップを備えたRFレシーバー回路を示すものの下に：
ご覧のとおり、RF送信回路はエンコーダICで構成され、RF受信回路はデコーダICで構成されています。送信機は安定化された5Vを必要としないため、9V電池で直接電力を供給しています。一方、レシーバー側では、7805 + 5V電圧レギュレーターを使用して9Vバッテリーから5Vを調整しました。
エンコーダICとデコーダICの両方のアドレスビットA0〜A7が接地されていることに注意してください。これは、両方がアドレス0b00000000に保持されていることを意味します。このようにして、両方が同じアドレスを共有し、ペアとして機能します。
データピンD8〜D11は、エンコーダ側の押しボタンとデコーダ側のLEDに接続されています。エンコーダー側のボタンを押すと、情報がデコーダーに転送され、対応するライトが切り替わります。
RF制御LEDの動作：
私は2つの個別のブレッドボード上に回路を構築しました。どちらも別々の9Vバッテリーで駆動されています。それらを構築すると、下の図に示すようなものになります。
両方のブレッドボードに電力を供給すると、LEDが点灯し始めることに気付くはずです。次に、送信機ブレッドボードのいずれかのボタンを押すと、受信機回路のそれぞれのLEDがオフになります。
これは、押しボタンピン（D8〜D11）がエンコーダICによって内部で引き上げられているためです。したがって、3つのLEDがすべて点灯し、ボタンを押すとデータピンがアースに接続されるため、レシーバー側のそれぞれのLEDがオフになります。
完全な動作は、以下のビデオで見ることができます。ただし、デモンストレーション用に3つのLEDしか使用していませんが、4つも使用できます。LEDの代わりにリレーを接続して、RFリモートを使用してACアプライアンスをワイヤレスで制御することもできます。プロジェクトを理解し、プロジェクトの構築を楽しんだことを願っています。ご不明な点がございましたら、下のコメントセクションまたはフォーラムに投稿してください。喜んでお手伝いさせていただきます。