RF-kontrollerede husholdningsapparater

Hjemmeautomation har altid været et meget livligt emne at lære eller arbejde på. Det er virkelig sejt at styre vekselstrømsapparater trådløst. Der er mange måder at gøre dette på, og fantasi er grænsen. I dette projekt lærer vi den mest enkle og nemme måde at opbygge et Wireless Home Automation-projekt på, hvor vi kan skifte vekselstrømsbelastninger ved hjælp af 433 MHz RF-sender og modtagermodul. Dette projekt involverer ingen mikrokontroller; derfor er ingen programmering påkrævet og kan udvikles på et brødbræt. Lyder simpelt rigtigt !! Så lad os bygge det.

Tidligere har vi dækket mange typer hjemmeautomationer ved hjælp af forskellige teknologier og mikrokontrollere som:

DTMF-baseret hjemmeautomatisering
GSM-baseret hjemmeautomatisering ved hjælp af Arduino
PC-styret hjemmeautomatisering ved hjælp af Arduino
Bluetooth-styret hjemmeautomatisering ved hjælp af 8051
IR fjernstyret hjemmeautomatisering ved hjælp af Arduino
hjemmeautomatiseringsprojekt ved hjælp af MATLAB og Arduino
RF-fjernstyrede LED'er ved hjælp af Raspberry Pi
Smart telefonstyret hjemmeautomatisering ved hjælp af Arduino
Stemmestyret hjemmeautomatisering ved hjælp af ESP8266 og Android App

Nødvendige materialer til RF-kontrolleret husholdningsapparatprojekt:

433 MHz RF-sender og modtager
HT12D-dekoder IC
HT12E Encoder IC
5V relæmodul (2Nos)
Tryk på afbryder (2 nr.)
1M ohm, 47K ohm modstand
7805 Spændingsregulator
9V batteri (2Nos)
Brødbræt (2Nr)
Forbindelsesledning

433MHz RF-sender og modtagermodul:

Lad mig give en kort introduktion til disse RF-moduler, inden jeg går ind i projektet. Udtrykket RF står for " radiofrekvens ". Et RF-transceivermodul fungerer altid i et par, som det har brug for en sender og modtager til at sende og sende data. En sender kan kun sende information og en modtager og kan kun modtage dem, så data kan altid sendes fra den ene ende til den anden og ikke omvendt.

Den Transmitter modul består af tre stifter nemlig Vcc, DIN og jord som vist ovenfor. Vcc-stiften har en bred vifte af indgangsspænding fra 3V til 12V. Senderen bruger en mindstestrøm på 9mA og kan gå så højt som 40mA under transmission. Den midterste pin er datapinden til, hvor signalet, der skal sendes, sendes. Dette signal moduleres derefter ved hjælp af ASK (Amplitude Shift Keying) og sendes derefter i luften med en frekvens på 433MHz. Den hastighed, hvormed den kan overføre data, er omkring 10 Kbps.

Den Modtagermodul har fire ben nemlig Vcc, Dout, Linear ud og Ground som vist ovenfor. Vcc-stiften skal have strøm fra en reguleret 5V-forsyning. Driftsstrømmen for dette modul er mindre end 5,5 mA. Stifterne Dout og Lineær ud kortsluttes for at modtage 433 MHz-signalet fra luft. Dette signal demoduleres derefter for at få dataene og sendes ud via datapinnen.

Tjek vores andre projekter ved hjælp af RF-par:

RF-styret robot
IR til RF konverter kredsløb
RF-fjernstyrede LED'er ved hjælp af Raspberry Pi

Behov for koder og dekodere:

RF-modulerne kan også fungere uden behov for encoder- og dekodermoduler. Tænd for begge moduler med den tilsvarende spænding nævnt ovenfor. Gør nu Din-stiften på senderen høj, og du finder, at Dout-stiften på modtageren også går højt. Men der er en stor ulempe ved denne metode. Du kan kun have en knap på afsendersiden og en output på modtagerens side. Dette hjælper ikke med at opbygge bedre projekter, så vi bruger encoder- og dekodermodulerne.

HT12D og HT12E er 4-databitkoder og dekodermoduler. Dette betyder, at vi kan lave (2 ^ 4 = 16) 16 forskellige kombinationer af input og output. Disse er 18 pin IC'er, som kan fungere mellem 3V og 12V input strømforsyning. Som sagt har de 4-databit og 8-adressebit, disse 8 adressebit skal indstilles ens på både koderen og dekoderen for at få dem til at fungere som et par.

Ud af 4-databit bruger vi kun to i dette projekt til demonstrationsformål. Du kan bruge alle fire og styre fire vekselstrømsapparater med samme kredsløb. Du skal bare tilføje yderligere to relæmoduler.

5V relæmodul:

Som nævnt tidligere bruger vi to 5V-relæmodul til at kontrollere vekselstrømsbelastningerne. Udtrykket “5V” repræsenterer her den spænding, der kræves for at udløse relæet. 5V-relæmodulet, der anvendes i dette projekt, er vist nedenfor.

Vores kredsløb fungerer ved 5V, og vi har brug for noget til at kontrollere 220V AC-belastning, det er her et relæ er praktisk. Dette relæ, når det udløses med 5V, skifter en elektromekanisk switch; denne elektromekaniske switch er i stand til at lysne 220V AC op til 10A strøm. Derfor kan vores vekselstrømsbelastning forbindes til relæets terminaler.

Vi kan også bygge dette kredsløb uden at bruge et relæmodul. I så fald skal du bruge en ekstra transistor som BC547 og køre den ved hjælp af en strømbegrænsende modstand til basen.

Kredsløbsdiagram og forklaring:

Der er to kredsløbsdiagrammer for dette RF-styrede hjemmeautomatiseringssystem, en til RF-sender som RF-fjernbetjening til husholdningsapparater og en til RF-modtager, hvor AC-belastninger er tilsluttet. Vi har tidligere forklaret RF-transmitter og modtager kredsløb i detaljer.

RF-senderkredsløb:

RF-modtager kredsløb:

Som du kan se, består transmitteren af kredsløbet af encoder IC, og modtager kredsløbet består af dekoderen IC. Da senderen ikke har brug for en reguleret 5V, har vi direkte drevet den med et 9V batteri. Mens vi i modtagersiden har brugt en 7805 + 5V spændingsregulator til at regulere 5V fra 9V batteriet.

Bemærk, at adressebitene A0 til A7 på både koderen og dekoderen IC er jordforbundet. Dette betyder, at de begge opbevares på adresse 0b00000000. På denne måde deler de begge den samme adresse, og de fungerer som et par.

Datastifterne D10 og D11 (ben 12 og 13) er forbundet til afbrydere på encoder-siden og til relæmoduler på dekoder-siden. Baseret på positionen for kontakten på encoder-siden overføres informationen til dekoderen, og det tilsvarende lys skiftes.

De to relæmoduler får strøm fra 5V-forsyningen fra 7805-regulatoren, og indgangsstiften er forbundet til dekodermodulet. Belastningerne er forbundet via relæmodulet, så forbindelsen til lasten kun er fuldført, når relæet er lukket.

Bemærk: Brug af et 9V batteri til at drive modtagerens opsætning fungerer muligvis ikke korrekt, da batteriet ikke er stærkt til at levere tilstrækkelig strøm til relæmodulet. Brug i så fald et 12V batteri eller adapter.

Advarsel: Der kræves stor forsigtighed under håndtering af 220V vekselstrøm. Sørg for, at forbindelsen er i overensstemmelse med kredsløbet, og for begyndere anbefales det at bruge koblingsboks (Spike-boks), der har sikring. Også dine ledninger skal være af højere sporvidde, så de kan bære den krævede strøm og ikke forbinde belastninger, der bruger mere end 8A strøm.

Arbejde med RF-kontrollerede husholdningsapparater:

Som vi så, er kredsløbet til projektet meget simpelt og let kan tilsluttes i et brødbræt, dette kredsløb er bygget uden nogen mikrocontroller. Jeg har brugt to brødbrædder, den ene til senderdelen og den anden til modtagerdelen. Jeg har også brugt to AC-lamper til at demonstrere projektet. Når du er færdig med forbindelserne, skal opsætningen se ud som noget nedenfor.

Her er brødbrættet, der drives af 9V-batteriet, senderkredsløbet, og det andet, der drives af 12V-adapter (ikke vist på billedet), er modtagermodulet. AC-forsyningen er taget fra den sorte koblingsboks vist ovenfor. Vi har også to relæer til at styre de to vekselstrømsbelastninger uafhængigt. Den gule ledning udgør faseforbindelsen, og den grønne ledning er den neutrale forbindelse.

Når vi har tændt for begge kredsløb, kan vi begynde at skifte vekselstrømsbelastningen ved hjælp af de to kontakter, der findes på senderkredsen. Når afbryderen er lukket, forbinder den stiften D13 på koderen IC med jorden, og denne værdi sendes til dekoderen IC via RF-mediet.

Efter at dekoderen modtager, gør værdien af D13 også sin D11-pin til at være nul. Dette betyder, at der ikke gives spænding til relæmodulets indgangsstift, og fasekablet vil blive forbundet via Common (Com) og de normalt lukkede (NC) terminaler. Det samme sker omvendt for at slukke for lasten.

Du kan nu lege rundt om denne opsætning ved at skifte dine kontakter, og dine AC-belastninger skal også skiftes i overensstemmelse hermed. Rækkevidden af disse moduler kunne udvides (testet op til 3 meter) ved hjælp af antenne på sendermodulet. Tjek videoen nedenfor for fuld demonstration.

Håber du kunne lide projektet og nød at bygge noget lignende. Hvis du er i tvivl, kan du sende dem på vores fora eller på kommentarerne nedenfor. Vi mødes ved et andet interessant projekt indtil da glad automatisering.