Радиоуправление. Переходим на МК.

[roman.com]

И ещё... очень важный момент! Например выше копеин делал машинку на таких же модулях fs1000a 433 МГц.
В отзыве написал:

Дальность связи с питанием передатчика с акб от сотового 4-5 метров, надо повышать напряжение самого модуля радиопередатчика.

Мне стало интересно, почему дальность получилась 4-5 метров... хотя сами модули fs1000a 433 МГц прекрасно работают намного дальше (минимум в 10 раз дальше: 50 метров и более... стабильно). Поэтому я взял такие же модули и такой же МК. Оказалось всё очень просто.

Сами модули (как я писал уже выше) обеспечивают уверенную связь до 100 метров по прямой. Но стоит мне только включить питание МК и связь уменьшается до нескольких метров. Оказалось что сам МК даёт такие сильные радиопомехи, что глушит приёмник fs1000a 433 МГц. Чётко слышно как работает МК (тррр... ). Кстате, это ещё одна причина, по которой надо перевести радиомодуль в линейный режим - можно прослушивать все помехи в эфире. Даже слышно как работает МК в пульте (при выключенном передатчике), если поднести МК близко к приёмнику... Покрутил частоту приёмника туда-сюда. МК слышно только на определённых частотах. Поэтому можно просто перестроить приёмник на другую частоту (если есть возможность перестроить и передатчик тоже). Выше я собирал сверхрегенератор на 125 Мгц. Я нашёл такую частоту, на которой помехи от МК не прослушиваются... А ещё выше проводил эксперименты с супергетеродином. Там ситуация похожая...

Короче. При сборке/настройке схемы надо обратить особое внимание на все внутренние помехи в схеме(бортовые помехи) :
-помехи от МК
-помехи от работающих двигателей
-помехи от реле
....
Помехи не приводят к ложным срабатываниям (благодаря мощному алгоритму), но уменьшают дальность связи (забивают приёмник).
Правильная разводка платы и экранировка, а так же фильтры по питанию... уменьшают внутренние помехи. Кстати.. об этом всём подробно написано в книжке Миля - "радиоуправляемые модели".

Вообщем.. перед запуском модели, ещё раз рекомендую послушать сигнал на выходе приёмника (при выключенном передатчике), и убедиться, что кроме шума приёмника никаких посторонних сигналов (помех) нет. Шум приёмника должен быть ровный, чистый, как в обычной рации с ЧМ.

[botchin]

Получил (наконец, августь, отпуски) свои модулей FS100A и XY-MK-5V - 433MHz.

Посколько не доверяю roman.com сделал свой замеръ.
Условия замеров - передатчик
- питание 4,76В
- антена 25см прямой провод
- расстояние до приемника
-- 1м - воздух
-- 6м - кирпичная стена (внутренная)
-- 8м - 2 * кирпичная стена (внутренная) + касателная до железо бетона (межетажная лестница)
-- 11м - 2 * кирпичная стена (внутренная) + железо бетона (межетажная лестница) + железобетон (межетажная плита ??? - по нашему плоча)
Условия замеров - приемник
- антена 34см скрученной в спирали
- питание 5В

Замеръ проводил на входе ОУ после приемника, на въходе первого ОУ (усилителя) и на въходе ТШ.
обозначил через 1, 2 и 3.

резултат:

На нижнем осцилограмму всегда сигнал в въходе (т.3). Еще раз - ето сигналъ снятъ с приемника. Реалнъе.

Сделал и усилителя предложеннъй roman.com - усилитель ограничителя. Проверил и его работу. На дистанцию возле 10м сигнал с ОБЕИХ пропадает. Если и есть разница в расстояние приема то она въразается сантиметрами (до 25см - на 10м - передатчик находился на ступенки лестницъ).
Сигнал с обеих въхода (ТШ и ОУ) въглядел примерно так
верх ОУ, низ ТШ.

Подключил кодера и декодера на 8 дискретнъх команд. Через въхода ТШ увереннъй прием на все расстояния до около 10м. Здесь стоит упомянуть, что поднял питание передатчика до 5В (ето мой недосмотр - опътъ проводил на 4.76В). Через усилитель ограничителя - не добился никакого приема и с расстояние 0,5м - несмотря на приличнъе осцилограммъ.

Прошу ети даннъе не принимать как точку отсчета, закона. Для моих кодер/декодер нужен хороший сигнал (ето я писал давно). Если на усилителя ограничителя сделать хорошую математику, то и он будеть работать. Или что-то другое.

Как-то так.

[Денис]

Прошу ети даннъе не принимать как точку отсчета

Давно хотелось провести данные эксперименты с подобными модулями, но у меня их нет.
Интересует еще один вопрос про них.
Если не трудно, то посмотрите какую частоту суперизации там делают?



Её можно посмотреть даже без включения передатчика в точке "1".
Если на частоте 27 МГц её делают в пределах 30 - 50 кГц, то интересно какая она в данном случае, т.е. на 433 МГц
Также интересует форма этих импульсов. В идеале она должна быть "пилообразной" и интересно, какая она у китайцев.
Частота суперизации же у нас определяет полосу пропускания приемника, да и чувствительность тоже.

[botchin]

Запросто


1MHz / 20 mV

Имеем в виду, что в етой точке подключен штатнъй ОУ, ОУ по схеме roman.com и осцилограф

Извини за качество - web камера.....

Еще

с красной линии обозначил недостающего транзистора !!!!!???? А модуль работает. Я взял два комплекта, тестировал один. После теста заметил что там транзистора-то НЕТ!!!!?????

[Денис]

Извини за качество - web камера.....

Все нормально. Спасибо.
Главное частота.
В принципе я так и предполагал, что порядка 1 МГц

[roman.com]

Ну и что у нас тут..)) Ну вот.. появились осциллограммы. Посмотрели.. изучили работу заводского радиомодуля.. Ещё раз убедились... Всё как и ожидалось.

Условия замеров...

Вообще...при сравнеии двух схем, точные условия не важны. Главное чтобы в процессе эксперимента условия не менялись.

Сделал и усилителя предложеннъй roman.com - усилитель ограничителя. Проверил и его работу. На дистанцию возле 10м сигнал с ОБЕИХ пропадает. Если и есть разница в расстояние приема то она въразается сантиметрами (до 25см - на 10м - передатчик находился на ступенки лестницъ).

Эх... ну хоть бы справочник какой бы открыл.. учебник физики чтоли... Зависимость средней мощности сигнала от расстояния... я даже не знаю. Получается так:
1- на расстоянии 10 метров - сигнал есть.
2- на расстоянии 10,25 метров - сигнала никакого нет.
Мдя...

Проще говоря:
Хотя "китайца" настроили порог срабатывания ТШ довольно точно, но при 10 метрах ТШ уже не работает.
А простой усилитель (или усилитель-ограничитель) работает (с шумами, но работает).

Через въхода ТШ увереннъй прием на все расстояния до около 10м... Через усилитель ограничителя - не добился никакого приема и с расстояние 0,5м - несмотря на приличнъе осцилограммъ.

Не удивительно, если делать всё на прерываниях (работа МК по фронтам импульсов).

Для моих кодер/декодер нужен хороший сигнал (ето я писал давно). Если на усилителя ограничителя сделать хорошую математику, то и он будеть работать.

Ну вот. Пришли к нормальному выводу.

Вывод из всего выше сказанного за нас уже написал aen:

Все это справедливо при очень сильном сигнале поступающем на приемник.
Если сигнал будет слабый, то на выходе частотного детектора получим наши импульсы команд зашумленные и чам слабее сигнал, то больше будут шумы и может наступить такой случай, что сигнал уже будет невозможно выделить из этих шумов.
Выделение из шумов, если такое будет необходимо можно делать и программными методами и аппаратными, но думаю Вам пока это не нужно, т.к. я понял Вы хотите просто поэкспериментировать и не будете разносить все это на большое расстояние, а при маленьком расстоянии импульсы будут довольно чистые и не зашумленные...

Я только добавлю: Если хотим сделать простой кораблик, который работает на пару сотен метров, то не стоит заморачиваться со сложными алгоритмами обработки сигнала. Спаяли передатчик на двух транзисторах и взяли простенький приёмничек. И готово. )))

Кому нужен просто кораблик, то может так и сделать.

А я напомню главную цель этого форума (написал на первой странице этого форума):

Продолжаем учиться. Цель-получить опыт и знания...

Поэтому продолжим.

[botchin]

Продолжаем ...

За зоной уверенного приема.

Напомню - при питание передатчика 5В мъ получили увереннъй прием на расстояние 10м.

Сделал что-то такое

Особо не думал. ТШ с автоподстройки порога срабатъвания. Добавилось еще метр. Правда (у меня на въходе декодера светодиодъ) после 10м диодъ начинают моргать!!! теряются пакетъ. Но думаю, 11м внутри дома, через стенки и железобетона для модуля за 2евро - неплохо.

Посмотрел на осцилографа - на въводе 2 U2 треугольное (точнее експонента) напряжение размахом до 1В (при передатчик на 1м). можно увеличить кондензаторъ С1, С2 и/или R4,R5. Не буду делать - лень.

PS: Сообразил, что усиление первого каскада дожно бъть как в заводском модуле. Поставил как там. Въигръш не столь большой. Где-то около 2 ступени лестницъ - вот такая единица измерения. Дальше копать не буду .....

[Денис]

при питание передатчика 5В мъ получили увереннъй прием на расстояние 10м.

А мне вот уже давно хочется придумать приемник, что бы по сложности, в том числе и настройки он мало отличался от сверхрегенератора, а по параметрам был намного лучше, поэтому, если не трудно, то не смогли бы Вы сделать осциллограмму в точке "2" и в точке "3" с антеннами на передатчике и приемнике длиной по 5 см?
Расстояние между передатчиком и приемником должно быть 5 метров.
Это мне так квартира позволяет разносить, что удобно.



Я бы эти параметры взял за отправную точку и смог сравнивать свои результаты с этими.

Если при таких условиях вообще ничего не принимается, то антенны удлинить и написать какие они получились.
Сигнал в точке "2" нужно получить с шумами, с уровнем которого я и буду сравнивать свой.

[botchin]

Денис, сделаю. Только вот с 5м проблема. В смъсле, что если 5м то я должен поставить за стенкой, а 4.5м уже будут в той же комнате. Думаю, вас устроить и 4.5м

Сейчась у меня немножко дела, но думаю, к вечеру сделаю.

[Денис]

Думаю, вас устроить и 4.5м

Устроит конечно и при этом особой срочности нет. Меня данная мысль уже несколько лет не покидает и неделя раньше или позже роли не играет.

В принципе нужно варьируя антеннами нужно получить не совсем уверенный прием. Какие при этом получатся антенны определите сами во время эксперимента.
Тогда у меня будут данные, что вот на расстоянии 4,5 метра с такими то антеннами сигнал имеет такой то вид, т.е. что бы было видно сам сигнал и уровень шумов.
Это будет для меня отправной точкой для сравнения.

[roman.com]

За зоной уверенного приема. Сделал что-то такое...

Остался только один вопрос - а зачем?))

В принципе нужно варьируя антеннами нужно получить не совсем уверенный прием. Какие при этом получатся антенны определите сами во время эксперимента.

У меня эти модули работатют на 5 метров вообще без антенн. Чтобы получить сигнал с шумами, надо или покрутить в пространстве.. или поймать точку замирания.

Правда я не понял...

А мне вот уже давно хочется придумать приемник, что бы по сложности, в том числе и настройки он мало отличался от сверхрегенератора, а по параметрам был намного лучше, поэтому, если не трудно, то не смогли бы Вы сделать осциллограмму в точке "2" и в точке "3" с антеннами на передатчике и приемнике длиной по 5 см?

Придумать свой приемник... А такое возможно?))

[botchin]

(кликабелно)
Расстояние 4,5м - воздух.
под снимок первое число длина антенъ. Потом вольт/дел - верх, вольт/дел - низ и разница в амплитуду на въходе ВЧ части приемника.
Для длинъ 5 и ниже очень чувствителное к прохождение мимо его. И не только на линию приемник-передатчик.
На 8, 4 и 3.5 в верхней части нижней осцилограммъ иногда появляется сигнал звуковой частотъ.

Последная (вправо - вниз) на стороне передатчика антенна 2см, на приемника 34см. В верхей части доволно кръпнъе помехи с ампл. 1/4-1/3 полезного сигнала.

Рад буду если помог.

[Денис]

Рад буду если помог.

Конечно помогли.
Спасибо.
Теперь у меня есть отправная точка. Я что то тут в деревне никак не смог найти подобные модули для своих экспериментов, а заказать через Интернет, все как то руки не доходили.
Все картинки скопировал. Теперь буду экспериментировать и сравнивать с этими данными.
Я давно эту идею вынашиваю, придумать что то простое и доступное и при этом получше, чем сверхрегенератор. Периодически забрасываю, а потом опять возвращаюсь.

[botchin]

Денис, я вчера не под правилнъм углом смотрел. Частота суперизации 500KHz. Сегодня увидел.

[Денис]

Частота суперизации 500KHz

Понял.

[roman.com]

такс... что у нас тут)) Решил ещё немного поковырять чудо техники fs1000a 433 МГц. )) Чуть уменьшил усиление приёмника fs1000a 433 МГц..

Далее... Обработка сигнала с приёмника. У нас аналог заводского радиомодуля. Вообще все заводские радиомодули работают одинаково. Входной сигнал оцифровывается и далее вся обработка идёт уже в цифре.

Вообще... при передачи "цифры" нам важно знать только одно: есть импульс ("1") или нет импульса ("0") в данный момент времени (t).
Все остальные параметры импульсов (длительность, скважность, амплитуда, фаза, фронт... ), всё это нас не интересует.

В последней схеме мы использовали типа дифференциального цифрового фильтра. Наш МК определяет импульсы по уровню сигнала. Причём наш МК измеряет не абсолютное значение уровня сигнала, а изменение уровня сигнала на входе МК. По изменению уровня сигнала, МК восстанавливает из зашумлённых импульсов наш манчестер. Схематично у нас получилось вот так:

4.JPG

(182.31 КБ) 701 скачивание

5.JPG

(160.89 КБ) 482 скачивания

Вообщем смысл ясен))

При хорошем сигнале всё как обычно работает чётко. Все импульсы МК распознаёт чётко. Далее записываем в буфер FIFO. Затем считаем контрольную сумму. У нас CRC-16...

10.gif

(13.35 КБ) 599 скачиваний

При слабом сигнале МК ещё может распознать импульсы в шумах... Но не все. Половина пакетов теряется (контрольная сумма не совпадает). Если контрольная сумма не совпадает, то МК выкидывает пакеты из буфера FIFO.
Но даже приняв половину пакетов, можно управлять моделью нормально (правда с небольшими задержками):

3.gif

(15.84 КБ) 404 скачивания

А далее...

Если сигнал будет слабый, то на выходе частотного детектора получим наши импульсы команд зашумленные и чам слабее сигнал, то больше будут шумы и может наступить такой случай, что сигнал уже будет невозможно выделить из этих шумов...

Получили тот самый случай))) Простыми алгоритмами сигнал уже невозможно выделить из этих шумов...

2.gif

(15.98 КБ) 929 скачиваний

Всё ясно. Алгоритм у нас слабенький...

[roman.com]

Это мы просто для интереса использовали алгоритмы работы старых заводских модулей... из серии МRFхххх ... типа MRF49XA... RFM69HW...

Во всех современных заводских радиомодулях на выходе детектора никаких усилителей нет. А сигнал с детектора подаётся прямо на АЦП. Например радиомодуль из серии ССхххх ... или из серии Siхххх ... или из серии nRF24L01+...
Причём судя по даташиту, АЦП в некоторых радиомодулях стоит не на выходе детектора, а на выходе УПЧ (оцифровывает ПЧ).

RX 1.JPG

(126 КБ) 668 скачиваний

Ну да ладно)) Суть от этого не меняется. Короче... чтобы повысить дальность связи, нам нужен нормальный АЦП (поставим на выходе приёмника).

1.jpeg

(29.83 КБ) 900 скачиваний

В нашем МК есть АЦП. Осталось придумать как его использовать...

Просто к слову... Недавно сгорел порт в моём любимый Wi-Fi роутере... Стало интересно поковырять схемку. Оказалось что в Wi-Fi роутере стоит такой же точно ППП (приёмник прямого преобразования), как и везде...

6.jpg

(157.77 КБ) 726 скачиваний

Вообщем.. техника не далеко от нас ушла))) Везде одни ППП... Выше их уже подробно обсуждали...
http://the-mostly.ru/misc/priemniki_pry ... nalov.html
http://radiokot.ru/start/analog/practice/18/

[roman.com]

И ещё... Есть всякие интересные программки для записи звука на компьютер... Типа таких: http://www.ultraprice.by/menu2471.html
Можно использовать вместо осциллографа))

Вот для примера я подключил наш модуль ... fs1000a 433 МГц к компу. Видим код нашего "кораблика" ... Во дворе сработала автосигнализация на нашей частоте 433 Мгц. Записали оба кода... и сравнили...

7_1.jpg

(187.14 КБ) 1275 скачиваний

Видно, что автосигнализация тоже работает манчестером. Ложных срабатываний кораблика нет (у нас коды разные). Просто наш кораблик останавливается и ждёт... пока выключится автосигнализация.

А вот сработала другая автосигнализация...

8_1.jpg

(205.25 КБ) 1105 скачиваний

Код уже другой. Но тоже ничего страшного для нашего караблика не будет))

Ужас... )) Эти сигнализации срабатывают одна за другой... Надо менять наш модуль fs1000a 433 МГц на другой. Например fs1000a 315 МГц или fs1000a 330 МГц... )))

Ну вот... Делали радиоуправление для кораблика, а получили радиосканер для автосигнализаций))

[roman.com]

Такс.. на чём мы остановились)) Продолжаем изучать новые технологии...

1-Посмотрели осциллограммы работы заводского радиомодуля при разном уровне сигнала. Изучили алгоритм работы заводского радиомодуля. А именно: алгоритм выделения полезного сигнала из зашумлённые импульсов при слабом сигнале.:

1.jpg

(178.26 КБ) 981 скачивание

Сравнили с осциллограммами нашего самодельного радиомодуля при разном уровне сигнала. В качестве самодельного радиомодуля мы ипользовали обычный сверхрегенератор. Передатчик - 100% АМ (ОOК). Посмотрели осциллограммы на выходе сверхрегенератора при разном уровне сигнала. И особенно - зашумлённые импульсы при слабом сигнале:

2.jpg

(125.96 КБ) 382 скачивания

Такие же импульсы мы получили при использовании в качестве самодельного радиомодуля супергетеродина из обычной рации. Передатчик с узкополосной ЧМ (FSK).

Написали свою программку для МК, с таким же алгоритмом как в заводском радиомодуле... Только немного усовершенствовали))

4.JPG

(182.31 КБ) 874 скачивания

Всё работает чётко.

P.S. Думаю, всё ясно. И больше не дубут задавать вопросы типа: "как ты из зашушлённых импульсов получаешь "чистые" импульсы..."

[roman.com]

2-
В последнем эксперименте мы использовали заводские радиомодули:

fs1000a.jpg

(60.77 КБ) 741 скачивание

Провели тест на дальность. Получилось так:

-Частота 433,92 Мгц.
-Мощность передатчика TX ~0,005 Ватт (при 5 вольт).
-Чувствительность приёмника RX ~1,2 мкВ (при 5 вольт).
-Антенна 1/4 штырь.

Дальность устойчивой связи fs1000a, в зависимости от высоты антенны:

-Высота антенны TX = 0 метров. Высота антенны RX = 1 метр.
-дальность в чистом поле - до 170 метров.
-дальность в мелком лесу - до 120 метров.
...
-Высота антенны TX =10 метров. Высота антенны RX = 1 метр.
-дальность в мелком лесу - более 600 метров.
-дальность по трассе - более 900 метров.
...

Затем эти модули мы немного перепаяли... )) Дальность немного увеличилась. Но существенного увеличения дальности (в разы) не получили. Ну и ладно.)) Вывод - нужен более мощный алгоритм... Займёмся этим позже..))