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Radiofrecuencia: sistema TX/RX a 433MHz

1. Transmisor de radiofrecuencia de 433MHz

Transmisor TX de radiofrecuencia de 433MHz

Este módulo de radiofrecuencia de 433MHz es un transmisor de datos en UHF para montaje en circuito impreso (PCB). Cuando trabaja con el receptor de 433MHz que lo complementa, conformando un sistema TX/RX, permite la implementación de enlaces de datos de radiofrecuencia de forma muy simple, alcanzando distancias de hasta 80 metros dentro de edificaciones o 350 metros en campo abierto cuando opera con la fuente de 12V.
 
Especificaciones técnicas:
  • Señal de radiofrecuencia: Modulación ASK (Modulación por Desplazamiento de Amplitud)
  • Fuente de alimentación: 12V (también disponible en versiones de 3V y 5V)
  • Consumo de corriente: <16 mA
  • Potencia de transmisión: 13 dBm
  • Desviación de frecuencia: +- 75kHz

Características

  • Alcance útil hasta 350 metros (12V), 230 metros (5V), 160 metros (3V)
  • Disponible en frecuencias de 433.92 MHz (433MHz) y 315.0 MHz
  • Velocidades de transmisión hasta 20kbps

Disponible para operar a 315 MHz y 433.92 MHz (433MHz), este sistema TX/RX de radiofrecuencia minimiza la radiación espuria y susceptibilidad. El transmisor es compatible con aplicaciones inalámbricas de enlaces de datos uno-a-uno o de varios nodos: apertura de puertas de garaje / compuertas, monitoreo remoto de procesos industriales, seguridad de edificios, Punto Electrónico de Ventas (EPOS) y seguimiento del inventario, interruptor remoto, lámpara de control remoto, sistema inalámbrico TX/RX de llamadas, etc.

Pinout (patillaje)

Pinout del transmisor TX de radiofrecuencia de 433MHz

  1. Vcc: Alimentación de CC regulada. Contenido máximo de rizado 0.1Vpp
  2. DATA: Entrada de señal modulada. Acepta datos digitales serie a niveles de 0V a 5V.
  3. GND: Referencia (tierra) del suministro de DC.
  4. ANT: Entrada de 50 ohm de la antena.

Valores máximos absolutos
La superación de los valores indicados a continuación puede causar daños permanentes en el transmisor:

Máximos del transmisor TX de radiofrecuencia de 433MHz

Especificaciones de desempeño

Especificaciones del transmisor TX de radiofrecuencia de 433MHz

Consideraciones para el montaje
El circuito puede montarse verticalmente u horizontalmente sobre la placa base. Las buenas prácticas de diseño de radiofrecuencia deben ser observadas, en particular, cualquier retorno de tierra requerido por la antena o la alimentación debe estar conectado directamente a la patilla RF GND en el terminal de antena del módulo, y no a la patilla de 0V que se configura sólo como una tierra de CC. Todas las pistas de conexión deben ser lo más cortas que sea posible para evitar cualquier problema con la recepción de parásitos de RF.
Si la conexión entre el transmisor y la antena no forma parte de la propia antena, debe hacerse utilizando línea de microcinta o cable coaxial de 50 ohm o una combinación de ambos. Es conveniente (pero no esencial) llenar todo el área del PCB no utilizada alrededor del módulo con un plano de tierra.

Requisitos para la antena
Se recomiendan y aprueban tres tipos de antena:

Antena del módulo TX/RX de radiofrecuencia de 433MHz

  • Helicoidal
    Bobina de alambre, conectada directamente al pin 2, circuito abierto en el otro extremo. Esta antena es muy eficiente, dado su pequeño tamaño (20 mm x 4 mm de diámetro). La antena helicoidal es una antena de alta Q, recortar la longitud del hilo o expandir la bobina para obtener resultados óptimos. Las antenas helicoidales se desintonizan mucho con la proximidad a otros objetos conductores.
     
  • Lazo
    Un lazo de pista de PCB sintonizado por un condensador fijo o variable a tierra en el extremo "caliente" y alimentado desde el pin 2 en un punto a 20% desde el extremo de tierra. Los lazos tienen inmunidad a la desintonización por proximidad.
     
  • Látigo
    Este es un alambre, varilla, pista de la placa o combinación conectado directamente a la patilla 2. La longitud total óptima es 15.5cm (1/4 de longitud de onda a 433MHz). Mantenga el extremo del circuito abierto (“caliente”) lejos de componentes de metal para evitar graves pérdidas de sintonía. Los látigos son sensibles a los planos de tierra y se beneficiarán de los radiales internos a tierra de ¼ de longitud de onda, si el producto es pequeño y está revestido de plástico.

La elección de la antena y su posición controlan directamente el alcance del sistema TX/RX. Mantenerlo libre de otro metal en el sistema, particularmente el extremo ‘caliente’. La mejor posición de lejos, es ubicarlo sobre la parte superior del producto. Esto a menudo no es deseable por razones prácticas / ergonómicas, por lo que se debe alcanzar un compromiso. Si se debe usar una antena interna, tratar de mantenerla alejada de otros componentes metálicos, en particular los grandes, como transformadores, baterías ,planos de tierra y pistas en circuito impreso. El espacio alrededor de la antena es tan importante como la propia antena.

Advertencia: No lave el circuito. No está herméticamente sellado.

2. Receptor de radiofrecuencia de 433MHz

Este es un receptor miniatura de datos en UHF,superregenerativo, para montaje en circuito impreso (PCB). Con el transmisor correspondiente (13dBm), permite la implementación sencilla de enlaces TX/RX inalámbricos de datos a velocidades de hasta 4.8kbps y distancias de hasta 40 metros dentro de edificios o 110 metros en campo abierto.

Receptor RX de radiofrecuencia de 433MHz

Resumen técnico

  • Conversión individual ASK superregenerativa
  • Fuente de alimentación: 5V
  • Consumo de corriente: 2.2mA

Características

  • Diseñado para cumplir con la norma EN 300 220-3 (radio) y EN 301 489-3 (EMC)
  • Velocidades de hasta 4.8kbps
  • Alcance utilizable de hasta 110 metros
  • Versiones disponibles en 433.92 MHz (433MHz) y 315.0MHz
  • Versiones disponibles: regulado y no regulado
  • Adopción de inductancia Murata ajustable para estabilizar la frecuencia
  • Rápido tiempo de establecimiento de datos

Disponible para operar en 315 MHz y 433.92 MHz, el receptor minimiza la radiación espuria y susceptibilidad. Es compatible con aplicaciones inalámbricas de enlaces de datos uno-a-uno o de varios nodos: Alarma de seguridad de coches, sistema de alarma  antirrobo para motos, lámpara remota, monitor remoto para niños, etc.

Debido al pequeño tamaño y el bajo consumo de corriente, es ideal para utilizar en aplicaciones portátiles inalámbricas de pilas, tales como terminales portátiles.

Pinout (patillaje)

Pinout del receptor RX de radiofrecuencia de 433MHz

  • GND (pin 1)
    Tierra del suministro de DC
  • DATA (pin 2)
    Salida de datos digitales. Puede ser utilizado para alimentar decodificadores externos. Los datos son datos verdaderos, es decir, como se ingresan al transmisor. Internamente conectado al pin 3.
  • DATA (pin 3)
    Salida de datos digitales. Puede ser utilizado para alimentar decodificadores externos. Los datos son datos verdaderos, es decir, como se ingresan al transmisor. Internamente conectado al pin 2.
  • VCC (pin 4)
    Suministro de 5V CC regulada, conectado internamente al pin 5. Contenido máximo de rizado 0.1Vpp.
  • ANT (pin 5)
    Entrada de antena de 50 ohm

Valores máximos absolutos
La superación de los valores indicados a continuación puede causar daños permanentes en el receptor:

Máximos del receptor RX de radiofrecuencia de 433MHz

Especificaciones de desempeño

Especificaciones del receptor RX de radiofrecuencia de 433MHz

Notas:

  • La corriente se incrementa a niveles superiores de entrada de RF (>-20dBm o más)
  • Las cifras típicas son para la señal en la frecuencia central, las cifras máximas son para una desviación de +-75kHz
  • La antena tiene una gran influencia en el módulo receptor, lo mejor para la recepción es una antena de ¼ de longitud de onda.
  • El tiempo de ajuste de datos debe leerse antes de utilizar el módulo.

Consideraciones para el montaje
Puede montarse verticalmente u horizontalmente sobre la placa base. Las buenas prácticas de diseño de RF deben ser observadas, en particular, cualquier retorno de tierra requerido por la antena o la alimentación debe estar conectado directamente a la patilla RF GND en el terminal de antena del módulo, y no a la patilla de 0V que se configura sólo como una tierra de CC. Todas las pistas de conexión deben ser lo más cortas que sea posible para evitar cualquier problema con la recepción de parásitos de RF.
Si la conexión entre el receptor y la antena no forma parte de la propia antena, debe hacerse utilizando línea de microcinta o cable coaxial de 50 ohm o una combinación de ambos. Es conveniente (pero no esencial) llenar todo el área del PCB no utilizada alrededor del módulo con un plano de tierra.

Advertencia: No lave el circuito. No está herméticamente sellado.

El receptor adopta el modo ASK, cambiará un poco el ancho del pulso de datos recibido al recibir datos desde el transmisor, por lo que debe hacer una cierta medida correspondiente al compilar los datos inalámbricos. Por ejemplo:
"1" Si el nivel alto es inferior a 500 us al recibir datos de decodificación puede ser juzgado como "1".

Receptor RX de 433MHz: nivel 1

"0" Si el nivel alto es más de 500 us al recibir datos de decodificación puede ser juzgado como "0".

Receptor RX de 433MHz: nivel 0

El código de preámbulo puede adoptar "1" o "0", el código inicial puede adoptar 2ms de nivel bajo.

Uso del modulo de radiofrecuencia de 433MHz con un microcontrolador PIC

La forma más practica, efectiva y recomendable para usar este modulo es por medio de los circuitos integrados HT12E y HT12D, que conforman una pareja de encoder y decoder respectivamente para control remoto.

El encoder se conecta al modulo transmisor, mientras que el decoder se conecta al modulo receptor. En el circuito de la figura anterior los interruptores conectados en los pines AD8-11 son los que permiten enviar la señal de control al actuar sobre ellos, activando el pin correspondiente D8-D11 (el nivel activo es BAJO) en el receptor. Los interruptores en el transmisor se pueden reemplazar fácilmente por los pines de un microcontrolador, de tal forma que al colocar un nivel BAJO en uno de los pines se envie la señal de control al receptor.

Como se ha indicado, este metodo es sumamente confiable ya que la comunicacion por radiofrecuencia esta totalmente asegurada debido a las elevadas prestaciones de los integrados HT12E y HT12D; otros metodos, como el uso del modulo USART o codificacion Manchester presentan muchos errores de conexion, siendo muy poco recomendables.

 


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