この記事では、RF トランスミッターとレシーバーについて学びます。 また、そのアプリケーションと機能のいくつかについても検討します。
RFモジュールとは何を意味しますか?
名前からわかるように、RF モジュールは無線周波数で機能します。 その周波数帯域は通常 30 kHz ～ 300 GHz の範囲にあります。 このデジタル データは、RF システムにおける搬送波の振幅の変化の形で表すことができます。 また、この変調タイプは振幅シフト キーイングであり、ASK と表示されます。
RF レシーバーと RF トランスミッターは RF モジュール内にあります。 さらに、(Tx/Rx) 送信機/受信機ペアの周波数は 434 MHz です。 RF トランスミッターは通常、シリアル データを受け取り、ピン 4 に接続されたアンテナを介して無線周波数でワイヤレスでデータを配信します。 このトランザクション速度は毎秒 0 ～ 10 キロビットの間になります。 送信機と同様の周波数で機能する RF 受信機は、通常、送信されたすべてのデータを受信します。
キャリア周波数を完全に抑制するロジック 0 の送信中、送信機は通常電力をまったく消費せず、バッテリー動作時の消費電力も少なくなります。 ロジックが一度送信されると、キャリアは 3 ボルトの電源で約 4.5mA に完全にオンになります。 データは送信機から同調受信機にシリアル送信されます。 また、データ転送のために、RF 送信機と受信機が 2 つのマイクロコントローラーに接続されます。
このトランスミッタは、無線周波数を利用してエンコードされたシリアル入力を送信するのに役立ちます。 次に、この受信モジュールは、送信源から離れた場所に配置された送信信号全体を受信します。 したがって、RF 信号は特定の周波数とボーレートで送信されます。
この RF 受信機は、送信機と同様の周波数で機能する場合にのみ、送信されたデータを受信することに注意してください。 この送信機モジュールは、送信機から受信した搬送波を増幅するための RF 同調回路と OP アンプを備えています。
RFトランスミッターとは何ですか?
RF 送信機は、アンテナが使用されるとある程度の距離が伝播されるという情報を含む無線信号を作成するデバイスとして説明できます。 初期の RF 送信機は、通常 RF 信号を生成するために 2 つの電極の間に配置されるスパーク ギャップ送信機として知られていました。 通常、照明によってラジオに静電気が生じるのと同じように、このスパーク ギャップにより受信機に短時間の静電気が生じます。 この方法は、パルスを介して情報を送信する際にモールス信号とともに使用されました。
今日の RF 送信機は、まったく異なりますが、通常、スパーク ギャップ送信機のような特定の原理に基づいています。 最新の送信機では、スパーク ギャップではなく、真空管やトランジスタが使用されています。 また、回路は特定の周波数範囲で発振 RF 信号を生成し、その周波数に一致するように調整されたアンテナに伝送されます。
RF トランスミッターの用途は何ですか?
RF トランスミッタは、さまざまな業界や用途で利用されています。 通常、集積回路で使用されるデバイスは、SMT テクノロジー、フラット パック、THT またはスルー ホール テクノロジーを統合しています。 電気通信業界では、これらの RF トランスミッタは主に金属ラックに収まるように設計されており、キャビネット内に設置できます。
また、RF 送信機は、さまざまな小売店にある電子商品監視システムや無線機でも利用されています。 また、在庫管理システムは、バーコードの代わりとして RF 送信機を利用します。
RF トランスミッタを選択する際のその他の考慮事項は、RF コネクタ、供給電流、供給電圧、特殊機能、およびパッケージです。 いくつかの RF トランスミッターは、可聴または視覚的なアラームのほか、受信や電源オンなどの信号の動作モードを示す LED インジケーターを備えています。
同軸ケーブルに接続し、アンテナを接続できるポートまたはコネクタを備えたものもあります。 通常、RF トランスミッターは屋外での使用を目的として設計されており、耐久性の高い防水設計が特徴です。 さまざまな周波数スイッチと内部校正を備えたデバイスも利用できます。
RF トランスミッターの選択
RF トランスミッターはさまざまな方法で情報を伝送します。 スパーク ギャップ送信機は、OOK (またはオン オフ キー) と呼ばれる、信号をオフまたはオンにするだけで情報を伝達します。 ただし、最新の送信機は、より複雑な方法でこれを実現します。
振幅変調により、ベースバンド信号は搬送波の高さまたは振幅を変化させ、適切な情報コンテンツを作成します。
周波数変調では、正弦波搬送の瞬間周波数が、変調信号の瞬間値に比例する量だけ中心周波数から外れます。
さらに、振幅シフト キーは、送信信号の振幅を変化させることでデータの送信に役立ちます。
FSK として示される周波数シフト キーは、少なくとも 2 つの出力周波数を利用するデジタル変調方式として説明できます。
位相シフト キーは、送信信号の位相がベースバンド データ信号に合わせて変化するデジタル変調方式として説明できます。
433 MHz RF 送信機および受信機
RF モジュールは、IR に比べて膨大な量のアプリケーションを実行できるため、多くのプロジェクトでデータの送信と受信に使用されます。 RF トランシーバー モジュールは常にペアで機能します。 これは、データの送受信に送信機と受信機の両方が必要であることを意味します。 送信機は情報のみを送信し、受信機は情報を受信することのみが可能です。 したがって、データは特定の一方の端から他方の端にのみ送信できます。
トランジスタ モジュールは、グランド、Din、Vcc を含む 3 つのメイン ピンで構成されています。 この Vcc ピンは、3V ～ 12V の広い入力電圧範囲を備えています。 この送信機は通常少なくとも 9mA の電流を消費し、送信中には 40mA に達することがあります。 この中央のピンは、信号を送信するためのデータ ピンと言えます。 信号は ASK を利用して変調され、433MHz の周波数で空中に送信されます。
RF レシーバーモジュールのピン
RF 受信モジュールには 4 つの主要ピンがあります。 これらには、Ground、Linear out、および Vcc が含まれます。 この Vcc ピンには、安定化された 5 ボルト電源を供給する必要があります。 このモジュールの動作電流は 5.5 mA 未満です。 リニア出力とピン Dout は、空気の 433 MHz 信号を受信できるように完全に短絡されています。 信号は指定されたデータを取得するために復調され、データ ピンを介して送信されます。
さらに、ワイヤレス 434 MHz RF モジュールは、主に振幅スーパーヘテロダイン キーイング オーク ベースのモジュール (オンオフ キーイング) です。 RF モジュールの設計は、433 MHz の周波数で機能する RF 受信機または RF 送信機を基準にして行われます。 RF モジュールは通常、エンコーダ/デコーダのペアとともに使用されます。 これは、HT12E および HT12D IC チップを備えた RF エンコーダおよびデコーダ インターフェイス ボードとして説明できます。
HT12E は、RF トランスミッターのデータのエンコードに役立つだけでなく、RF レシーバーが受信したデータのデコードに使用される HT12D にも役立ちます。 このモジュールは、433.xx MHz 機能用に調整された SAW 共振器で構成されています。 ただし、これらの機能は、スイッチング トランジスタといくつかの受動部品の助けを借りて実行されます。
433MHz RF トランスミッターとレシーバーの特徴は何ですか?
- 送信機の受信周波数は433 MHzです。
- 低消費電力
- 受信機の動作電圧は5Vです
- 送信機の出力電力は4~12 Dbmです。
- 送信機の電源電圧は3V〜6Vです
- 送信機の周波数範囲は433.92 MHzです。
- 受信機の標準感度は 105 Dbm です。
- 受信機の供給電流は3.5mAです
RFモジュールの用途は何ですか?
ロボット車両（遠隔操作）
このロボットは、送受信ユニットによって遠隔制御される移動車両として説明できます。 この場合、4 ビット データのシリアル出力への変換に役立つ HT12E エンコーダが使用されます。 次に、出力の RF モジュールが HT12D シリアル デコーダ集積回路に供給され、その出力がマイクロコントローラーの 1 番目から 4 番目のピンに供給されます。
次に、マイクロコントローラーの送信端は、いくつかの押しボタン スイッチ上でマイクロコントローラー AT89C2051 の 20 番ピンのうち 3 番目に接続されます。
マイクロコントローラー回路図を使用しないロボット工学
エンコーダ HT12E の pin14 はデータ信号が負論理で動作するため、Low 論理信号となります。 このエンコーダは、パラレル信号をシリアル形式に変換し、無線周波数送信機を介して 1 ～ 2 KB/秒の速度で信号を転送するのに役立ちます。 これらの信号は、受信機が受信するとデコードされてパラレル信号になります。
信号は反転された後、このモーターを駆動するためにモータードライバー集積回路に適用されます。 ピン 15、10、7、2 に適用されるロジックを変更することで、モーターの方向を変更できます。
結論
要約すると、RF トランスミッターは、アンテナを使用するとある程度の距離を伝播する情報を含む無線信号を作成するデバイスとして説明できます。 RF トランスミッタは、さまざまな業界や用途で利用されています。 通常、集積回路で使用されるデバイスは、SMT テクノロジー、フラット パック、THT またはスルー ホール テクノロジーを統合しています。
