433MHz:een allesomvattende gids voor de draadloze radioband

Draadloze communicatie maakt informatieoverdracht van het ene punt naar het andere mogelijk zonder gebruik te maken van een overdrachtsmedium zoals een elektrische geleider. Een voorbeeld van draadloze technologie zijn radiogolven met verschillende frequenties zoals 433MHz.

433Mhz is een energiezuinige draadloze radioband. Hoe werken 433 MHz-compatibele apparaten en waarom kiezen voor deze technologie boven standaard Z-Wave en Zigbee?

Blijf in de buurt om meer te weten.

Wat is 433MHz?

433MHz is een draadloze radioband die vaak wordt gebruikt in compatibele huishoudelijke apparaten om signalen te verzenden.

433MHz apparaat

Bovendien bestaat een 433 Mhz RF-systeem uit een ontvanger en zender die radiosignalen tussen twee apparaten ontvangt en verzendt. Het komt ook ten goede aan innovatieve toepassingen zoals draadloze deurbellen, garagedeuren, domotica, toegangscontrole, enz. 

Waaruit bestaat een 433 MHz-verbinding?

Een 433MHz-verbinding heeft drie soorten apparaten die communicatie mogelijk maken en deze bestaan ​​uit een zender, ontvanger en transceiver.

433 MHz RF zender- en ontvangermodules 

Hier zullen we typische 433 MHz RF-zender- en -ontvangermodules introduceren.

Ten eerste hebben we een zender die informatie doorgeeft via een RF van 433 MHz, ondanks beperkte bandbreedtebeperkingen.

Dan is er een ontvangermodule die luistert naar en opdrachten ontvangt.

Ten slotte biedt de transceiver de mogelijkheid om signalen te verzenden en te ontvangen en fungeert daarom als zender en ontvanger.

433Mhz zender

433MHz RF zender en ontvanger pintoewijzing

Laten we nu de pinconfiguratie van de transceiver- en ontvangermodules bespreken.

Zender

DATA-pin – De eerste pin accepteert de digitale gegevens die nodig zijn voor verzending.

VCC-pin – Het fungeert als de voedingspin van de zender. Vaak variëren de positieve gelijkspanningen van 3,5 V tot 12 V. Nogmaals, onthoud dat de voedingsspanning recht evenredig is met de RF-uitgang, omdat een hogere spanning resulteert in een groter bereik.

GND-pin – Het is de aardpen.

Antenne pin – Het maakt verbinding met de externe antenne. Voor een groter bereik in de pin is het aan te raden een stuk soldeerdraad van 17,3 cm te solderen.

Ontvanger

VCC-pin – Het is de voeding van de ontvanger. In tegenstelling tot een zender is 5V aan te raden voor de ontvanger.

DATA-pin – Het functioneert als de uitvoer van de ontvangen digitale gegevens. Omdat er twee interne middelste pinnen aan elkaar zijn verbonden, kunt u er een kiezen voor de gegevensuitvoer.

GND – Het fungeert als de grondpen.

Antenne – Ondanks dat het niet gemarkeerd is, werkt het als een externe antenne. Het bevindt zich naast de kleine spoel linksonder op de radiomodule. Evenzo heeft het een soldeerdraad van 17,3 cm nodig voor een groter bereik.

Specificaties en functies

Zender

Ze omvatten;

• Ten eerste heeft het een zendbereik van 90 meter in open ruimte en een snelheid van minder dan 10 Kbps.
• De frequentiefout is dan maximaal +150kHz met een zendvermogen van 25mW en een stroomuitgang van 500mA piek.
• Ten derde is de werkfrequentie 433,92 MHz, terwijl de modulatiemodus ASK (Amplitude Shift Keying) is.
• De resonantiemodus is (SAW). Het heeft ook een werkstroom van minimaal 9mA en maximaal minder dan 40mA.
• Het heeft ook een IF-frequentie van 1 MHz, een maximale transmissiesnelheid van 300 K en een typische gevoeligheid van 105 Dbm.
• Ten slotte varieert de werkspanning (netspanning) van 3V tot 12V.

Ontvanger

Ze zijn als volgt;

• Een gevoeligheid is groter dan -100dBm (50Ω) en een bandbreedte van 2MHz.
• Ten tweede is de werkfrequentie ook 433,93 MHz, maar de modulatiemodus kan ASK of OOK (Of Hook Keying) zijn.
• Behalve dat het populair en goedkoop is, levert het ook een uitvoer naar de datapin in een gecodeerde vorm.
• Je kunt de frequentie wijzigen met behulp van het beschikbare knooppunt.
• Het heeft ook een IF-frequentie van 1 MHz en een typische gevoeligheid van 105 Dbm.
• Ten slotte is de werkstroom maximaal ≤5,5 mA, terwijl de werkspanning 5,0 VDC + 0,5 V is.

Werkingsprincipe

Zender werk

De zendermodule werkt op 434MHz en maakt gebruik van ASK (handiger dan Frequency shift keying).

433MHz zendermodule werkt

• Eerst geeft het een seriële ingang door via een MCU en gebruikt vervolgens RF om de signalen te verzenden.
• Daarna ontvangt een ontvangermodule aan het andere uiteinde van de gegevensoverdracht de verzonden signalen.
• Daarom voorkomt het toepassen van een lage logica op de DATA dat de oscillator de RF-golf genereert. Omgekeerd stelt een hoge logica op de DATA-pin de oscillator in staat om een ​​constante RF-uitgangsdraaggolf van 433 MHz te produceren.

Ontvanger werk

433MHz ontvangermodule werkt

• Het ontvangt signaalgegevens (433 MHz-frequentie) voordat het in gecodeerde vorm naar de gegevenspin wordt verzonden. U kunt echter een variabel knooppunt gebruiken om de frequenties aan te passen/wijzigen van 315 MHz naar 433 MHz.
• Een decoder of microcontroller zal later het datasignaal decoderen en bekijken.
• Ten slotte heeft het enkele Op-Amps en RF afgestemde circuits die de gevestigde draaggolf van de zender versterken. Vervolgens komt het versterkte signaal in de Phase Lock Loop voordat het wordt gedecodeerd. Het produceert nu een uitvoerstroom met minder achtergrondruis.

Toepassing van 433,92 MHz

• Overheidsradartoestellen,
• Amateursatellieten,
• Netwerken van energiemachines,
• Amateur/Ham-radio zoals DX, Telephony (SSB), Morse (CW), Digital Voice (DV) messaging,
• RFID-apparaten,
• Afstandsbedieningen zoals huissensoren, draadloze schakelaars, op afstand bedienbare jaloezieën,

(infraroodsensor)

• Draadloze instrumenten, en
• IoT (Internet of Things)

Voor- en nadelen van 433,92 MHz

Voordelen

Enkele van de voordelen van 433MHz zijn;

Verbruikt weinig stroom

Vergeleken met andere domotica standaarden zoals Zigbee of Z-wave, verbruikt 433MHz relatief weinig stroom. Het is dus ideaal voor apparaten die op batterijen werken, zoals knoppen of draadloze sensoren.

Een groot draadloos bereik

Ten tweede heeft het voordeel ten opzichte van infrarood in de afstandsbediening dat muren het niet kunnen blokkeren omdat het een radiotechnologie is. Als u zich bijvoorbeeld in een ander deel van het huis bevindt maar een gemotoriseerd rolgordijn bedient, zal niets het radiosignaal belemmeren.

Bovendien heeft het een lagere frequentie in vergelijking met Wi-Fi (2,4/5,8 GHz), Zigbee (2,4 GHz) of Z-wave (868-928 MHz). Het betekent dat het point-to-point frequentiebereik van 433 MHz een belangrijke prestatie is.

Kosteneffectief

Fabrikanten vinden deze apparaten gemakkelijk te implementeren in smart home-producten, wat verklaart waarom ze gemakkelijk en sneller verkopen.

Nadelen

De nadelen die u moet overwegen voordat u een aankoop doet, zijn onder meer:

Ontvanger/zender vereist

Helaas heeft 433 MHz geen directe communicatie met uw pc of telefoon omdat ze geen speciale antenne hebben. Het heeft echter een vergelijkbare functie als premium-standaarden, bijvoorbeeld Z-Wave en Zigbee.

Geen mesh-netwerken

Over het algemeen staat mesh-netwerken apparaten toe om signalen door te geven die bedoeld zijn voor andere netwerkknooppunten wanneer ze onder een vergelijkbare technologie werken. Als u bovendien meer nodes toevoegt, verbetert de betrouwbaarheid van uw netwerk.

Helaas kunnen 433 MHz-apparaten geen mesh-netwerk bouwen. In dit geval raden we Z-wave of Zigbee aan omdat ze de functie hebben.

Is niet zo slim

433MHz-technologie is basis/minimaal omdat het een eenrichtingssignaal heeft (ontvangen of verzenden). Daarom moet je aannemen dat het een signaal heeft gekozen en uitgevoerd, omdat het de signaalcommando's niet bevestigt. Sommige apparaten, met name sensoren, kunnen minder betrouwbaar zijn dan de Z-Wave- en Zigbee-standaarden.

Bovendien geven de apparaten onder de 433MHz-module geen informatie over hun energieverbruik of batterijstatus. En dus moet u het batterijspanningsniveau controleren met een analoge pin.

433 MHz setup-tutorial:sluit de RF-zender en -ontvanger aan op de Arduino UNO

Laten we nu aan een project werken met de lader-compatibele 433MHz.

Vereiste componenten

• Batterijhouder,
• Jumperdraden,
• Powerbank,
• Klein breadboard,
• 1.8” kleuren TFT,
• DHT22,
• 433MHz RF-kit, en
• Goedkope Arduino UNO

Zenderdiagram

De pinverbindingen tussen de componenten en Arduino zijn als volgt;

Arduino-code — voor 433MHz RF-zenders

Hieronder vindt u een samenvatting van de ontvangercode met behulp van de Arduino IDE-interface.

Ontvangerdiagram

Pin-verbindingen zijn in het onderstaande display;

Arduino-code — voor 433MHz RF-ontvangers

Hieronder vindt u een samenvatting van de ontvangercode met behulp van de Arduino IDE-interface.

Hoe het bereik van de 433MHz RF-module te verbeteren？

De antenne die voor de ontvanger en zender wordt gebruikt, heeft een grote invloed op het bereik dat wordt verkregen met de twee RF-modules. Zonder antenne communiceer je over een afstand van 1 meter.

In open ruimtes (buiten) kun je communiceren over een afstand van 50 meter met een uitstekend antenne-ontwerp. Het signaalbereik binnenshuis zal echter een beetje zwak zijn.

Een eenvoudig stuk van de enkeladerige draad is voldoende om een ​​goede antenne voor de ontvanger en zender te bouwen, dus maak het niet ingewikkeld. Houd ook de lengte van de antenne aan, aangezien de diameter niet zo belangrijk is. Een efficiënte antenne heeft een vergelijkbare lengte als de golflengte waarvoor je hem dan gebruikt. Een kwartgolfantenne is beter.

Het berekenen van de golflengte van een frequentie wordt aangegeven met;

Praktische toepassing in de lucht;

Transmissiesnelheid =lichtsnelheid (d.w.z. 299.792.458 m/s)

Zendfrequentie =433MHz

Daarom;

Zoals we hebben gezien, is een antenne van 69,24 cm (afgerond op 70 centimeter band) lang en onpraktisch. Dus een kwartgolf spiraalvormige antenne van ongeveer 6,8 inch of 17,3 cm is idyllisch.

Conclusie

In het kort, de radiofrequentie (RF) 433 MHz-band is een radio-apparaat dat kosteneffectief is, een laag energieverbruik heeft en draadloze mogelijkheden heeft.

We hopen dat je nu een dag wijzer bent op 433MHz-apparaten. Mocht u echter toch nog vragen hebben, dan kunt u contact met ons opnemen.