Python RF хөгжүүлэх хэрэгсэл: 5 алхам

2025 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2025-01-23 15:00

Юуны өмнө би RF -ийн материалд хэрхэн орсон, яагаад энэ төсөл дээр ажиллаж байгаа талаар бага зэрэг танилцуулахыг хүсч байна.

Компьютерийн шинжлэх ухааны оюутны хувьд би техник хангамжид дуртай тул 2018 оны 10-р сараас утасгүй холбооны утасгүй дохио, аюулгүй байдлын чиглэлээр ажилладаг зарим сургалтанд хамрагдаж эхэлсэн. тавиур Arduino RF модулиуд.

Асуудал нь: SDR нь миний хувьд хангалттай зөөврийн биш (үргэлж зөөврийн компьютер, антен гэх мэтийг авч явах шаардлагатай байдаг), мөн хямд Arduino RF модулиуд нь дохионы хүч, тохируулах чадвар, давтамжийн хүрээ, автоматжуулалтын хувьд хангалттай чадваргүй байдаг.

Texas Instruments -ийн CC1101 антенн нь жижиг боловч чадварлаг RF дамжуулагчийн хувьд маш сайн сонголт бөгөөд маш хямд байдаг. Хүмүүс өөрсдийн гараар DIY SDR гэх мэт гайхалтай зүйлсийг бүтээсэн.

Энэ сэдвээр хөндөхийг хүссэн өөр нэг зүйл бол CircuitPython юм. Энэ бол микроконтроллеруудын шинэ програмчлалын хэл бөгөөд би маш олон сайн зүйл сонссон болохоор үүнийг туршиж үзэхийг хүссэн юм. Энэ нь надад маш их таалагддаг нь тодорхой болсон, ялангуяа энэ төсөлд ашигладаг Adafruit -ийн Feather M4 Express самбартай хамт. Кодоо бага зэрэг өөрчлөх болгонд захиалгат програмыг эмхэтгэх шаардлагагүй тул дибаг хийх нь маш хялбар байдаг, та REPL консол авах бөгөөд таны код микроконтроллер дээр үлддэг тул та үүнийг зөөж, залгах боломжтой болно. янз бүрийн компьютерт суулгаснаар та үргэлж өөрчлөлт хийх боломжтой болно.

Алхам 1: Тоног төхөөрөмжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Энэ төслийг давтахын тулд танд юу хэрэгтэй вэ:

• Adafruit Feather M4 Express
• 2x Texas Instruments CC1101 Transceiver + Антен
• Adafruit FeatherWing OLED
• 3.7V LiPo

Үндсэндээ энэ бол нэлээд авсаархан, чадварлаг RF дамжуулагчтай байхад л хангалттай юм, гэхдээ эдгээр холбогч утаснуудын хувьд тийм ч найдвартай биш, цэвэрхэн байх болно.

Тиймээс би https://easyeda.com/ ашиглан өөрчлөн тохируулсан ПХБ -ийг зохион бүтээж, JLCPCB.com дээрээс (маш хямд, чанартай!) Бүх зүйлийг хооронд нь холбохыг захиалсан. Энэ нь хэрэглэгчийн оролт, статус гаралтын 3 товчлуур, LED -ийг хялбархан нэгтгэх боломжийг олгосон.

Эцэст нь хэлэхэд, би 3D ПХБ -ийн арын хэсэгт жижигхэн хавтас хэвлэв, ингэснээр тэр юу ч хийхгүй, ширээн дээр хэвтэх болно.

Хэрэв та электроник ба ПХБ -ийн дизайнд шинээр суралцаж байгаа бол эдгээр үндсэн зааврыг үзэхийг зөвлөж байна: Үндсэн электроник, хэлхээний самбарын дизайны анги!

Хавсралтуудаас та миний ПХБ -ийн Gerber файлуудыг олж болно. Хэрэв та үүнийг үйлдвэрлэхээр шийдсэн бол танд LCSC -ээс захиалсан хэд хэдэн нэмэлт бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрэгтэй болно, учир нь тэдгээр нь JLCPCB -тэй холбоотой байдаг тул бүх зүйлийг хамтад нь нийлүүлэхийг санал болгодог бөгөөд энэ нь тээврийн зардлыг бага зэрэг хэмнэдэг бөгөөд бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь зүгээр л байдаг. тэнд маш хямд. Дэлгэрэнгүй жагсаалтыг Монголбанкнаас үзнэ үү. Би SMD-ийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьд 0805 хэмжээтэй том хэмжээтэй багцыг санаатайгаар сонгосон тул хүн бүр ПХБ дээр гараар гагнах боломжтой болно!

Алхам 2: Удирдах зөвлөл байгуулах

Эхний зураг дээр бид ПХБ -ийг ямар ч "өөрчлөлт" хийлгүйгээр харж болно - тэд үйлдвэрээс ийм байдлаар ирдэг. THT-ийн бүх нүхэнд маш цэвэр зүсэлт (ямар ч ховилгүй, бүрэн чиглүүлсэн), гоё виас.

Хэрэв та LED ашиглахыг хүсвэл SMD резисторыг гагнах хэрэгтэй болно. Резисторыг ихэвчлэн микроконтроллерийн доор нуудаг боловч бүрэн гагнасан хавтанг харуулсан хоёр дахь зураг дээр харагдаж байна. Хэрэв та гагнах талаар тийм ч их туршлагагүй бол SMD -ийг гагнах нь жаахан төвөгтэй байж болох ч энэ нь заавал биш бөгөөд үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь THT юм. Би үргэлж Dave (EEVblog) -ийн видеог санал болгох дуртай бөгөөд үүнийг өөрөө үзсэн: EEVblog #186 - Гагнах заавар 3 -р хэсэг - Гадаргуу дээр суурилуулах. Энэ нь нэлээд урт боловч хэрэв та энэ зүйлд шинээр орсон бол үнэ цэнэтэй юм!

Тэр үүнийг бас дурдсан боловч: эхлээд резистор ба LED -ийг гагнах, дараа нь товчлууруудыг хоёрдугаарт, толгойнуудыг төгсгөлд нь гагнах хэрэгтэй. Ингэснээр та хүснэгтийг ашиглан бүрэлдэхүүн хэсгийг доод талаас нь, дээрээс нь гагнах боломжтой (ПХБ -ийг дээрээс нь доош нь эргүүлэв).

Бүгдийг гагнаж дууссаны дараа та Feather M4, нэг эсвэл хоёр антен залгахад л бэлэн болно. Бид эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гагнахгүй тул тэдгээрийг самбараас гаргаж аваад өөр төсөлд ашиглах боломжтой.

Гурав дахь зураг дээр би өд дээр богино, богино эрэгтэй толгойнуудыг байрлуулсан тул OLED -ийг дээр нь байрлуулж чадахгүй байгааг анхаарна уу. Би тэдгээрийг задалж, өд овоолох толгойнуудыг нэмж оруулах шаардлагатай болсон. Хэрэв та OLED -ийг ашиглахыг хүсч байвал толгойн толгойн дарааллыг шууд аваарай: D Desoldering бол зүгээр л өвдөлт юм.

Алхам 3: Програм хангамж

Тоног төхөөрөмж дууссаны дараа програм хангамжийн талаар ярилцъя.

Танилцуулгад дурдсанчлан M4 нь Python кодыг ажиллуулдаг боловч Python хэл дээр CC1101 -ийн номын сан байдаггүй нь ойлгомжтой. Тиймээс би DIYers -ийн хийдэг зүйлийг хийж, өөрөө бичсэн. Та эндээс олж болно:

Энэ нь агуу TI дамжуулагчийн чадвартай бүх зүйлийг дэмждэггүй, гэхдээ ямар ч давтамжаар ASK кодчилсон өгөгдлийг хялбархан илгээж, хүлээн авахад хангалттай. Би энэ номын санг ашигласнаар RF-ийн хяналттай хананы залгуур болон гэр бүлийнхээ машинтай холбоо тогтоох боломжтой болсон.

Би магадгүй энэ ажлыг үргэлжлүүлж магадгүй бөгөөд хэрэв танд асуулт, онцлог хүсэлт эсвэл хөгжүүлэлтэд хувь нэмэр оруулахыг хүсч байвал надтай холбоо бариарай!

Алхам 4: Чадвар ба онцлог

Би энэ төхөөрөмжийг давхар антен болон өндөр тохируулгатай TI CC1101 дамжуулагч ашиглахаар бүтээсэн тул танд ухаалаг гар утасны хэмжээтэй төхөөрөмжөөс өөр зүйл авч явахыг хүсэхгүй байгаа олон боломжууд байгаа.

Та жишээ нь 433MHz зурвасын холбооны дохиог хүлээн авч 868MHz дээр ажилладаг хоёрдогч антенны тусламжтайгаар гэрийн станц руугаа буцааж илгээж болно.

Эсвэл хэрэв та реактив түгжрэлийг судалж, туршиж үзэхийг хүсч байвал RX ба TX хооронд шилжихийг оролддог "уламжлалт аргыг" хийхгүйгээр дамжуулалт илэрмэгц өөрийн дохиог илгээдэг сонсох, саатуулах антентай болох боломжтой. аль болох хурдан.

Feather M4 -ийн өөр нэг гайхалтай зүйл бол LiPo цэнэглэгч хэлхээний хамт ирдэг тул та батарейгаа залгаж, ажиллахад бэлэн болно. Миний хувьд, нэг антен тогтмол RX горимд, дамжуулалтыг сонсож, OLED дэлгэц асаалттай байхад төхөөрөмж 1000 мАч LiPo дээр бараг 20 цаг ажиллах болно.

OLED дэлгэцийг ашиглах - гэхдээ үүнгүйгээр хийх боломжтой. Гурван статусын LED ашиглан та олон програмтай байж, аль самбарыг ажиллуулахыг самбарын доод талд байгаа товчлууруудаар сонгож болно. Би хувьдаа сонгох горим, давтамжийн тохиргоог харах гэх мэт бүхэл бүтэн цэсийг хэрэгжүүлсэн.

Энэ нь зарим гэрийн автоматжуулалтын хувьд гартаа орж магадгүй юм! Өмнө дурьдсанчлан би цахилгаан залгууруудтай амжилттай харилцаж чадсан (анхны дохиог нэг удаа барьж, хүссэн үедээ дахин тоглуулах боломжтой болсон), хэрэв та интернет дээр бага зэрэг судалгаа хийвэл хичнээн төхөөрөмж ажиллаж байгааг хурдан олох болно. кодууд нь хэзээ ч өөрчлөгдөөгүй эдгээр давтамж. Зарим гаражийн кодыг хүртэл энэ төхөөрөмжөөр бичиж, хадгалж, гаражаа нээх, хаах шаардлагатай үед ашиглаж болно. Тиймээс энэ нь таны бүх RF төхөөрөмжүүдийн бүх нийтийн алсын удирдлага болж чадна!

Би RollJam-ийн дайралтыг энэ төхөөрөмжөөр давтан хийсэн боловч кодыг гаргахгүй, учир нь түгжрэл нь ихэнх газарт хууль бус байдаг тул хэрэв та ийм зүйл хийхийг оролдвол орон нутгийнхаа хууль тогтоомжийг лавлаарай;-)

Самбарыг залгахад USB диск хэлбэрээр гарч ирдэг бөгөөд CircuitPython ийм функцийг санал болгодог тул та төхөөрөмжийн RF -ийн дамжуулалтыг бүртгэж, demodulated өгөгдлийг хадгалах боломжтой (тийм ээ, дамжуулагчид үүнийг автоматаар хийдэг!). Үүнийг дараа нь компьютер дээрээ хуулж, дамжуулалтын урвуу инженерчлэл гэх мэт шинжлэх ухааны зорилгоор шинжлэх боломжтой.

Алхам 5: Эцсийн үр дүн

Энэхүү төслийн талаархи санал хүсэлт, санал хүсэлт, хувь нэмрийг хүлээн авах боломжтой бөгөөд хэрэв танд байгаа бол асуулт асууж болно.