Arduniorf - Comunicacion de arduino mediante modulo RF PDF

Preview

Summary

Comunicacion de arduino mediante modulo RF...

Description

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTROMECANICA LABORATORIO DE COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA INGENIERO EN TECNOLOGIAS ELECTRONICAS

SEMESTRE: 6

MATERIA: COMUNICACIONES ELECTRONICAS CATEDRÁTICO: ING. ROBERTO FLORES BENÍTEZ

GRUPO: B

CALIFICACIÓN:

FIRMA DEL CATEDRATICO:

ALUMNO: CESAR ARROYO SERBANTES NOMBRE DE LA PRÁCTICA: TRANSMISION RECEPCION DE DATOS CON MODULOS RF FECHA PROGRAMADA 4 ABRIL 2019 DE REALIZACIÓN:

Y

TEMA: COMUNICACIÓN ARDUINO MODULO TX-RX FECHA DE ENTREGA:

8 ABRIL 2019

DESARROLLO:

U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

UNIVERSIDAD DE COLIMA FACULTAD DE INGENIERIA ELECTROMECANICA

AREA: Ingeniero en Tecnologías Electrónicas

FOTO

MATERIA: Comunicaciones Electrónicas

SEMESTRE: 6° “B” CATEDRATICO Ing. Roberto Flores Benítez.

ALUMNO: Arroyo Serbantes Cesar Alberto

PRACTICA :

Conexión por módulo RF y Arduino TX

Manzanillo, Col. a 11 de abril de 2019

U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

ÍNDICE LABORATORIO DE COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA.......................................................................1 INTRODUCCIÓN...................................................................................................................................................2 DESARROLLO.......................................................................................................................................................3 MATERIAL Y EQUIPO........................................................................................................................................15 RESULTADOS PRÁCTICOS...............................................................................................................................16

INTRODUCCIÓN 1.1 MÓDULO RF 433MHz La implementación de un sistema de comunicación RF entre 2 tarjetas Arduino, es simultanea y con una frecuencia de 433MHz, la cual es una frecuencia que se encuentra en interacción con otras más modulaciones. Esto debido a que todos nuestros módulos en implementación y desarrollo del proyecto están a una misma frecuencia, la cual puede afectar o interferir entre las mismas señales, datos, entradas, información, etc.…

Imagen 1. Módulos RF 433MHz

Los módulos RF de 433Mhz son muy populares por su bajo costo y fácil uso. Vienen en pareja, emisor (FS1000A) y receptor (XY-MK-5V), el tipo de comunicación es simplex, es decir en un solo canal y unidireccional, son de baja velocidad de transmisión, pero para aplicaciones básicas son muy útiles. La frecuencia de trabajo es de 433MHz, debido a que es una banda de libre uso. Para utilizar estos módulos basta con alimentarlos y conectar el pin de datos por un lado del Transmisor (TX) y en otro el Receptor (RX). Para la programación no es necesario agregar ningún tipo de librería, ya que es un proceso "transparente", por lo que el programa sería igual a usar una comunicación serial (UART) entre 2 MCUs, sin embargo, existen algunas librerías que nos ofrecen ciertas ventajas como: verificación de errores, mejor transmisión, direccionamiento, enrutamiento, mallas, etc…

U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

1.2 ARDUINO UNO Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares. Arduino es una plataforma de hardware y software de código abierto, basada en una sencilla placa con entradas y salidas, analógicas y digitales, en un entorno de desarrollo que está basado en el lenguaje de programación Processing. Es decir, una plataforma de código abierto para prototipos electrónicos.

Imagen 2. Arduino UNO

Al ser open source, tanto su diseño como su distribución, puede utilizarse libremente para el desarrollo de cualquier tipo de proyecto sin necesidad de licencia. El proyecto fue concebido en Italia en el año 2005 por el zaragozano David Cuartielles, ingeniero electrónico y docente de la Universidad de Mälmo (Suecia) y Massimo Banzi, italiano, diseñador y desarrollador Web.

DESARROLLO 1.3 LIBRERIAS ARDUINO PARA MODULO RF Para la implementación de este proyecto es necesaria la descarga y instalación de una librería llamada “VirtualWire.h”, que la librería antes mencionada solo trabaja con los módulos RF 433MHz. De no contar con estas librerías el código al tiempo de compilar el código mostrará un error, y dará el error el cual será que no se cuenta con la librería antes mencionada. La descarga e instalación de las librerías son de facilidad para el usuario, esto conlleva a una seria de sencillos protocolo a realizar.

U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X.

Buscar la librería “VirtualWire.h” para software Arduino Descargar librería Descomprimir el archivo en tu PC La carpeta de librerías descargada será arrastrada o llevada a la carpeta de Arduino que dicho sea de paso es llamada librerías como tal Seleccionamos con 1 clic a Arduino y presionamos clic derecho y seleccionamos la parte que dice “abrir ubicación del archivo” Seleccionas la carpeta que esta llamada “librerías” Metes el archivo descargado Abres el software de Arduino y escribes en la parte de arriba “VirtualWire.h” si aparece en letras rojas es que está instalada la librería correctamente Hacer uso de ella Compilar programa

1.4 FUNCIÓN DE LIBRERIAS “VirtualWire.h” void vw_setup(uint16_t speed) 

Inicializar el software VirtualWire, como parámetro hay que indicarle la velocidad de operación, que representa los bits por segundo para la transmisión RF

void vw_set_tx_pin(uint8_t pin)  Estable el pin IO digital por donde se va a transmitir los datos void vw_set_rx_pin(uint8_t pin)  Estable el pin digital IO por donde se va a recibir datos. void vw_rx_start()  Empieza a escuchar los datos provenientes por el pin_rx, es necesario llamar a esta función para poder recibir los datos uint8_t vw_send(uint8_t * buf,uint8_t len )  Enviar un mensaje con la longitud dada. La función termina rápido, pero mensaje será enviado en el momento adecuado establecido por las interrupciones. Dónde: buf , es el puntero al vector para trasmitir. Y len es el número de bytes a transmitir. void vw_wait_tx()  Hace una pausa hasta que se trasmitan todos los datos.

uint8_t vw_get_message(uint8_t * buf, uint8_t * len ) U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE



Si un mensaje está disponible (con buena suma de comprobación o no), almacena el mensaje en buf , devuelve true si la comprobación es correcta. buf es puntero a la ubicación para guardar los datos de lectura y leng es un puntero a la cantidad de bytes disponibles de buf.

1.5 IMPLEMENTACION DE LIBRERIAS DEL MÓDULO RF EN PROTEUS Los siguientes pasos son los que se deben de seguir para instalar una librería en Proteus. Enlace para descargar librerías y models: https://lawebdeingenieria.jimdo.com/shield-arduino/comunicacion-rc/ 1. 2. 3. 4. 5.

Buscar la librería en internet. Descargar la librería en tu PC (Modulo RF). Descargar los modelos (Tx y Rx). Descomprimir la carpeta o archivo descargado. Abrir dentro del software de proteus la parte de librerías y presionar el botón crear librería e insertar la librería. 6. Con clic derecho, abrir la ubicación del archivo(proteus), seleccionar la carpeta de “models” y agregar el “TX” y “RX”. 7. Finalmente abrimos Proteus y buscamos los componentes y comenzamos a diseñar el circuito. Después de ingresar al enlace compartido anteriormente, seleccionamos la parte de “Descargar Librerías”

Imagen 4. Enlace direccionado para descargar librerías módulo RF

U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

Abrimos la carpeta que se muestra a continuación y mostrara los archivos a descargar, los cuales se dividen en dos carpetas, la librería y los modelos (Tx y Rx).

Imagen 6. Carpetas direccionadas para descargar librerías y módulos.

Selecciono la sección de “Library” y después la sección de “library mánager”.

Imagen 7. Protocolo para instalación dentro de Proteus®

Das clic en el botón “Créate Library” y agregamos la librería descargada.

U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

Imagen 8. Clic en botón mencionado

Aquí se agrega la librería del módulo, después de agregarla, se cierra el proteus y se abre la ubicación del archivo(Proteus®).

Imagen 9. Agregamos librería dentro de esta parte del software

Se selecciona la carpeta “models” y se agregan el Tx y Rx.

Imagen 10. Selección de carpeta models, para agregar los módulos RF

Si las librerías están completamente bien instaladas en proteus se mostrarán los módulos instalados. U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

Imagen 10. Buscar y seleccionar “módulo RX y TX”, para agregarlo a la simulación

Se muestran los circuitos de codificador y decodificador en Proteus.

Imagen 11. Búsqueda y selección de módulos similares a HT12D y HT12E

Se muestra en la siguiente imagen los módulos de RF, codificadores y decodificadores listos para ser diseñados y conectados. U de C COMUNICACIONES ELECTRONICAS FIE-ITE

Imagen 12. Simulación en proteus con módulos RF

1.6 IMPLEMENTACIÓN DE CONEXIÓN ARDUINO CON MÓDULO RF La implementación de conexión en Arduino con los módulos RF es de la siguiente manera, ya que el transmisor emisor (TX) se utilizan los pines de VCC+, GND y el DATA el cual este último será el encargado de enviar el dato o la información a través del Arduino decodificando la señal de salida al transmisor receptor, la cual se alimenta con 5V y va referenciado a GND. Por la otra parte del esquemático el transmisor receptor que cuenta con más pines, los cuales básicamente tienden a tener la misma función, son los pines de VCC+, GND, DATA, la diferencia que en este transmisor cuenta con 2 DATA, esto para poder verificar y enviar 2 DATA al mismo tiempo, o poder elegir cual pin escoger, o en caso de estar dañado el dispositivo de un pin escoger el otro, este módulo se alimenta de 5V, referenciadas sus GND a negativo y las DATA a donde definamos del Arduino las salidas y entradas depende de cuál sea el caso.

U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

Imagen 13. Conexiones del Arduino con el módulo RF 433MHz

1.7 CODIGO DE PROGRAMACIÓN DEL EMISOR #include void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { Serial.print(" CESAR ARROYO 6B ITE 2019, COMUNICACIONES INALAMBRICAS "); Serial.println(""); delay(1000); }

U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

Imagen 14. Código del emisor

En esta situación no es necesario un código al transmisor receptor, ya que todo el código lo lleva simultáneamente Arduino, y solo se comunicarán los módulos por RF. 1.8 VISUALIZACIÓN DE DATOS ENVIADOS Y RECIVIDOS EN PROTEUS® Para la visualización de datos es importante abrir el monitor serial, el cual básicamente será el que estará mostrando el dato que está recibiendo mi transmisor receptor. Se mostrará una pantalla añadida la cual mostrara los datos que nos está llegando de nuestro emisor, lo que mostrara será el dato que le estamos mandando, en este caso es un “6B ITE CESAR ALBERTO ARROYO SERBANTES ”, este puede ser sustituido por cualquier otro mensaje que se quiera mostrar en el monitor serial.

U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

Como a continuación se mostrará la simulación en tiempo real.

Imagen 15. Comunicación Arduino con módulo RF

1.9 CARGAR PROGRAMA ARDUINO EN PROTEUS Se realiza una configuración sencilla en el software de Arduino, esto para que al compilar el código que se pretende cargar al Arduino se logre eficazmente el objetivo del programa. Se copea la dirección con terminación “.HEX” y eso se copea dentro del Arduino deseado o necesitado del programa.

Imagen 16. Botón para seleccionar configuración de compilación

Por consiguiente, se da clic y aparece un recuadro, en el cual debe de seleccionar el recuadro donde dice la palabra “compilación” esto para que te muestro donde se encuentran los archivos .HEX y así poder pegarlo dentro de proteus en el Arduino. U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

Imagen 10. Ilustración donde se selecciona la casilla de compilación.

Y, por último, se compila el programa y selecciona la única dirección donde se encuentra el archivo .HEX La imagen 11. Muestra donde debemos de seleccionar en la compilación para cargarlo al Arduino dentro de proteus.

Imagen 11. .HEX

Al hacer dos clics en el Arduino dentro de proteus se abre automáticamente una ventana en la cual puedes pegar el código directamente del software Arduino.

U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

Imagen 12. In the Arduino

1.10

U de C

SIMULACIÓN

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

Básicamente el desarrollo e implementación de la simulación es para antes de realizarlo en físico y cargando el programa con un archivo .HEX que es el que importa a la hora de cargar el programa al Arduino para que sepa que funciones va a realizar. La salida para la función de este proyecto es la salida TX del Arduino, siendo el PIN 1

Imagen 17. Simulación en proteus módulo RF

MATERIAL Y EQUIPO 1.11

MATERIAL Y EQUIPO

EQUIPO:  Computadora DELL Core i5

RESULTADOS PRÁCTICOS 1.12 U de C

RESULTADOS PRÁCTICOS COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

Se realizo la simulación de un módulo RF con el Arduino emisor, el cual solo tiene al DATA del emisor la salida TX para que el RX del receptor sepa lo que tiene que recibir. Se agrego una terminal visual en proteus para la visualización del mensaje que se pretende enviar.

Imagen 18. Resultados prácticos

También debemos de tener en cuenta que puede existir una pérdida de señal dependiente del lugar donde se encuentre realizando la transferencia de datos vía radiofrecuencia, como antes lo estipule, debido a que se tiene una modulación en 433MHz la cual dicho sea de paso, todos los módulos cuentan con eso, pero en favor a nosotros como servidor, el Arduino estará enviando de Arduino a módulo RF la señal a mostrar, esto puede servir para evadir variaciones o montajes superficiales a nuestro modulo transmisor receptor. CONCLUSIONES 1.13

CONCLUSIONES Cabe señalar que la comunicación Arduino-módulo RF son de sencilla programación y de sencilla comunicación esto debido a que se implementa un código en el Arduino emisor, esto para que cada uno tenga en su memoria la función con la que va a operar o mostrar. La modulación es ASK a la cual opera el módulo RF, el cual es una modulación digital, y maneja una frecuencia de 433MHz Se demostró que los módulos están especialmente para un rango de 1 a 100 metros como máximo de distancia, el cual al no tener interferencias no se presentaba ningún inconveniente para mostrar el dato o función recibida. REFERENCIAS

1.14

U de C

REFERENCIAS

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE

Naylamp Mechatronics.2016.Comunicación inalámbrica con módulos RF 433MHz. https://naylampmechatronics.com/blog/32_comunicacion-inalambrica-con-modulos-de-rf-de.html Llamas Luis. 2016. Comunicación inalámbrica en Arduino con módulos RF433MHz. 6, diciembre, 2016. https://www.luisllamas.es/comunicacion-inalambrica-en-arduino-con-modulos-rf-433mhz/ Robótica Web.2018. Como utilizar los módulos RF transmisor y receptor 315MHz con Arduino. https://www.electronicaembajadores.com/es/Productos/Detalle/LCRF2KM/modulos-electronicos/modulosrf-315-433-mhz/modulo-rf-emisor-y-receptor-433-mhz-2km-con-codificador-y-decodificador

U de C

COMUNICACIONES ELECTRONICAS

FIE-ITE...