Interface do módulo rf de 433 MHz com stm32f103c8

Fazer projetos sem fio em eletrônicos embarcados torna-se muito importante e útil, pois não há fios desordenados, o que torna o dispositivo mais prático e portátil. Existem várias tecnologias sem fio, como Bluetooth, Wi-Fi, 433 MHz RF (Rádio Frequência) etc. Cada tecnologia tem suas próprias vantagens e desvantagens, tais como custo, distância ou transferência de alcance, velocidade ou débito etc. Hoje vamos usar módulo de RF com STM32 para enviar e receber os dados sem fio. Se você é novo no microcontrolador STM32, comece com LED piscando com STM32 usando Arduino IDE e verifique todos os outros projetos STM32 aqui.

Além disso, também usamos o módulo sem fio RF 433Mhz com outros microcontroladores para construir alguns projetos controlados sem fio, como:

• Eletrodomésticos controlados por RF
• LEDs RF com controle remoto usando Raspberry Pi
• Robô controlado por RF
• Interface do módulo RF com Arduino
• Comunicação PIC para PIC usando Módulo RF

Aqui faremos a interface de um módulo sem fio RF de 433 MHz com o microcontrolador STM32F103C8. O projeto está dividido em duas partes. O transmissor terá interface com o STM32 e o receptor com o Arduino UNO. Haverá diferentes diagramas de circuito e esboços para a parte transmissora e receptora.

Neste tutorial, o transmissor de RF envia dois valores para o lado do receptor: a distância medida usando o sensor ultrassônico e o valor ADC do potenciômetro (0 a 4096), que é mapeado como um número de (0 a 100). O receptor RF do Arduino recebe ambos os valores e imprime esses valores de distância e número em um display LCD 16x2 sem fio.

Componentes necessários

• Microcontrolador STM32F103C8
• Arduino UNO
• Transmissor e receptor RF 433Mhz
• Sensor Ultrassônico (HC-SR04)
• Visor LCD 16x2
• Potenciômetro de 10k
• Tábua de pão
• Fios de conexão

Módulo Receptor e Transmissor RF 433Mhz)

Pinagem do transmissor RF:

Transmissor RF 433Mhz	Descrição do pino
FORMIGA	Para conectar a antena
GND	GND
VDD	3,3 a 5V
DADOS	Os dados a serem transmitidos ao receptor são fornecidos aqui

Pinagem do receptor RF:

Receptor RF 433Mhz	USAR
FORMIGA	Para conectar a antena
GND	GND
VDD	3,3 a 5V
DADOS	Dados a serem recebidos do transmissor
CE / DO	Também é um pino de dados

Especificações do módulo de 433 MHz:

• Tensão de operação do receptor: 3V a 5V
• Tensão de operação do transmissor: 3V a 5V
• Frequência de operação: 433 MHz
• Distância de transmissão: 3 metros (sem antena) a 100 metros (máximo)
• Técnica de modulação: ASK (manipulação de mudança de amplitude)
• Velocidade de transmissão de dados: 10Kbps

Diagrama de Circuito do Transmissor RF com STM32F103C8

Conexões de circuito entre o transmissor RF e STM32F103C8:

STM32F103C8	Transmissor RF
5V	VDD
GND	GND
PA10	DADOS
NC	FORMIGA

Conexões de circuito entre sensor ultrassônico e STM32F103C8:

STM32F103C8	Sensor Ultrassônico (HC-SR04)
5V	VCC
PB1	Trig
PB0	Eco
GND	GND

Um potenciômetro de 10k é conectado ao STM32F103C8 para fornecer um valor analógico de entrada (0 a 3,3 V) para o pino ADC PA0 do STM32.

Diagrama de circuito do receptor RF com Arduino Uno

Conexões de circuito entre receptor de RF e Arduino UNO:

Arduino UNO	Receptor RF
5V	VDD
GND	GND
11	DADOS
NC	FORMIGA

Conexões de circuito entre LCD 16x2 e Arduino UNO:

Nome do pino LCD	Nome do Pin do Arduino UNO
Ground (Gnd)	Solo (G)
VCC	5V
VEE	Pino do centro do potenciômetro para contraste
Register Select (RS)	2
Leitura / Escrita (RW)	Solo (G)
Habilitar (EN)	3
Dados Bit 4 (DB4)	4
Bit de dados 5 (DB5)	5
Bit de dados 6 (DB6)	6
Dados Bit 7 (DB7)	7
LED positivo	5V
LED negativo	Solo (G)

A codificação será explicada resumidamente a seguir. Haverá duas partes do esboço, onde a primeira parte será a seção do transmissor e a outra será a seção do receptor. Todos os arquivos de esboço e vídeo de trabalho serão fornecidos no final deste tutorial. Para saber mais sobre a interface do módulo RF com o Arduino Uno, siga o link.

Programação STM32F103C8 para transmissão RF sem fio

STM32F103C8 pode ser programado usando Arduino IDE. Não é necessário um programador FTDI ou ST-Link para fazer upload do código para STM32F103C8. Basta conectar ao PC via porta USB do STM32 e começar a programar com ARDUINO IDE. Você pode aprender a programar seu STM32 no Arduino IDE seguindo o link.

Na seção do transmissor, a distância do objeto em 'cm' é medida usando um sensor ultrassônico e o valor numérico de (0 a 100) definido usando um potenciômetro que é transmitido por meio de um transmissor de RF com interface com STM32.

Primeiro, a biblioteca Radiohead é incluída, ela pode ser baixada aqui. Como esta biblioteca usa o ASK (Amplitude Shift Keying Technique) para transmitir e receber dados. Isso torna a programação muito fácil. Você pode incluir a biblioteca no esboço acessando Sketch-> incluir biblioteca-> Adicionar biblioteca.zip.

#incluir

Como neste tutorial, no lado do transmissor, um sensor ultrassônico é usado para medir a distância para que os pinos de disparo e eco sejam definidos.

#define trigPin PB1 #define echoPin PB0

Em seguida, o nome do objeto para a biblioteca RH_ASK é definido como rf_driver com os parâmetros como velocidade (2000), pino RX (PA9) e pino TX (PA10).

RH_ASK rf_driver (2000, PA9, PA10);

Em seguida, as variáveis ​​Strings necessárias neste programa são declaradas.

String transmit_number; String transmit_distance; String transmitir;

Em seguida, no void setup (), o objeto para RH_ASK rf_driver é inicializado.

rf_driver.init ();

Depois disso, o pino de disparo é definido como pino de SAÍDA e o PA0 (conectado ao potenciômetro) e o pino de eco são definidos como pino de ENTRADA. A comunicação serial é iniciada na taxa de transmissão de 9600.

Serial.begin (9600); pinMode (PA0, INPUT); pinMode (echoPin, INPUT); pinMode (trigPin, OUTPUT);

Em seguida, no loop vazio (), primeiro o valor do potenciômetro que é a tensão analógica de entrada é convertido em valor digital (o valor ADC é encontrado). Já o ADC do STM32 possui resolução de 12 bits. Portanto, o valor digital varia de (0 a 4096) que é mapeado em (0 a 100).

int analoginput = analogRead (PA0); int pwmvalue = map (analoginput, 0,4095,0,100);

Em seguida, a distância é medida usando o sensor ultrassônico, definindo o gatilho alto e baixo com um atraso de 2 microssegundos.

digitalWrite (trigPin, LOW); atrasoMicrosegundos (2); digitalWrite (trigPin, HIGH); delayMicroseconds (10); digitalWrite (trigPin, LOW);

O pino de eco detecta a onda refletida de volta, ou seja, o tempo durante o qual a onda disparada é refletida de volta é usado no cálculo da distância do objeto usando a fórmula. Saiba mais como o sensor ultrassônico calcula a distância, seguindo o link.

longa duração = pulseIn (echoPin, HIGH); distância de flutuação = duração * 0,034 / 2;

Agora, o número de dados e a distância medida são convertidos em dados de string e armazenados nas respectivas variáveis ​​de string.

transmit_number = String (pwmvalue); transmit_distance = String (distância);

A string é adicionada como uma linha e armazenada em uma string chamada transmit e a vírgula “,” é usada para separar duas strings.

transmitir = transmit_pwm + "," + transmit_distance;

A sequência de transmissão é convertida em matriz de caracteres.

const char * msg = transmit.c_str ();

Os dados são transmitidos e aguardam até que sejam enviados.

rf_driver.send ((uint8_t *) msg, strlen (msg)); rf_driver.waitPacketSent ();

Os dados da string enviados também são exibidos no Monitor Serial.

Serial.println (msg);

Programando Arduino UNO como receptor RF

O Arduino UNO é programado usando o IDE do Arduino. Na seção do receptor, os dados que são transmitidos da seção do transmissor e recebidos pelo módulo receptor de RF e os dados da string recebidos são divididos nos respectivos dados (distância e número) e exibidos no display LCD 16x2.

Vamos ver a codificação do receptor resumidamente:

Como na seção do transmissor, primeiro a biblioteca RadiohHead está incluída. Como esta biblioteca usa o ASK (Amplitude Shift Keying Technique) para transmitir e receber dados. Isso torna a programação muito fácil.

#incluir

Como o display LCD é usado aqui, a biblioteca de cristal líquido também está incluída.

#incluir

E os pinos da tela LCD 16x2 conectados ao Arduino UNO são especificados e declarados usando lcd como objeto.

LiquidCrystal lcd (2,3,4,5,6,7);

Em seguida, as variáveis ​​de dados String para armazenar dados de string são declaradas.

String str_receive; String str_number; String str_distance;

O objeto para a biblioteca Radiohead é declarado.

RH_ASK rf;

Agora na configuração vazia (), o display LCD é configurado no modo 16x2 e uma mensagem de boas-vindas é exibida e apagada.

lcd.begin (16,2); lcd.print ("CIRCUITO DIGEST"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("RF com STM32"); atraso (5000); lcd.clear ();

Depois disso, o objeto rf é inicializado.

rf.init ();

Agora, no loop void (), o Array buf é declarado com tamanho de 7. Como os dados enviados do transmissor têm 7 incluindo o “,”. Portanto, altere de acordo com os dados que serão transmitidos.

uint8_t buf; uint8_t buflen = sizeof (buf);

Se a string estiver disponível no módulo receptor rf, a função if verifica o tamanho e executa. O rf.recv () é usado para receber dados.

if (rf.recv (buf, & buflen))

O buf tem a string recebida, então a string recebida é armazenada em uma variável de string str_receive .

str_receive = String ((char *) buf);

Isto para loop é usado para dividir a string recebeu em dois se detectar os '' em-entre duas cordas.

for (int i = 0; i <str_receive.length (); i ++) { if (str_receive.substring (i, i + 1) == ",") { str_number = str_receive.substring (0, i); str_distance = str_receive.substring (i + 1); pausa; }

Duas matrizes de caracteres para dois valores são declaradas e a String que é dividida em duas é armazenada na matriz respeitada, convertendo a string em uma matriz de caracteres.

char numbertring; char distancestring; str_distance.toCharArray (distancestring, 3); str_number.toCharArray (numbertring, 3);

Depois disso, converta o array de caracteres em inteiro usando atoi ()

distância interna = atoi (cadeia de distância); número int = atoi (cadeia de números);

Depois de converter em valores inteiros, os valores de distância e número são exibidos no display LCD 16x2

lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("Número:"); lcd.print (número); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("Distância:"); lcd.print (distância); lcd.print ("cm");

Depois de carregar os códigos, ou seja, transmissor e receptor no STM32 e no Arduino UNO, respectivamente, os dados como número e distância do objeto medidos usando o STM32 são transmitidos para o receptor de RF via transmissor de RF e os valores recebidos são exibidos no display LCD sem fio.

Testando transmissor e receptor de RF baseado em STM 32

1. Quando o número é 0 e a distância do objeto é 6cm.

2. Quando o número 47 e a distância do objeto estiverem a 3 cm.