RF gestuurde huishoudelijke apparaten

Domotica is altijd een populair onderwerp geweest om te leren of om aan te werken. Het is echt gaaf om AC-apparaten draadloos te bedienen. Er zijn veel manieren om dit te doen en verbeeldingskracht is de limiet. In dit project zullen we de meest eenvoudige en gemakkelijke manier leren om een draadloos huisautomatiseringsproject te bouwen waarin we AC-belastingen kunnen schakelen met behulp van een 433 MHz RF-zender- en ontvangermodule. Bij dit project is geen enkele microcontroller betrokken; daarom is geen programmering vereist en kan het op een breadboard worden ontwikkeld. Klinkt simpel toch !! Dus laten we het bouwen.

Eerder hebben we veel soorten huisautomatisering behandeld met behulp van verschillende technologieën en microcontrollers zoals:

DTMF-gebaseerde domotica
GSM-gebaseerde domotica met behulp van Arduino
PC-gestuurde huisautomatisering met Arduino
Bluetooth-gestuurde huisautomatisering met 8051
IR-afstandsbediende huisautomatisering met Arduino
domotica-project met MATLAB en Arduino
RF-afstandsbediende LED's met Raspberry Pi
Slimme telefoongestuurde huisautomatisering met Arduino
Spraakgestuurde huisautomatisering met ESP8266 en Android-app

Benodigde materialen voor RF-gestuurde huishoudelijke apparaten Project:

433 MHz RF-zender en ontvanger
HT12D Decoder IC
HT12E Encoder IC
5V relaismodule (2Nos)
Druk op Push Off Switch (2 nrs)
1M ohm, 47K ohm weerstand
7805 Spanningsregelaar
9V batterij (2Nos)
Broodplank (2Nos)
Verbindingsdraad

433 MHz RF-zender- en ontvangermodule:

Laat me een korte introductie geven van deze RF-modules voordat ik aan het project begin. De term RF staat voor " Radiofrequentie ". Een RF-zendontvangermodule werkt altijd in een paar, dat wil zeggen dat er een zender en ontvanger voor nodig zijn om gegevens te verzenden en te verzenden. Een zender kan alleen informatie verzenden en een ontvanger en kan deze alleen ontvangen, dus gegevens kunnen altijd van het ene uiteinde naar het andere worden verzonden en niet andersom.

De zendermodule bestaat uit drie pinnen namelijk Vcc, Din en aarde zoals hierboven weergegeven. De Vcc-pin heeft een breed ingangsspanningbereik van 3V tot 12V. De zender verbruikt een minimale stroomsterkte van 9mA en kan tijdens verzending oplopen tot 40mA. De middelste pin is de datapin waarmee het te verzenden signaal wordt verzonden. Dit signaal wordt vervolgens gemoduleerd met behulp van de ASK (Amplitude Shift Keying) en vervolgens uitgezonden met een frequentie van 433 MHz. De snelheid waarmee het gegevens kan verzenden, is ongeveer 10 Kbps.

De ontvangermodule heeft vier pinnen, namelijk Vcc, Dout, Linear out en Ground zoals hierboven weergegeven. De Vcc-pin moet worden gevoed met een gereguleerde 5V-voeding. De bedrijfsstroom van deze module is minder dan 5,5 mA. De pinnen Dout en Linear out zijn kortgesloten om het 433Mhz-signaal uit de lucht te ontvangen. Dit signaal wordt vervolgens gedemoduleerd om de gegevens te krijgen en wordt verzonden via de datapin.

Bekijk onze andere projecten met behulp van een RF-paar:

RF-gestuurde robot
IR naar RF-convertercircuit
RF-afstandsbediende LED's met Raspberry Pi

Behoefte aan encoder en decoders:

De RF-modules kunnen ook functioneren zonder de noodzaak van encoder- en decodermodules. Schakel eenvoudig beide modules in met de overeenkomstige spanning die hierboven is vermeld. Maak nu de Din-pin op de zender hoog en je zult zien dat de Dout-pin op de ontvanger ook hoog gaat. Maar deze methode heeft een groot nadeel. U kunt slechts één knop aan de zenderzijde en één uitgang aan de ontvangerzijde hebben. Dit helpt niet bij het bouwen van betere projecten, dus gebruiken we de encoder- en decodermodules.

De HT12D en HT12E zijn 4-data bit encoder en decoder modules. Dit betekent dat we (2 ^ 4 = 16) 16 verschillende combinaties van inputs en outputs kunnen maken. Dit zijn 18-pins IC's die kunnen werken tussen de voedingsspanning van 3V tot 12V. Zoals gezegd hebben ze 4-databits en 8-adressenbit, deze 8 adresbits moeten op zowel de encoder als de decoder hetzelfde worden ingesteld om ze als een paar te laten werken.

Van de 4 gegevensbit zullen we er in dit project slechts twee gebruiken voor demonstratiedoeleinden. U kunt ze alle vier gebruiken en vier AC-apparaten bedienen met hetzelfde circuit. U hoeft alleen nog twee relaismodules toe te voegen.

5V relaismodule:

Zoals eerder vermeld, zullen we twee 5V-relaismodules gebruiken om de AC-belastingen te regelen. De term "5V" vertegenwoordigt hier de spanning die nodig is om het relais te activeren. De 5V-relaismodule die in dit project wordt gebruikt, wordt hieronder weergegeven.

Ons circuit werkt op 5V en we hebben iets nodig om 220V AC-belasting te regelen, hier komt een relais van pas. Dit relais zal bij activering met 5V een elektromechanische schakelaar omschakelen; deze elektromechanische schakelaar kan 220V AC schijnen tot 10A stroom. Daarom kan onze AC-belasting worden aangesloten op de klemmen van het relais.

We kunnen dit circuit ook bouwen zonder een relaismodule te gebruiken. In dat geval zou je een extra transistor zoals BC547 moeten gebruiken en deze met een stroombegrenzende weerstand naar zijn basis moeten sturen.

Schakelschema en uitleg:

Er zijn twee schakelschema's voor dit RF-gestuurde domoticasysteem, een voor de RF-zender als RF-afstandsbediening voor huishoudelijke apparaten en een voor de RF-ontvanger waarop AC-belastingen zijn aangesloten. We hebben eerder het RF-zender- en ontvangercircuit in detail uitgelegd.

RF-zendercircuit:

RF-ontvangercircuit:

Zoals je kunt zien bestaat het zendercircuit uit het encoder-IC en het ontvangercircuit bestaat uit het decoder-IC. Omdat de zender geen gereguleerde 5V nodig heeft, hebben we hem direct gevoed met een 9V-batterij. Terwijl we aan de ontvangerzijde een 7805 + 5V spanningsregelaar hebben gebruikt om 5V van de 9V-batterij te regelen.

Merk op dat de adresbits A0 tot A7 op zowel de encoder als de decoder IC geaard zijn. Dit betekent dat ze beiden op adres 0b00000000 staan. Op deze manier delen ze allebei hetzelfde adres en fungeren ze als een paar.

De datapinnen D10 en D11 (pin 12 en 13) zijn verbonden met schakelaars aan de encoderzijde en met relaismodules aan de decoderzijde. Op basis van de positie van de schakelaar aan de encoderzijde wordt de informatie overgebracht naar de decoder en wordt het bijbehorende lampje geschakeld.

De twee relaismodules worden gevoed door de 5V-voeding die wordt geleverd door de 7805-regelaar en de ingangspen is verbonden met de decodermodule. De belastingen zijn verbonden via de relaismodule, zodat alleen wanneer het relais is gesloten, de verbinding met de belasting volledig is.

Opmerking: Als u een 9V-batterij gebruikt om de ontvanger van stroom te voorzien, werkt het mogelijk niet goed, omdat de batterij niet krachtig genoeg is om voldoende stroom te leveren voor de relaismodule. Gebruik dan een 12V accu of adapter.

Waarschuwing: Grote voorzichtigheid is vereist bij het omgaan met 220 V AC-spanning. Zorg ervoor dat de verbinding volgens het circuit is en voor beginners is het aan te raden om een aansluitdoos (Spike-box) te gebruiken met een zekering erin. Ook moeten uw draden van een hogere dikte zijn, zodat ze de vereiste stroom kunnen dragen en geen belastingen aansluiten die meer dan 8A stroom verbruiken.

Werking van RF-gestuurde huishoudelijke apparaten:

Zoals we zagen, is het circuit van het project heel eenvoudig en kan het gemakkelijk worden aangesloten in een breadboard, dit circuit is gebouwd zonder enige microcontroller. Ik heb twee breadboards gebruikt, een voor het zendergedeelte en de andere voor het ontvangergedeelte. Ik heb ook twee AC-lampen gebruikt om het project te demonstreren. Als u klaar bent met de aansluitingen, zou de opstelling er ongeveer zo uit moeten zien als hieronder.

Hier is het breadboard dat wordt gevoed door de 9V-batterij het zendercircuit en het andere dat wordt gevoed door de 12V-adapter (niet getoond op de foto) is de ontvangermodule. De AC-voeding is afkomstig van de zwarte aansluitdoos die hierboven is weergegeven. We hebben ook twee relais om de twee AC-belastingen onafhankelijk te regelen. De gele draad vormt de faseaansluiting en de groene draad is de neutrale verbinding.

Zodra we beide circuits hebben ingeschakeld, kunnen we beginnen met het omschakelen van de AC-belastingen door de twee schakelaars op het zendercircuit te gebruiken. Wanneer de schakelaar één gesloten is, verbindt deze pin D13 van encoder IC met aarde en deze waarde wordt via het RF-medium naar het decoder IC gestuurd.

Nadat de decoder de waarde van D13 heeft ontvangen, wordt ook zijn D11-pin nul. Dit betekent dat er geen spanning wordt gegeven aan de ingangspen van de relaismodule en dat de fasedraad wordt aangesloten via de Common (Com) en de normaal gesloten (NC) terminals. Hetzelfde gebeurt omgekeerd om de belasting uit te schakelen.

Je kunt nu rond deze opstelling spelen door je schakelaars om te schakelen en je AC-belastingen moeten ook dienovereenkomstig worden omgeschakeld. Het bereik van deze modules kan worden uitgebreid (getest tot 3 meter) door een antenne op de zendermodule te gebruiken. Bekijk de video hieronder voor een volledige demonstratie.

Ik hoop dat je het project leuk vond en het leuk vond om iets soortgelijks te bouwen. Als je twijfels hebt, kun je ze posten op onze forums of op de reacties hieronder. We zullen elkaar ontmoeten bij een ander interessant project tot dan gelukkig automatiseren.