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LPTWIRELESSControlando 8

dispositivos via RF

Por: Antônio Rogério Messias

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LPTWIRELESS - CONTROLANDO 8 DISPOSITIVOS VIA RF (RR3 E RT4)

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Disponibilizo aqui neste artigo, algumas informações e experiências utilizando os módulos transmissor

RT4 e receptor RR3, fabricados pela empresa Italiana Telecontrolli (www.telecontrolli.com). Os módulosproduzidos pela Telecontrolli já são um padrão de ercado, são utilizados como componentes básicos paraa construção de dispositivos como: sistema de alarme para carros, sistema de segurança residencial,controle remoto para abertura e fechamento de portões, controles para ligar e desligar luzes, dispositivossensores, aquisição de dados, robótica e controle em geral. Enfim, um prato cheio para a construção dedispositivos domóticos e robóticos.

Os módulos RT4 e RR3 têem alcance de até 100m sem obstáculos, desde que a antena e a fonte dealimentação do transmissor sigam as recomendações técnicas do fabricante. Esses módulos já saem defábrica regulados através de tecnologia à Laser, dispensando qualquer tipo de regulagem por parte dodesenvolvedor. Os módulos RT4 e RR3 trabalham nas faixas de freqüências de: 315MHz, 418MHz e 433,92MHz. Osmódulos utilizados para criar nosso projeto trabalham na freqüência de 433,92MHz. Você pode escolherusar outros módulos com uma das freqüências citadas acima, mas o par (RT4 e RR3) deve ter freqüênciasidênticas para que possa haver uma comunicação entre o transmissor e receptor. A largura de banda (para a transferência dos dados) do módulo RT4 é de 4KHz, já a do módulo RR3 é

de 2KHz. Portanto, para que o módulo receptor RR3 consiga receber os dados corretamente, o

transmissor RT4 deverá se limitar a transmitir os dados numa taxa inferior ou igual a 2KHz.

Para que possamos transmitir dados de forma digital e seguindo um determinado padrão através daportadora dos módulos RF RT4 e RR3, utilizamos os famosos e úteis CIs MC145026 (Encoder) eMC145027 (Decoder), fabricados pela Motorola.

Este artigo, além de demonstrar a utilização dos módulos RT4 e RR3 na prática, aproveita para divulgarum controle remoto sem fio conectado a Porta Paralela controlado por um programa, onde poderemos ligare desligar até 8 dispositivos independente um do outro.

Figura 1 - Foto dos módulos RT4 e RR3

Na figura acima, vemos as fotos dos módulos transmissor RT4, e receptor RR3, ambos devem operarno mesmo espectro de freqüência. Optamos em usar os módulos com freqüência de 433,92MHz por seremencontrados com mais facilidade no mercado nacional.

Cálculo da antena de 1/4 de onda

O comprimento preciso da antena é muito importante para que se possa obter um bom alcance, entre omódulo transmissor e o receptor. Para um módulo que trabalha na freqüência de 433,92MHz, pode serusado um fio rígido de cobre (26AWG) como antena, de comprimento igual a 17,5 cm.

Para maiores informações sobre antena, acesse o tutorial escrito por Kent Smitch: antenna.pdf.

- Comprimento da antena em centímetros:Comprimento = 7500 / Freqüência em MHz.Comprimento = 7500 / 433,92.Comprimento = 17,5 cm.

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- Comprimento da antena em polegadas:

Comprimento = 2952 / Freqüência em MHz.Comprimento = 2952 / 433,92.Comprimento = 6,8 in.

Data Sheets

Módulos RT4 e RR3 (link atualizado em 02/02/2011)

http://www.telecontrolli.com/download/schede-tecniche-prodotti/receivers_it.html

Onde encontrar os módulos RT4 e RR3

http://www.acpcomponentes.com.br

Figura 2 - Layout dos CIs MC145026 e MC145027

Data Sheets

Encoder/Decoders MC145026/27/28

http://www.freescale.com/files/rf_if/doc/data_sheet/MC145026.pdf

Figura 3 - Teste de transmissão entre o Encoder e o Decoder

Antes de conectar os módulos RT4 e RR3 ao circuito, é interessante verificar se o encoder e o decoderestão oscilando na mesma freqüência. Para isso, enderece igualmente os pinos A1 a A5 tanto no encodercomo no decoder. No pino 11 (VT-Valid Transmission) do decoder conecte um resistor de 470 ohm e umLED. Para testar se há um sincronismo entre os CIs, leve o pino 14 (TE- Transmit Enable) do MC145026 aonível baixo (0v), ao fazer isso, o LED conectado ao pino VT do MC145027 deverá acender.

Se desejar um teste mais elaborado, codifique as entradas de dados (D6-D9) do MC145026 e conecteLEDs aos pinos de dados (D6-D9) do MC145027, ao levar o pino TE a nível baixo (0v) os LEDsconectados aos pinos de dados do MC145027, deverão se acender conforme a combinação feita nospinos de dados do MC145026. Dessa forma você estará certo de que o par encoder e decoder está em

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sincronismo, funcionando corretamente. Depois é só acrescentar os módulos RT4 e RR3 ao circuito e testaro sistema completo.

Informações

O CI MC145026 pode combinar até 19.683 endereços no modo trinário (0, 1 e aberto),

usando os pinos (A1,A2,A3,A4,A5,D6,D7,D8 e D9), e 512 endereços no modo binário (0 e 1).

Se forem usados somente os pinos A1,A2,A3,A4 e A5, é possível combinar até 243 endereços

no modo trinário e, 32 endereços no modo binário. Dessa forma, os pinos D6,D7,D8 e D9 são

utilizados para transmissão de dados, sendo possível combinar 16 valores diferentes e enviá-los para odecoder MC145027.

Há também um outro decoder da Motorola, o MC145028 que usa os 9 pinos(A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8 e A9) todos para endereçamento tanto no modo binário como no modo trinário,esse decoder é mais utilizado para chavear endereços de controle remoto, possibilitando no máximo19.683 endereços diferentes.

Tensão de trabalho dos decoders e encoder

O CI encoder MC145026 pode trabalhar numa faixa de tensão de 2,5 a 18V. Já os decodersMC145027 e MC145028 trabalham entre 4,5 a 18V.

Tensão de trabalho dos módulos RT4 e RR3

O módulo receptor RR3 pode trabalhar numa faixa de tensão que vai de 4,5 a 5.5V. Já o módulotransmissor RT4 trabalha entre 2,0 a 14,0V.

Figura 4 - Animação: Modulação da mensagem través da portadora de RF

A animação acima mostra a transmissão dos dados digitais entre os pares MC145026/RT4 eRR3/MC145027. Veja que o encoder MC145026 envia os bits de endereço/dados serialmente para omódulo transmissor assim que o pino TE tenha sido levado a nível baixo (0v). Por sua vez, o módulo RT4transmite os bits modulados através da portadora de Rádio Freqüência. O módulo RR3 captura os dados e

repassa-os para o decoder MC145027 que faz uma comparação nos bits do endereço recebido com osbits do endereço de sua própria configuração. Se os endereços forem iguais, os bits de dados ficamdisponíveis nos pinos (D6,D7,D8 e D9) e o pino VT é levado a nível alto (1). O pino VT só permanece ativopor um instante informando que um dado foi reconhecido e está disponível. Já os pinos dos dados retém aúltima informação. Isso é possível porque estes pinos estão ligados a um latch (um tipo de memória volátilelementar). Esses dados permanecem no latch até que um novo dado seja enviado e aceito, ou aalimentação da fonte seja interrompida.

Tabela 1 - Opção de escolha dos componentes para criar a oscilação desejada nos CIs MC145026/27

f osc (kHz) RTC CTC' Rs R1 C1 R2 C2

362 10 k 120 pF 20 k 10 k 470 pF 100 k 910 pF

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181 10 k 240 pF 20 k 10 k 910 pF 100 k 1800 pF

88.7 10 k 490 pF 20 k 10 k 2000 pF 100 k 3900 pF

42.6 10 k 1020 pF 20 k 10 k 3900 pF 100 k 7500 pF

21.5 10 k 2020 pF 20 k 10 k 8200 pF 100 k 0.015 F

8.53 10 k 5100 pF 20 k 10 k 0.02 F 200 k 0.02 F

1.71 50 k 5100 pF 100 k 50 k 0.02 F 200 k 0.1 F

1.71 50 k 5100 pF 100 k 50 k 0.02 F 200 k 0.1 F

Para que os CIs MC145026/27 trabalhem conforme o esperado, é importante escolhermos os valoresdos capacitores e resistores mostrados na tabela acima, elaborada pelo fabricante. Observem a primeiracoluna da tabela, lá se encontram as freqüências, e nas demais colunas, os valores dos componentes(resistores e capacitores) necessários para produzi-las.

Aqui no nosso projeto, escolhemos a freqüência de 1.71KHz (última linha da tabela). Não escolhemospor à caso essa freqüência, mas porque é a única freqüência da tabela que não excede o limite da bandapassante do módulo receptor RR3, que é de 2KHz.

Para facilitar a aquisição dos componentes no mercado, o resistor de 50K ohm pode ser substituído

por um de 51K ohm, o capacitor de 5100pF pode ser substituído por um de 5,6nF (poliéster). Para ficar

mais legível, as medidas dos capacitores C1 e C2 formam convertidas de micro para nano, conformemostra a tabela abaixo.

1.71 51 k 5,6 nF 100 k 51 k 22 nF 200 k 100 nF

Figura 5 - Foto do módulo receptor

A figura acima exibe a foto do circuito receptor confeccionado numa placa de circuito impresso padrão.Para testes, pode ser montado numa Proto board.

Figura 6 - Circuito completo do módulo receptor

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O circuito acima utiliza dois decoders MC145027 para poder disponibilizar 8 bits de saída. Se desejarcontrolar somente 4 saídas, elimine o arranjo de componentes MC145027 (2).

Observe o endereçamento dos MC145027 (1) e (2), são diferentes.

Os LEDs podem ser substituídos por drivers se você desejar controlar cargas de potência.

Figura 7- Foto do módulo transmissor

A figura acima exibe a foto do transmissor RT4 confeccionado numa placa de circuito impresso padrão.

Figura 8 - Descrição dos pinos do módulo transmissor RT4

A foto acima mostra a face superior do módulo RT4 e a descrição de cada pino.

Figura 9 - Circuito completo do módulo transmissor

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A figura acima exibe o circuito completo do transmissor conectado à Porta Paralela através do buffer74LS244.

No decoder MC145027 o pino 2 (A2) deve ficar em aberto (trinário). O pino 5 (A5) está conectado aobuffer e, por sua vez, à Porta Paralela, é através desse pino que o software muda o endereço, alternandoA5 entre os níveis 0 e 1.

Figura 10 - Programa 1 Figura 11 - Programa 2

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No Programa 1, mostrado acima na Figura 10, os botões Dispositivo 1 a Dispositivo 8, estãorespectivamente associados às saídas B0 a B7 conectadas ao MC145027(1) e ao MC145027(2).

No Programa 2, mostrado acima na Figura 11, os botões seta para: baixo, cima, direita e esquerda,estão respectivamente associados às saídas B0 a B3 conectadas ao MC145027(1), e os botões

Dispositivo 1 a Dispositivo 4, estão respectivamente associados às saídas B4 a B7 conectadas ao

MC145027(2).

Download dos programas

Download do programa 1

Download do programa 2

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