Декодирование и отправка радиосигналов 433 МГц с помощью Arduino

В этом руководстве показано, как использовать Arduino для декодирования сигналов 433 МГц от RF-пультов дистанционного управления и отправки их с помощью Arduino и передатчика 433 МГц для дистанционного управления сетевыми розетками.

Зачем декодировать RF-сигналы?

Я пробовал различные способы управления сетевым напряжением, но некоторые из них требуют:

Опыта работы с переменным напряжением
Сверления отверстий в стенах/потолке/выключателях
Модификации электрического щитка
Знания электрических норм для каждой страны

Сложно найти решение, которое было бы безопасным и работало для всех. Один из самых простых и безопасных способов дистанционного управления электроприборами, подключенными к сети, – использование розеток с радиочастотным (RF) управлением. Почему? Использование розеток с дистанционным управлением имеет 5 преимуществ:

Достаточно недорогие
Легко приобрести
Работают с ESP8266 и Arduino
Безопасны в использовании
Работают в любой стране

Необходимые компоненты 

Для этого урока вам понадобятся следующие компоненты:

Примечание: вам нужно приобрести розетки с дистанционным управлением, которые работают на радиочастоте 433 МГц. Рабочая частота должна быть указана либо на странице продукта, либо на этикетке.

Вы можете использовать ссылки выше или перейти непосредственно на MakerAdvisor.com/tools, чтобы найти все компоненты для ваших проектов по лучшей цене!

Пример 

Вот как они выглядят:

Розетки с дистанционным RF-управлением 433 МГц

Настройка RF-каналов 

Я установил свой пульт дистанционного управления в положение I.

Пульт дистанционного управления RF-розетками

Розетки тоже должны быть в положении I. Я выбрал каналы 3 и 4 для розеток (вы можете использовать любой канал по вашему желанию).

Настройка каналов RF-розеток с дистанционным управлением

Если вы подключите их к розетке, вы сможете управлять розетками с дистанционным управлением с помощью вашего пульта.

Установка библиотеки RC Switch 

Библиотека RC Switch предоставляет простой способ использования ESP8266, ESP32 или Arduino для управления устройствами с радиочастотным дистанционным управлением. Скорее всего, она будет работать со всеми популярными недорогими розетками с дистанционным управлением.

Нажмите здесь, чтобы скачать библиотеку RC Switch. В папке Downloads должен появиться .zip-файл.
Распакуйте .zip-файл, и вы получите папку rc-switch-master.
Переименуйте папку из rc-switch-master в rc_switch.
Переместите папку rc_switch в папку библиотек вашей Arduino IDE.
Затем перезапустите Arduino IDE.

Открытие скетча декодера 

Вам нужно декодировать сигналы, которые отправляет ваш пульт дистанционного управления, чтобы Arduino или ESP8266 могли воспроизвести эти сигналы и в конечном итоге управлять розетками.

Библиотека поставляется с несколькими примерами скетчей. В Arduino IDE вам нужно перейти в File > Examples > RC_Switch > ReceiveDemo_Advanced. Откроется следующий скетч:

/*
  Example for receiving

  https://github.com/sui77/rc-switch/

  If you want to visualize a telegram copy the raw data and
  paste it into http://test.sui.li/oszi/
*/

#include <RCSwitch.h>

RCSwitch mySwitch = RCSwitch();

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  mySwitch.enableReceive(0);  // Receiver on interrupt 0 => that is pin #2
}

void loop() {
  if (mySwitch.available()) {
    output(mySwitch.getReceivedValue(), mySwitch.getReceivedBitlength(), mySwitch.getReceivedDelay(), mySwitch.getReceivedRawdata(),mySwitch.getReceivedProtocol());
    mySwitch.resetAvailable();
  }
}

Посмотреть исходный код

Вы должны открыть пример через File > Examples > RC_Switch > ReceiveDemo_Advanced, чтобы автоматически загрузился также файл output.

Скетч ReceiveDemo Advanced библиотеки RC Switch в Arduino IDE

Подключив плату Arduino к компьютеру, выполните следующие действия:

Перейдите на вкладку Tools
Выберите плату Arduino UNO
Выберите COM-порт
Нажмите кнопку Upload

Декодер – Схема подключения 

После загрузки скетча подключите приемник 433 МГц к цифровому пину 2 платы Arduino UNO:

Схема подключения приемника 433 МГц к Arduino

Декодирование RF-сигналов (кодов)

Откройте монитор последовательного порта Arduino IDE и начните нажимать кнопки. Как показано в видеодемонстрации ниже:

После нажатия каждой кнопки по одному разу вы увидите двоичный код для каждой кнопки (он выделен красным):

Двоичные коды RF-сигналов в мониторе последовательного порта Arduino IDE

Сохраните двоичные коды для каждого нажатия кнопки (вы также можете использовать десятичные или Tri-State коды):

Кнопка 3 ВКЛ = (24 бита) Двоичный: 000101010101000101010101
Кнопка 3 ВЫКЛ = (24 бита) Двоичный: 000101010101000101010100
Кнопка 4 ВКЛ = (24 бита) Двоичный: 000101010101010001010101
Кнопка 4 ВЫКЛ = (24 бита) Двоичный: 000101010101010001010100

Сохраните длину импульса: 416 микросекунд и протокол: 1.

Отправка RF-сигналов (кодов)

Вам нужно настроить следующий скетч, указав ваши двоичные коды, длину импульса и протокол:

/*
  Based on the SendDemo example from the RC Switch library
  https://github.com/sui77/rc-switch/
*/

#include <RCSwitch.h>
RCSwitch mySwitch = RCSwitch();

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // Transmitter is connected to Arduino Pin #10
  mySwitch.enableTransmit(10);

  // Optional set pulse length.
  mySwitch.setPulseLength(REPLACE_WITH_YOUR_PULSE_LENGTH);

  // Optional set protocol (default is 1, will work for most outlets)
  mySwitch.setProtocol(REPLACE_WITH_YOUR_PROTOCOL);

  // Optional set number of transmission repetitions.
  // mySwitch.setRepeatTransmit(15);
}

void loop() {
  // Binary code - button 3
  mySwitch.send("000101010101000101010101");
  delay(1000);
  mySwitch.send("000101010101000101010100");
  delay(1000);

  // Binary code - button 4
  mySwitch.send("000101010101010001010101");
  delay(1000);
  mySwitch.send("000101010101010001010100");
  delay(1000);
}

Посмотреть исходный код

В моем случае длина импульса и протокол выглядят следующим образом:

// Optional set pulse length.
mySwitch.setPulseLength(416);

// Optional set protocol (default is 1, will work for most outlets)
mySwitch.setProtocol(1);

Вот пример отправки двоичного кода (вы должны заменить его своими двоичными кодами):

mySwitch.send("000101010101000101010101");

Схема подключения передатчика 

После загрузки скетча на плату Arduino соберите следующую схему:

Обе ваши розетки должны непрерывно включаться и выключаться.

Заключение 

Надеюсь, это руководство оказалось для вас полезным. Если вам понравилась эта статья, возможно, вам понравятся и следующие, поэтому обязательно подпишитесь на блог RNT.

Вы можете использовать концепции, изученные в этом руководстве, с :doc:`ESP8266 </esp32/rnt/getting-started-with-esp8266-wifi-transceiver-review/index>`_ или :doc:`ESP32 </esp32/rnt/getting-started-with-esp32/index>`_.

Спасибо за чтение.