Frekuensi Radio 433 MHz Dijelaskan: Panduan Lengkap Komunikasi Nirkabel Rendah Daya

Komunikasi nirkabel memungkinkan transfer informasi dari satu titik ke titik lain tanpa menggunakan medium transfer seperti konduktor listrik. Contoh teknologi nirkabel adalah gelombang radio dengan frekuensi yang bervariasi seperti 433MHz.

433Mhz adalah pita radio nirkabel rendah energi. Bagaimana cara kerja perangkat yang kompatibel dengan 433 MHz, dan mengapa memilih teknologi ini dibandingkan Z-Wave dan Zigbee standar?

Tetap di sini untuk mengetahui lebih banyak.

Apa itu 433MHz?

433MHz adalah pita radio nirkabel yang umum digunakan dalam perangkat rumah tangga yang kompatibel untuk mengirim sinyal.

433MHz perangkat

Selain itu, satu sistem RF 433 Mhz terdiri dari receiver dan transmitter yang menerima dan mengirim sinyal radio antara dua perangkat. Juga, ia bermanfaat untuk aplikasi inovatif seperti bel pintu nirkabel, pintu garasi, otomasi rumah, kontrol akses, dll.

Apa yang Membangun Koneksi 433 MHz?

Koneksi 433MHz memiliki tiga jenis perangkat yang memungkinkan komunikasi dan terdiri dari transmitter, receiver, dan transceiver.

Modul transmitter dan receiver RF 433mhz

Di sini, kami akan memperkenalkan modul transmitter dan receiver RF 433mhz yang umum.

Pertama, kita memiliki transmitter yang mentransmisikan informasi melalui RF 433MHz meskipun dengan keterbatasan bandwidth.

Kemudian, ada modul receiver yang mendengarkan dan menerima perintah.

Terakhir, transceiver menawarkan kemampuan untuk mengirim dan menerima sinyal, sehingga bertindak sebagai transmitter dan receiver.

Transmitter 433Mhz

Penugasan pin transmitter dan receiver RF 433MHz

Sekarang, mari kita bahas konfigurasi pin modul transceiver dan receiver.

Transmitter

Pin DATA – Pin pertama menerima data digital yang diperlukan untuk transmisi.

Pin VCC – Berfungsi sebagai pin suplai daya transmitter. Biasanya, tegangan DC positif berkisar dari 3,5V hingga 12V. Ingat lagi bahwa tegangan suplai secara langsung proporsional dengan output RF sehingga tegangan yang lebih tinggi menghasilkan jangkauan yang lebih besar.

Pin GND – Ini adalah pin ground.

Pin Antenna – Terhubung ke antena eksternal. Disarankan untuk meloteng kawat solder sepanjang 17,3 cm pada pin untuk jangkauan yang lebih besar.

Receiver

Pin VCC – Ini adalah suplai daya receiver. Sebaliknya transmitter, 5V disarankan untuk receiver.

Pin DATA – Berfungsi sebagai output data digital yang diterima. Karena ada dua pin pusat internal yang diikat bersama, Anda dapat memilih salah satu untuk output data.

GND – Berfungsi sebagai pin ground.

Antenna – Meskipun tidak ditandai, beroperasi sebagai antena eksternal. Ini berada di samping inductor kecil di kiri bawah modul radio. Demikian pula, ini akan membutuhkan kawat solder sepanjang 17,3 cm untuk jangkauan yang ditingkatkan.

Spesifikasi dan Fitur

Transmitter

Mereka meliputi;

• Pertama, ia memiliki jangkauan transmisi 90m di ruang terbuka dan kecepatan kurang dari 10Kbps.
• Kemudian, kesalahan frekuensinya maksimal +150kHz dengan daya transmisi 25mW dan output arus 500mA puncak.
• Ketiga, frekuensi kerjanya 433,92MHz, sementara modulasinya ASK (Amplitude Shift Keying).
• Modus resonansinya (SAW). Juga memiliki arus kerja minimum 9mA dan maksimal kurang dari 40mA.
• Juga, memiliki frekuensi IF 1MHz, laju transmisi maksimum 300K, dan sensitivitas tipikal 105Dbm.
• Terakhir, tegangan kerjanya berkisar (tegangan jaringan) dari 3V hingga 12V.

Receiver

Mereka adalah sebagai berikut;

• Sensitivitas melebihi -100dBm (50Ω) dan bandwidth 2MHz.
• Kedua, frekuensi kerjanya juga 433,93MHz tetapi modulasinya dapat berupa ASK atau OOK (Of Hook Keying).
• Selain populer dan murah, ia juga menghasilkan output ke pin data dalam bentuk terenkripsi.
• Anda dapat mengubah frekuensinya menggunakan node yang tersedia.
• Juga, memiliki frekuensi IF 1MHz dan sensitivitas tipikal 105Dbm.
• Terakhir, arus kerjanya maksimal ≤5,5mA sementara tegangan kerjanya 5,0VDC +0,5V.

Prinsip Kerja

Transmitter bekerja

Modul transmitter beroperasi pada 434MHz dan menggunakan ASK (lebih nyaman daripada Frequency shift keying).

Modul transmitter 433MHz bekerja

• Pertama, ia melewatkan input serial melalui MCU, lalu menggunakan RF untuk mentransmisikan sinyal.
• Selanjutnya, modul receiver di ujung lain transmisi data menerima sinyal yang ditransmisikan.
• Oleh karena itu, menerapkan logika rendah pada DATA menghentikan osilator dari menghasilkan gelombang RF. Sebaliknya, logika tinggi pada pin DATA memungkinkan osilator untuk menghasilkan gelombang pengirim RF konstan 433MHz.

Receiver bekerja

Modul receiver 433MHz bekerja

• Ia menerima data sinyal (frekuensi 433MHz) sebelum mengirimkannya ke pin data dalam bentuk terenkripsi. Namun, Anda dapat menggunakan node variabel untuk menyesuaikan/mengubah frekuensi dari 315MHz hingga 433MHz.
• Decoder atau mikrokontroler akan kemudian mendekode dan melihat sinyal data.
• Terakhir, ia memiliki beberapa Op-Amps dan sirkuit RF yang dituning yang mempekatkan gelombang pengirim yang terbentuk dari transmitter. Selanjutnya, sinyal yang dimapekatkan masuk ke Phase Lock Loop sebelum melanjutkan ke decode. Ini sekarang menghasilkan aliran output dengan kebisingan latar belakang yang lebih rendah.

Aplikasi 433,92 MHz

• Perangkat radar pemerintah,
• Satelit amateur,
• Jaringan mesin energi,
• Radio amateur/Ham seperti DX, Teleponi (SSB), Morse (CW), pesan Suara Digital (DV) messaging,
• Perangkat RFID,
• Perangkat kontrol jarak jauh seperti sensor domestik, saklar nirkabel, jendela gulungan dikontrol jarak jauh,

(sensor inframerah)

• Instrumen nirkabel, dan
• IoT (Internet of Things)

Keuntungan dan kerugian 433,92 MHz

Keuntungan

Beberapa keuntungan 433MHz adalah;

Mengkonsumsi daya rendah

Dibandingkan dengan standar otomasi rumah lain seperti Zigbee atau Z-wave, 433MHz menggunakan daya yang relatif rendah. Jadi, ideal untuk perangkat yang menggunakan baterai seperti tombol atau sensor nirkabel.

Jangkauan nirkabel yang panjang

Kedua, manfaatnya dibandingkan inframerah dalam kontrol jarak jauh adalah dinding tidak dapat memblokirnya karena ini adalah teknologi radio. Misalnya, saat Anda berada di bagian rumah yang berbeda tetapi mengontrol jendela gulungan bermotor, tidak ada yang akan menghalangi sinyal radio.

Selain itu, ia memiliki frekuensi yang lebih rendah dibandingkan Wi-Fi (2,4/5,8GHz), Zigbee (2,4GHz), atau Z-wave (868-928 MHz). Ini berarti rentang frekuensi titik-titik 433MHz adalah pencapaian yang signifikan.

Hemat biaya

Produsen menemukan perangkat ini mudah diimplementasikan dalam produk rumah pintar, yang menjelaskan mengapa mereka laku cepat dan lebih laku.

Kerugian

Beberapa kerugian yang perlu dipertimbangkan sebelum pembelian termasuk;

Receiver/Transmitter diperlukan

Sayangnya, 433MHz tidak akan berkomunikasi langsung dengan PC atau ponsel Anda karena mereka tidak memiliki antena khusus. Namun, ia memiliki fitur yang serupa dengan standar premium, misalnya, Z-Wave dan Zigbee.

Tidak memiliki Mesh Networking

Secara umum, mesh networking memungkinkan perangkat untuk mentransmisikan sinyal yang dimaksudkan untuk node jaringan lain saat bekerja di bawah teknologi yang sama. Selain itu, jika Anda menambahkan lebih banyak node, keandalan jaringan Anda meningkat.

Sayangnya, perangkat 433MHz tidak dapat membangun jaringan mesh. Dalam hal ini, kami merekomendasikan Z-wave atau Zigbee karena mereka memiliki fitur tersebut.

Tidak begitu pintar

Teknologi 433MHz dasar/minimal karena memiliki sinyal satu arah (menerima atau mengirim). Akibatnya, Anda akan harus mengasumsikan ia telah menangkap sinyal dan mengeksekusinya karena ia tidak mengonfirmasi perintah sinyal. Beberapa perangkat, terutama sensor, dapat kurang andal daripada standar Z-Wave dan Zigbee.

Selain itu, perangkat di bawah modul 433MHz tidak memberikan informasi apa pun tentang konsumsi energi atau status baterai mereka. Dan jadi, Anda perlu memeriksa tingkat tegangan baterai menggunakan pin analog.

Tutorial Pengaturan 433 MHz: hubungkan transmitter dan receiver RF ke Arduino UNO

Sekarang mari kita kerjakan proyek menggunakan 433MHz yang kompatibel charger.

Komponen yang diperlukan

• Tangki baterai,
• Kabel jumper,
• Power bank,
• Breadboard kecil,
• TFT berwarna 1,8 inci,
• DHT22,
• Kit RF 433MHz, dan
• Arduino UNO murah

Diagram transmitter

Koneksi pin antara komponen dan Arduino adalah sebagai berikut;

Kode Arduino — untuk transmitter RF 433MHz

Di bawah ini adalah rangkuman kode receiver menggunakan antarmuka Arduino IDE.

Diagram receiver

Koneksi pin ada dalam tampilan di bawah;

Kode Arduino — untuk receiver RF 433MHz

Di bawah ini adalah rangkuman kode receiver menggunakan antarmuka Arduino IDE.

Bagaimana meningkatkan jangkauan modul RF 433MHz?

Antena yang digunakan untuk receiver dan transmitter sangat mempengaruhi jangkauan yang didapat dengan dua modul RF ini. Anda akan berkomunikasi dalam jarak 1m tanpa antena.

Di ruang terbuka (luar ruangan), Anda dapat berkomunikasi dalam jarak 50m dengan desain antena yang baik. Namun, jangkauan sinyal di dalam ruangan akan sedikit lemah.

Sehelai kawat tunggal inti cukup untuk membuat antena yang tepat untuk receiver dan transmitter, jangan membingungkannya. Juga, pertahankan panjang antena karena diameter tidak seberarti. Antena yang efisien memiliki panjang yang serupa dengan panjang gelombang yang Anda gunakan. Antena gelombang separuh lebih baik.

Menghitung panjang gelombang frekuensi ditunjukkan oleh;

Aplikasi praktis di udara;

Kecepatan transmisi = Kecepatan cahaya (yaitu, 299.792.458 m/s)

Frekuensi transmisi = 433MHz

Oleh karena itu;

Seperti yang telah kita lihat, antena sepanjang 69,24 cm (dibulatkan menjadi pita 70 sentimeter) terlalu panjang dan tidak praktis. Jadi, antena helical gelombang separuh sekitar 6,8 inci atau 17,3 cm adalah ideal.

Kesimpulan

Singkatnya, pita Radiofrekuensi (RF) 433 MHz adalah perangkat radio yang hemat biaya, memiliki jaringan energi rendah, dan memiliki kemampuan nirkabel.

Kami berharap Anda sekarang lebih paham tentang perangkat 433MHz. Namun, jika Anda masih memiliki pertanyaan, Anda dapat menghubungi kami.