Instituto Tecnológico de Chihuahua

Radio control a 433 Mhz

Materia: Introducción a las telecomunicaciones.

Profesor: José Luis Torres Loredo

Equipo:

Ricardo De La Rosa Aragón

Néstor González Martínez

Introducción:

En este proyecto trataremos el desarrollo de radio control. Utilizaremos los

populares circuitos codificadores y decodificadores HT12E y HT12D de Holtek 

y un par de módulos de radiofrecuencia de 433 MHz. El sistema de control

remoto nos permite controlar hasta 4 salidas digitales que podemos conectar a

cualquier carga utilizando los circuitos de interfaz apropiados. Los módulos de

RFutilizan un esquema de modulación OOK (ASK). Esto quiere decir que la

señal portadora es encendida y apagada para representar los “unos” y “ceros”

lógicos en el flujo de datos. Se trata de un sistema que puede aplicarse en

multitud de situaciones y que por su simplicidad es indicado para ser construido

por cualquier persona que pueda utilizar un protoboard y tenga el conocimiento

para leer el diagrama del circuito.

En la siguiente foto vemos un Kit de módulos RF de 433 MHz, que funcionan

como el corazón de este proyecto.

El proyecto de radio control y su funcionamiento.

El par de módulos modelo RFL-001 funcionan como un enlace de datos

simplex, es decir, solamente transmiten información en un solo sentido. Aún

así resultan extremadamente útiles en aplicaciones sencillas que no

requieren una comunicación bidireccional. Los módulos se conectan

fácilmente a cualquier micro controlador y/o circuitos codificadores y

decodificadores, permitiéndonos tener un enlace de RF funcional en muy

poco tiempo.

En la foto se muestra la fotografía de los módulos de radio. El módulo más

pequeño es el transmisor, mientras que el dispositivo de forma más

alargada es el receptor.

La ventaja de utilizar este tipo de módulos es que todo (o la mayor parte) del

diseño de radiofrecuencia ya fue realizado y hay pocas formas de cometer

errores. Todos los componentes externos al módulo de RF son estándar y se

consiguen con relativa facilidad.

Lista de Materiales

2 Protoboards

2 Fuentes de alimentación de 5 volts

4 Botones “Pushbutton”

1 Kit Transmisor/Receptor ASK 433 Mhz o 315 Mhz

1 puente H L293D

1 Circuito Integrado HT12E

1 Circuito Integrado HT12D

1 Circuito integrado 74LS04

4 Capacitores cerámicos de 100 nF

4 Resistencias de 10 KOhms 1/4W

1 Resistencia 1 MOhm 1/4W

2 Resistencia 100 KOhms 1/4W

4 Diodos Led

Circuito Transmisor con encoder HT12E

A continuación se muestra el diagrama esquemático para el transmisor con el

módulo de RF y el HT-12E. El módulo de RF transmisor acepta una señal

digital que se “montará” sobre una portadora de 433 MHz, cambiando la

amplitud de la señal portadora según el valor lógico de la señal a transmitir

(datos). Podemos imaginarnos esto como una especie de código Morse en el

que la información binaria se transmite mediante la ausencia o presencia de

señal portadora. El circuito HT12E genera un flujo de datos serial que contiene

la información de estado de las 4 entradas digitales y la información de

direccionamiento (ajustada mediante el DIP switch en el esquemático).

El circuito transmisor requiere una fuente de alimentación que preferentemente

debe ser de 5V (hasta 12V). El DIP switch conectado a las líneas de dirección,

puede o no estar presente, ya que todas las entradas de dirección en el HT12E

tienen resistencias Pull-Up. La resistencia conectada entre los pines OSC1 y

OSC2 determina la velocidad de transmisión de datos y debe coincidir con la

velocidad de datos en el receptor para que la información pueda ser

interpretada de manera correcta.

Circuito Receptor con decoder HT12D

El módulo receptor presentará en el pin de salida una señal digital muy similar

a la que entró en el  módulo transmisor. Es responsabilidad del circuito que

recibe esta señal digital verificar la integridad de la transmisión y decidir que se

debe hacer. El circuito HT12D esta encargado de esta tarea. El circuito lee los

datos seriales y cambia el estado de sus salidas según el patrón recibido. El

resultado de dicha operación se muestra en 4 leds. Un quinto del muestra

cuando el HT12D recibe una señal valida.

Construcción y puesta en Marcha

Para la construcción del sistema de control remoto, podemos utilizar un par de

protoboards en los que insertaremos los componentes del transmisor y del

receptor. Para la antena, podemos utilizar un simple pedazo de alambre de

unos 17 centímetros de longitud (1/4 de la longitud de onda a 433 Mhz). Para

distancias cortas (un metro tal vez) no es necesario utilizar una antena, de

hecho nosotros no la usamos en la etapa de pruebas.

Para alimentar los circuitos con 5 volts, nosotros utilizaremos una fuente para

protoboard en conjunto con un adaptador de corriente común. Se puede utilizar

cualquier otra fuente que sea capaz de proporcionarnos 5 volts de manera

estable.

Una vez que armemos los circuitos de acuerdo a los diagramas,

recomendamos revisar una última vez la orientación de los circuitos,

capacitores y todos los dispositivos que tienen polaridad.

El circuito NO requiere ningún ajuste por parte del usuario, ya que los módulos

vienen sintonizados de fábrica. Para probar el circuito, podemos simplemente 

aplicar energía y presionar los botones en el protoboard en el que armamos el

transmisor, deberíamos ver como encienden los leds correspondientes en el

receptor.

Circuito Transmisor con HT12E armado en un protoboard. Se han conectado 4 botones

correspondientes a los 4 bits de datos.

¿Qué hacer en caso de que el circuito no funcione?

En caso de que esto no sea así hay que revisar el valor de las resistencias del

oscilador, tanto en el transmisor como en el receptor. De igual manera hay

que revisar las conexiones que llevan los datos desde y hacia los módulos de

radio frecuencia. Hay que recordar también que el ajuste de los pines de

dirección debe coincidir en ambos circuitos, de lo contrario, el receptor no

realizará ninguna acción en los pines de salida. Si dejamos los pines

desconectados en ambos (transmisor y receptor) todo debería estar bien en

cuestión de direccionamiento, si colocamos los dipswitch, hay que verificar que

ambos tengan el mismo ajuste.

Una prueba que podemos realizar para comprobar que tanto el codificador

como el decodificador funcionan correctamente es conectar directamente

mediante un cable los pines DIN y DOUT del codificador y el decodificador, sin

que estén presentes los módulos de radio. Si el decoder y en encoder se

entienden de esta forma, quiere decir que el problema está en la parte de RF.

Aplicaciones y otras ideas interesantes

Los módulos RFM0001 son bastante versátiles, ya que además de aceptar

la entrada de circuitos codificadores, aceptan prácticamente cualquier señal

digital en su entrada, por lo que podemos utilizarlos para enviar de manera

inalámbrica cualquier otra información con una baja tasa de bits. En el caso

de nuestros módulos, hemos probado conectarlos a la UART de un PIC o

de un AVR para transmitir los datos capturados por el micro controlador de

manera inalámbrica. Al utilizar un micro controlador que se encuentra a

cargo de la transmisión de datos, podemos incluir otras características,

como comprobación de la integridad de los datos (mediante un CRC o un

checksum) o la transmisión de información de manera redundante para

añadir fiabilidad al enlace de radio.