Funcionamento dos módulos TX RX 433MHz
Os módulos de transmissão e recepção na frequência de 433MHz representam uma excelente alternativa para aqueles que desejam desenvolver projetos de RF com boa estabilidade. Dependendo do fabricante, os módulos podem apresentar uma transmissão de até 100 metros em área aberta. São extremamente fáceis de usar e o seu princípio de funcionamento é descrito no presente artigo. Na Figura 1 apresentamos uma imagem real dos referidos módulos, os mesmos podem ser adquiridos facilmente em lojas de Eletrônica e a baixo custo.
Como pode se observar na Figura 1, o módulo transmissor (TX) é consideravelmente mais simples em relação ao receptor (RX), pois este último tem a tarefa de receber o sinal do ar e recuperá-lo no meio de possíveis ruídos e interferências. Os módulos de RF funcionam com modulação ASK (amplitude-shift keying). Esta modulação basicamente consiste em enviar ou não um sinal de portadora na frequência de 433MHz. Quando existe um sinal, este é lido como bit “1”. Na ausência do sinal, lê-se o bit “0”. O conjunto de zeros e uns define a comunicação dos dados, que geralmente é realizado através de UART. Por se tratar de uma transmissão de dados assíncrona, os zeros e uns em uma sequência são identificados pela taxa de transmissão utilizada (baud rate). O dispositivo que gera os dados para envio deve ser configurado para a mesma taxa que o dispositivo que receberá os dados. Na Figura 2 apresentamos um gráficos simples que ilustra a modulação ASK.
Acima temos os dados em formato digital e abaixo o sinal analógico da portadora a 433MHz. A repetição de zeros e uns se dá pelo baud rate do sistema. O diagrama simplificado do transmissor pode ser visto na Figura 3.
Podemos verificar a presença da portadora que gera um sinal a 433MHz e este sinal é chaveado de acordo com os dados enviados para a entrada (data in). O sinal que vai para o ar através da antena é bem semelhante ao sinal modulado apresentado na Figura 2. O diagrama simplificado do receptor está na Figura 4.
O sinal é recebido pela antena e tratado em um sintonizador de rádio frequência para a correta recepção. Após, um amplificador é responsável por dar ganho ao sinal recuperado, para que o mesmo possa ser travado em fase pelo circuito PLL (phase locked loop). O circuito PLL trará mais estabilidade para o sinal e também garantirá zeros e uns mais bem definidos, evitando erros na transmissão dos dados e garantindo maior imunidade a ruído.
Aos leitores que tiverem um analisador de espectro que alcance a banda de 433MHz, poderão testar o transmissor conforme setup da Figura 5.
A antena pode ser um fio rígido simples de alguns centímetros, conecte na entrada do analisar também um BNC com fio rígido e ligue o transmissor com 5V, mantendo o pino de dados também constantemente em 5V, assim você estará simulando uma transmissão contínua de bits em “1”. Desta forma, a portadora estará sendo transmitida constantemente no ar. Ajuste o analisar de espectro para uma frequência central de 433MHz e você deverá ver o pico do sinal presente no espectro, na frequência de transmissão.
Para testar o conjunto, você só precisa dos módulos TX e RX ligados com 5V e aplicar um sinal retangular que poderá vir de um gerador de funções, conforme Figura 6.
Aplique um sinal de 0 a 5V em uma frequência de 1kHz no pino de dados do transmissor. Com auxílio de um osciloscópio, meça a saída de dados do receptor. Se tudo estiver ok, deverá receber um sinal na mesma frequência de transmissão.
Autor: Eng. Wagner Rambo
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