الأجهزة المنزلية التي تسيطر عليها الترددات اللاسلكية

لطالما كانت أتمتة المنزل موضوعًا ساخنًا للتعلم أو العمل عليه. إنه لأمر رائع حقًا التحكم في أجهزة التيار المتردد لاسلكيًا. هناك الكثير من الطرق للقيام بذلك والخيال هو الحد. في هذا المشروع سوف نتعلم الطريقة الأكثر بساطة وسهولة لبناء مشروع أتمتة المنزل اللاسلكي حيث يمكننا تبديل أحمال التيار المتردد باستخدام وحدة إرسال واستقبال RF 433 ميجاهرتز. هذا المشروع لا يتضمن أي متحكم ؛ ومن ثم لا يلزم البرمجة ويمكن تطويرها على لوح التجارب. تبدو بسيطة حق !! لذلك دعونا نبنيها.

لقد قمنا سابقًا بتغطية العديد من أنواع أتمتة المنزل باستخدام تقنيات مختلفة ووحدات تحكم دقيقة مثل:

• أتمتة المنزل القائم على DTMF
• أتمتة المنزل على أساس GSM باستخدام Arduino
• أتمتة المنزل المتحكم به بواسطة الكمبيوتر الشخصي باستخدام Arduino
• التحكم الآلي بالمنزل عن طريق البلوتوث باستخدام 8051
• التحكم الآلي بالمنزل عن بعد بالأشعة تحت الحمراء باستخدام Arduino
• مشروع أتمتة المنزل باستخدام MATLAB و Arduino
• RF المصابيح التي يتم التحكم فيها عن بعد باستخدام Raspberry Pi
• التحكم الآلي بالمنزل عن طريق الهاتف الذكي باستخدام Arduino
• التحكم الصوتي في أتمتة المنزل باستخدام ESP8266 وتطبيق Android

المواد المطلوبة لمشروع الأجهزة المنزلية التي يتم التحكم فيها بترددات الراديو:

1. 433 ميغاهيرتز RF الارسال والاستقبال
2. HT12D فك IC
3. HT12E التشفير IC
4. وحدة الترحيل 5 فولت (عدد 2)
5. اضغط على مفتاح إيقاف التشغيل (2 Nos)
6. 1 ميجا أوم ، 47 كيلو أوم المقاوم
7. 7805 منظم جهد
8. بطارية 9 فولت (عدد 2)
9. لوح الخبز (2Nos)
10. توصيل الأسلاك

433 ميجا هرتز وحدة الإرسال والاستقبال RF:

اسمحوا لي أن أقدم مقدمة موجزة عن وحدات التردد اللاسلكي هذه قبل الدخول في المشروع. يشير مصطلح RF إلى " تردد لاسلكي ". ستعمل وحدة جهاز الإرسال والاستقبال RF دائمًا في زوج يحتاج إلى جهاز إرسال وجهاز استقبال لإرسال البيانات وإرسالها. يمكن لجهاز الإرسال فقط إرسال المعلومات وجهاز الاستقبال ويمكنه فقط استلامها ، لذلك يمكن دائمًا إرسال البيانات من طرف إلى آخر وليس العكس.

و حدة الارسال تتكون من ثلاثة دبابيس وهي VCC، الدين والأرض كما هو مبين أعلاه. يحتوي دبوس Vcc على جهد إدخال واسع النطاق من 3 فولت إلى 12 فولت. يستهلك جهاز الإرسال تيارًا بحد أدنى 9 مللي أمبير ويمكن أن يصل إلى 40 مللي أمبير أثناء النقل. دبوس المركز هو دبوس البيانات مع الإشارة التي يتم إرسالها. يتم بعد ذلك تعديل هذه الإشارة باستخدام ASK (Amplitude Shift Keying) ثم إرسالها على الهواء بتردد 433 ميجا هرتز. تبلغ السرعة التي يمكنها بها نقل البيانات حوالي 10 كيلو بت في الثانية.

تحتوي وحدة الاستقبال على أربعة دبابيس وهي Vcc و Dout و Linear out و Ground كما هو موضح أعلاه. يجب أن يتم تشغيل دبوس Vcc بمصدر منظم 5V. تيار التشغيل لهذه الوحدة أقل من 5.5 مللي أمبير. يتم اختصار الدبابيس Dout و Linear out معًا لاستقبال إشارة 433 ميجا هرتز من الهواء. يتم بعد ذلك إزالة تشكيل هذه الإشارة للحصول على البيانات وإرسالها عبر دبوس البيانات.

تحقق من مشاريعنا الأخرى باستخدام زوج الترددات اللاسلكية:

• روبوت التحكم بالترددات اللاسلكية
• دائرة تحويل IR إلى RF
• RF المصابيح التي يتم التحكم فيها عن بعد باستخدام Raspberry Pi

الحاجة إلى التشفير وأجهزة فك التشفير:

يمكن أن تعمل وحدات RF أيضًا دون الحاجة إلى وحدات التشفير وفك التشفير. ما عليك سوى تشغيل كلتا الوحدتين بالجهد المقابل المذكور أعلاه. الآن ، اجعل دبوس Din على جهاز الإرسال مرتفعًا وستجد أن دبوس Dout على جهاز الاستقبال مرتفع أيضًا. لكن هناك عيب كبير في هذه الطريقة. يمكنك الحصول على زر واحد فقط على جانب المرسل ومخرج واحد على جانب جهاز الاستقبال. هذا لن يساعد في بناء مشاريع أفضل ، لذلك نحن نستخدم وحدات التشفير وفك التشفير.

HT12D و HT12E عبارة عن وحدات تشفير ووحدات فك ترميز مكونة من 4 بيانات. هذا يعني أنه يمكننا عمل (2 ^ 4 = 16) 16 مجموعة مختلفة من المدخلات والمخرجات. هذه هي 18 دبوس IC والتي يمكن أن تعمل بين 3V إلى 12V إمدادات الطاقة. كما قيل ، لديهم 4 بتات و 8 عناوين ، يجب تعيين بتات العنوان الثمانية هذه على كل من المشفر ووحدة فك التشفير لجعلها تعمل كزوج.

من أصل بت 4 بيانات ، سنستخدم اثنين فقط في هذا المشروع لغرض العرض التوضيحي. يمكنك استخدام الأجهزة الأربعة والتحكم في أربعة أجهزة التيار المتردد بنفس الدائرة. عليك فقط إضافة وحدتي ترحيل أخريين.

وحدة التتابع 5 فولت:

كما ذكرنا سابقًا ، سنستخدم وحدتي ترحيل 5 فولت للتحكم في أحمال التيار المتردد. يمثل المصطلح "5V" هنا الجهد المطلوب لتشغيل المرحل. يتم عرض وحدة التتابع 5V المستخدمة في هذا المشروع أدناه.

تعمل دائرتنا بجهد 5 فولت ونحتاج إلى شيء ما للتحكم في حمل التيار المتردد 220 فولت ، وهنا يكون التتابع مفيدًا. هذا التتابع عند تشغيله بجهد 5 فولت سوف يقوم بتبديل مفتاح كهروميكانيكي ؛ هذا المفتاح الكهروميكانيكي قادر على شمع 220 فولت تيار متردد حتى تيار 10 أمبير. وبالتالي ، يمكن توصيل حمل التيار المتردد بأطراف المرحل.

يمكننا أيضًا بناء هذه الدائرة بدون استخدام وحدة ترحيل. في هذه الحالة ، سيتعين عليك استخدام ترانزستور إضافي مثل BC547 وقيادته باستخدام المقاوم الحالي المحدد لقاعدته.

مخطط الدائرة وشرحها:

يوجد رسمان تخطيطيان للدائرة لنظام التشغيل الآلي للمنزل الذي يتم التحكم فيه بترددات الراديو ، أحدهما لجهاز إرسال الترددات الراديوية كجهاز تحكم عن بعد للترددات اللاسلكية للأجهزة المنزلية والآخر لجهاز استقبال الترددات اللاسلكية حيث يتم توصيل أحمال التيار المتردد. لقد شرحنا سابقًا دائرة مرسل واستقبال الترددات اللاسلكية بالتفصيل.

دائرة الارسال RF:

دائرة استقبال الترددات اللاسلكية:

كما ترى ، تتكون دائرة الإرسال من Encoder IC وتتكون دائرة الاستقبال من وحدة فك التشفير IC. نظرًا لأن جهاز الإرسال لا يحتاج إلى 5 فولت منظم ، فقد قمنا بتشغيله مباشرة ببطارية 9 فولت. بينما في جانب المستقبِل ، استخدمنا منظم جهد 7805 + 5 فولت لتنظيم 5 فولت من بطارية 9 فولت.

لاحظ أن بتات العنوان A0 إلى A7 على كل من Encoder و Decoder IC مؤرضة. هذا يعني أنه تم الاحتفاظ بهما في العنوان 0b00000000. بهذه الطريقة كلاهما يشتركان في نفس العنوان وسيعملان كزوج.

يتم توصيل دبابيس البيانات D10 و D11 (الدبوس 12 و 13) بالمفاتيح الموجودة على جانب جهاز التشفير ووحدات الترحيل على جانب وحدة فك التشفير. استنادًا إلى موضع المفتاح على جانب المشفر ، سيتم نقل المعلومات إلى وحدة فك التشفير وسيتم تبديل الضوء المقابل.

يتم تشغيل وحدتي الترحيل من خلال مصدر 5V الذي يوفره المنظم 7805 ويتم توصيل دبوس الإدخال بوحدة فك التشفير. يتم توصيل الأحمال من خلال وحدة الترحيل بحيث يكتمل الاتصال بالحمل فقط عند إغلاق المرحل.

ملاحظة: قد لا يعمل استخدام بطارية 9 فولت لتشغيل إعداد جهاز الاستقبال بشكل صحيح لأن البطارية ليست قوية لتوفير تيار كافي لوحدة الترحيل. في هذه الحالة ، استخدم بطارية أو محول بجهد 12 فولت.

تحذير: يجب توخي الحذر الشديد أثناء التعامل مع جهد التيار المتردد 220 فولت. تأكد من أن الاتصال وفقًا للدائرة ويوصى للمبتدئين باستخدام صندوق التوصيل (Spike box) الذي يحتوي على فتيل فيه. يجب أيضًا أن تكون الأسلاك الخاصة بك ذات مقياس أعلى بحيث يمكنها حمل التيار المطلوب وعدم توصيل الأحمال التي تستهلك أكثر من 8 أمبير.

عمل الأجهزة المنزلية التي تسيطر عليها الترددات اللاسلكية:

كما رأينا ، دارة المشروع بسيطة للغاية ويمكن توصيلها بسهولة في لوحة توصيل ، هذه الدائرة مبنية بدون أي متحكم. لقد استخدمت لوحين ، أحدهما لجزء جهاز الإرسال والآخر لجزء المستقبل. لقد استخدمت أيضًا مصباحين للتيار المتردد لتوضيح المشروع. بمجرد الانتهاء من التوصيلات ، يجب أن يبدو الإعداد كما يلي.

هنا اللوح الذي يتم تشغيله بواسطة بطارية 9 فولت هو دائرة الإرسال والآخر مدعوم بمحول 12 فولت (غير موضح في الموافقة المسبقة عن علم) هو وحدة الاستقبال. مصدر التيار المتردد مأخوذ من صندوق التوصيل الأسود الموضح أعلاه. لدينا أيضًا مرحلان للتحكم في حملي التيار المتردد بشكل مستقل. يشكل السلك الأصفر اتصال الطور والسلك الأخضر هو الاتصال المحايد.

بمجرد تشغيل كلتا الدائرتين ، يمكننا البدء في تبديل أحمال التيار المتردد باستخدام المفتاحين الموجودين في دائرة الإرسال. عندما يتم إغلاق المفتاح الأول ، فإنه يقوم بتوصيل دبوس D13 الخاص بمشفر IC بالأرض ويتم إرسال هذه القيمة إلى وحدة فك التشفير IC عبر وسيط التردد اللاسلكي.

بعد أن يستقبل مفكك الشفرة قيمة D13 ، يجعل دبوس D11 صفراً. هذا يعني أنه لا يتم إعطاء جهد لدبوس الإدخال لوحدة الترحيل وسيتم توصيل سلك الطور عبر المحطات المشتركة (Com) والمحطات المغلقة عادةً (NC). يحدث الشيء نفسه في ملزمة العكس لإيقاف التحميل.

يمكنك الآن التلاعب بهذا الإعداد عن طريق تبديل المفاتيح الخاصة بك ويجب أيضًا تبديل أحمال التيار المتردد وفقًا لذلك. يمكن أن يمتد نطاق هذه الوحدات (تم اختباره حتى 3 أمتار) باستخدام هوائي على وحدة الإرسال. تحقق من الفيديو أدناه للحصول على شرح كامل.

آمل أن تكون قد أحببت المشروع واستمتعت ببناء شيء مشابه. إذا كانت لديك أي شكوك يمكنك نشرها على منتدياتنا أو في التعليقات أدناه. سنلتقي في مشروع آخر مثير للاهتمام حتى ذلك الحين أتمتة سعيدة.