Chombo cha Maendeleo ya Python RF: Hatua 5

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Kwanza kabisa, ningependa kutoa utangulizi kidogo juu ya jinsi nilivyoingia kwenye vitu vya RF na kwanini ninafanya kazi kwenye mradi huu.

Kama mwanafunzi wa sayansi ya kompyuta na uhusiano wa karibu na vifaa, nilianza kuhudhuria kozi zingine ambazo zinahusika na ishara zisizo na waya na usalama katika mawasiliano ya waya mnamo Oktoba 2018. Nilianza haraka kujaribu na RTL-SDR na redio zilizoainishwa na programu ya HackRF na mbali na- rafu Arduino RF moduli.

Suala ni: SDRs haziwezi kubeba vya kutosha kwa madhumuni yangu (kila wakati zinahitaji kubeba kompyuta ndogo, antena n.k.) na moduli za bei nafuu za Arduino RF hazina uwezo wa kutosha kulingana na nguvu ya ishara, upendeleo, masafa ya mzunguko na kiotomatiki.

Antena za CC1101 kutoka Vyombo vya Texas ni chaguo bora kwa transceivers ndogo lakini zenye uwezo wa RF ambazo pia ni rahisi sana. Watu wamejenga vitu vizuri nao, kama DIY SDRs na vitu kama hivyo.

Kitu kingine ambacho nilitaka kushughulikia mada hii ilikuwa CircuitPython. Ni lugha mpya ya programu kutoka kwa watawala wadogowadogo ambao nimesikia vitu vingi vizuri juu ya hivyo nilitaka kuijaribu. Ilibadilika kuwa ninafurahiya sana, haswa pamoja na bodi ya Manyoya ya Adafruit M4 Express ambayo mimi pia hutumia katika mradi huu. Ni rahisi sana kurekebisha kwani hauitaji kukusanya fani za kawaida kila wakati unapojaribu mabadiliko kidogo kwenye nambari yako, unapata kiweko cha REPL na nambari yako pia inakaa kwenye mdhibiti mdogo yenyewe ambayo inamaanisha unaweza kuibeba kuzunguka, kuziba kwenye kompyuta anuwai na kila wakati utaweza kufanya mabadiliko popote ulipo.

Hatua ya 1: Vipengele vya vifaa

Nini utahitaji kuiga mradi huu:

• Manyoya ya Adafruit M4 Express
• 2x Hati za Texas CC1101 Transceiver + Antenna
• Manyoya ya AdafruitWing OLED
• 3.7V LiPo

Kwa kweli hii ndio yote unayohitaji kuwa na kipakiaji cha RF mzuri na chenye uwezo, lakini kama unavyoona kwenye picha haitakuwa ya kuaminika na nadhifu na waya hizo zote za kuruka.

Kwa hivyo nilibuni PCB ya kawaida kwa kutumia https://easyeda.com/ na kuiamuru kutoka JLCPCB.com (bei rahisi sana na bora!) Kuunganisha kila kitu pamoja. Hii pia iliruhusu kuunganisha kwa urahisi vifungo 3 na LED za pembejeo za mtumiaji na matokeo ya hali.

Na mwishowe, mimi 3D nilichapisha kifuniko kidogo kwa nyuma ya PCB kwa hivyo haitapingana na chochote na kukaa gorofa mezani.

Ikiwa wewe ni mpya kwa muundo wa Elektroniki na PCB, ningependekeza kupendekeza Maagizo haya: Elektroniki za Msingi, Darasa la Kubuni la Bodi ya Mzunguko!

Katika viambatisho unaweza kupata faili za Gerber kwa PCB yangu. Ukiamua kutengenezwa, utahitaji vifaa kadhaa vya ziada ambavyo niliamuru kibinafsi kutoka kwa LCSC, kwani zinahusishwa na JLCPCB kwa hivyo wanapeana kusafirisha kila kitu pamoja ambacho kinaokoa gharama kidogo za usafirishaji na vifaa pia ni sawa nafuu sana hapo. Tazama BOM kwa orodha ya kina. Kwa makusudi nilichagua saizi kubwa ya kifurushi ya 0805 kwa vifaa vya SMD ili kila mtu aweze kuziunganisha kwa mkono kwenye PCB!

Hatua ya 2: Kuunda Bodi

Katika picha ya kwanza tunaweza kuona PCB bila "marekebisho" yoyote kufanywa - zinakuja kama hii kutoka kiwandani. Vipande safi sana (hakuna v-groove, iliyosafirishwa kabisa) na vias nzuri kwenye mashimo yote ya THT.

Ikiwa unataka kutumia LEDs utalazimika kuziunganisha pamoja na vipingaji vya SMD. Vipinga kawaida hufichwa chini ya mdhibiti mdogo lakini huonekana kwenye picha ya pili ambayo inaonyesha bodi iliyouzwa kabisa. Ikiwa hauna uzoefu mwingi na soldering, inaweza kuwa ngumu sana kwa solder SMD, lakini ni aina ya hiari na vifaa vyote vya msingi ni THT. Daima napenda kupendekeza video za Dave (EEVblog) na kwa kweli niliangalia hii mwenyewe: EEVblog # 186 - Soldering Tutorial Part 3 - Surface Mount. Ni ndefu sana lakini inafaa ikiwa wewe ni mpya kwa mambo haya!

Anataja hii pia, lakini: jihadharini kutengenezea vipinga na taa kwanza, kisha vifungo vya pili na vichwa mwishoni. Kwa njia hii unaweza kutumia meza kila mara kushinikiza dhidi ya sehemu kutoka chini na solder kutoka juu (PCB imegeuzwa chini).

Baada ya kuuza kila kitu, unaweza kuziba Manyoya M4 na antena moja au mbili na vifaa viko tayari! Kwa kuwa hatuna kuuza kwenye vifaa hivi, tunaweza kuziondoa kwenye bodi na kuzitumia kwa mradi mwingine ambao ni mzuri!

Tafadhali kumbuka kuwa kwenye picha ya tatu nina vichwa vya kawaida, vifupi vya kiume kwenye Manyoya kwa hivyo sikuweza kuweka OLED hapo juu. Ilinibidi kuzituliza na kuongeza vichwa vya kurundika vya Manyoya. Ikiwa unataka kutumia OLED, pata vichwa vya kichwa mara moja, kwa uaminifu: D Kushuka kwa moyo ni maumivu tu.

Hatua ya 3: Programu

Na vifaa vimekamilika, wacha tuzungumze juu ya programu.

Kama ilivyoelezwa katika utangulizi, M4 inaendesha nambari ya Python, lakini ni wazi kuwa hakuna maktaba ya CC1101 iliyokuwepo katika lugha ya Python. Kwa hivyo nilifanya kile DIYers hufanya na kuandika yangu mwenyewe. Unaweza kuipata hapa:

Haiungi mkono kila kitu ambacho waendeshaji wa TI kubwa wana uwezo lakini inatosha kutuma na kupokea data iliyosimbwa ya ASK kwenye masafa yoyote kwa urahisi. Niliweza kuwasiliana na soketi za ukuta zinazodhibitiwa na RF na gari la familia yangu kwa kutumia maktaba hii.

Labda labda ninaweza kuendelea kuifanyia kazi na ikiwa una maswali yoyote, maombi ya huduma au unataka kuchangia maendeleo, jisikie huru kuwasiliana nami!

Hatua ya 4: Uwezo na Vipengele

Kwa kuwa nilitengeneza kifaa hiki kutumia antena mbili na vifaa vya kusanidi vyema vya TI CC1101, una uwezekano wa tani, haswa nje kwenye uwanja ambao hautaki kubeba chochote zaidi ya kifaa cha ukubwa wa smartphone.

Kwa mfano unaweza kukamata ishara za mawasiliano kwenye bendi ya 433MHz na kuzirudisha kwenye kituo chako cha nyumbani na antena ya sekondari inayofanya kazi kwa 868MHz.

Au ikiwa unataka kusoma na kujaribu jamming tendaji, unaweza kuwa na usikilizaji na antena ya kukazana ambayo hutuma ishara zake mara tu maambukizi yanapogunduliwa, bila kufanya "njia ya jadi" ya kujaribu kubadili kati ya RX na TX kama haraka iwezekanavyo.

Jambo lingine nzuri sana juu ya Manyoya M4 ni kwamba inakuja na mzunguko wa kuchaji wa LiPo ili uweze kuziba betri yako na uko tayari kwenda. Kwa upande wangu, ikiwa na antenna moja katika hali ya mara kwa mara ya RX, ikisikiliza usafirishaji na skrini ya OLED ikiwa imewashwa, kifaa hicho kinaweza kukimbia kwa karibu masaa 20 kwenye LiPo ya 1000 mAh.

Kutumia skrini ya OLED - lakini pia inawezekana bila hiyo, k.v. kutumia LEDs za hadhi tatu - unaweza kuwa na programu nyingi na uchague ni ipi unataka kuendesha na vifungo chini ya ubao. Mimi binafsi hata nilitekeleza menyu nzima na njia za kuchagua na mwonekano wa kuweka masafa nk.

Inaweza hata kuja kwa mkono kwa mitambo ya nyumbani! Kama nilivyosema, nimeweza kuwasiliana na vituo vya umeme kwa mafanikio (nasa ishara za asili mara moja na uzirudie wakati wowote unapozihitaji) na ukifanya utafiti kidogo kwenye wavuti utapata haraka ni vifaa vipi pia vinavyofanya kazi kwenye masafa haya yenye nambari zisizobadilika kamwe. Hata nambari zingine za gereji zinaweza kurekodiwa na kuhifadhiwa na kifaa hiki na kisha kutumika wakati wowote unahitaji kufungua au kufunga karakana yako. Kwa hivyo hii inaweza kuwa kijijini kwa vifaa vyako vyote vya RF!

Mimi binafsi nilijirudia shambulio la RollJam na kifaa hiki pia, lakini sitatoa nambari kwani kutafuna sheria ni kinyume cha sheria katika maeneo mengi kwa hivyo ikiwa utajaribu kitu kama hiki, wasiliana na sheria za eneo lako;-)

Kwa kuwa bodi inavyoonekana kama diski ya USB unapoiingiza na CircuitPython inatoa huduma kama hiyo, unaweza pia kuwa na rekodi ya kifaa ya usambazaji wa RF na uhifadhi data iliyobomolewa (oh ndio, wapitishaji hufanya hivi moja kwa moja!) Kwa faili ya maandishi ambayo unaweza kunakili baadaye kwenye PC yako na kuchambua kwa madhumuni ya sayansi kama uhandisi wa nyuma wa usambazaji.

Hatua ya 5: Matokeo ya Mwisho

Maoni yoyote, maoni na michango kwa mradi huu ni karibu na jisikie huru kuuliza maswali ikiwa unayo!