RF433 विश्लेषक: 7 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

यह निर्देशयोग्य RF 433MHz ट्रांसमिशन का विश्लेषण करने में मदद करने के लिए एक माप उपकरण बनाता है जो आमतौर पर होम ऑटोमेशन और सेंसर में कम पावर रिमोट संचार के लिए उपयोग किया जाता है। कुछ देशों में उपयोग किए जाने वाले 315 मेगाहर्ट्ज ट्रांसमिशन को काम करने के लिए इसे आसानी से संशोधित किया जा सकता है। यह वर्तमान 433 मेगाहर्ट्ज वाले के बजाय RXB6 के 315MHz संस्करण का उपयोग करके होगा।

साधन का उद्देश्य दो गुना है। सबसे पहले, यह एक सिग्नल स्ट्रेंथ मीटर (RSSI) प्रदान करता है जिसका उपयोग किसी संपत्ति के आसपास कवरेज की जांच करने और किसी भी काले धब्बे को खोजने के लिए किया जा सकता है। दूसरे यह विभिन्न उपकरणों द्वारा उपयोग किए जाने वाले डेटा और प्रोटोकॉल के आसान विश्लेषण की अनुमति देने के लिए ट्रांसमीटरों से स्वच्छ डेटा प्राप्त कर सकता है। यह उपयोगी है यदि मौजूदा इकाइयों के लिए संगत ऐड-ऑन डिज़ाइन करने का प्रयास किया जा रहा है। आम तौर पर डेटा कैप्चर करना रिसीवर्स में मौजूद बैकग्राउंड शोर से जटिल होता है, जो बहुत सारे नकली ट्रांज़िशन पैदा करता है और सच्चे ट्रांसमिशन की खोज करना अधिक कठिन बना देता है।

इकाई एक RXB6 सुपरहेट रिसीवर का उपयोग करती है। यह Synoxo-SYN500R रिसीवर चिप का उपयोग करता है जिसमें RSSI एनालॉग आउटपुट होता है। यह प्रभावी रूप से एजीसी सिग्नल का एक बफर संस्करण है जिसका उपयोग रिसीवर के लाभ को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है और एक विस्तृत श्रृंखला में सिग्नल की ताकत देता है।

रिसीवर की निगरानी एक ESP8266 (ESP-12F) मॉड्यूल द्वारा की जाती है जो RSSI सिग्नल को परिवर्तित करता है। यह एक छोटा स्थानीय OLED डिस्प्ले (SSD1306) भी चलाता है। इलेक्ट्रॉनिक्स डेटा ट्रांज़िशन पर समय की जानकारी भी प्राप्त कर सकते हैं।

कैप्चर को यूनिट पर एक बटन द्वारा स्थानीय रूप से ट्रिगर किया जा सकता है। कैप्चर किया गया डेटा बाद के विश्लेषण के लिए फ़ाइलों में सहेजा जाता है।

ESP12 मॉड्यूल फाइलों तक पहुंच प्रदान करने के लिए एक वेब सर्वर चलाता है और यहां से कैप्चर को भी ट्रिगर किया जा सकता है।

यह उपकरण एक छोटी LIPO रिचार्जेबल बैटरी द्वारा संचालित है। यह एक उचित रन टाइम देता है और उपयोग में न होने पर इलेक्ट्रॉनिक्स में कम मौन धारा होती है।

चरण 1: आवश्यक घटक और उपकरण

महत्वपूर्ण लेख:

मैंने पाया है कि कुछ RXB6 433Mhz रिसीवरों में एक गैर-कार्यशील RSSI आउटपुट है, भले ही AGC और बाकी की कार्यक्षमता ठीक है। मुझे संदेह है कि कुछ क्लोन Syn500R चिप्स का उपयोग किया जा रहा है। मैंने पाया है कि WL301-341 के रूप में लेबल किए गए रिसीवर एक Syn5500R संगत चिप का उपयोग करते हैं और RSSI कार्यात्मक है। उन्हें एजीसी संधारित्र को संशोधित करने में आसान बनाने के लिए स्क्रीनिंग का उपयोग नहीं करने का भी फायदा है। मैं इन इकाइयों का उपयोग करने की सलाह दूंगा।

निम्नलिखित घटकों की आवश्यकता है

ESP-12F वाईफाई मॉड्यूल

• 3.3V नियामक xc6203
• 220uF 6V संधारित्र
• 2 स्कूटी डायोड
• 6 मिमी पुश बटन
• n चैनल MOSFET उदा। AO3400
• p चैनल MOSFET उदा. AO3401
• प्रतिरोधक 2x4k7, 3 x 100K, 1 x 470K
• प्रोटोटाइप बोर्ड का छोटा टुकड़ा
• RXB6 या WL301-341 सुपरहेट 433MHz रिसीवर
• SSD1306 0.96 OLED डिस्प्ले (सिंगल कलर SPI वर्जन)
• लाइपो बैटरी 802030 400mAh
• चार्ज करने के लिए 3 पिन कनेक्टर
• तार बांधना
• तामचीनी तांबे के तार स्व-फ्लक्सिंग
• एपॉक्सी रेजि़न
• दो तरफा टेप
• 3डी प्रिंटेड एनक्लोजर

आवश्यक उपकरण

• फाइन पॉइंट सोल्डरिंग आयरन
• Desolder चोटी
• चिमटी
• चिमटा

चरण 2: योजनाबद्ध

सर्किट काफी सीधा है।

एक LDO 3.3V नियामक ESP-12F मॉड्यूल द्वारा आवश्यक LIP को 3.3V में परिवर्तित करता है।

डिस्प्ले और रिसीवर दोनों को दो स्विचिंग एमओएसएफईटीएस के माध्यम से बिजली की आपूर्ति की जाती है ताकि जब ईएसपी मॉड्यूल सो रहा हो तो वे बंद हो जाएं।

बटन ESP8266 के EN इनपुट को 3.3V की आपूर्ति करके सिस्टम को शुरू करता है। मॉड्यूल सक्रिय होने पर GPIO5 इसे बनाए रखता है। GPIO12 का उपयोग करके बटन की निगरानी भी की जाती है। जब GPIO5 जारी किया जाता है तो EN हटा दिया जाता है और इकाई बंद हो जाती है।

रिसीवर से डेटा लाइन की निगरानी GPIO4 द्वारा की जाती है। RSSI सिग्नल की निगरानी AGC द्वारा 2:1 संभावित विभक्त के माध्यम से की जाती है।

SSD1306 डिस्प्ले को SPI के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है जिसमें 5 GPIO सिग्नल होते हैं। I2C संस्करण का उपयोग करना संभव हो सकता है, लेकिन इसके लिए उपयोग की गई लाइब्रेरी को बदलने और कुछ GPIO को रीमैप करने की आवश्यकता होगी।

चरण 3: रिसीवर संशोधन

आपूर्ति के रूप में RXB6 अपने बाहरी डेटा पिन पर RSSI सिग्नल उपलब्ध नहीं कराता है।

एक साधारण संशोधन इसे संभव बनाता है। यूनिट पर डीईआर सिग्नल कनेक्टर वास्तव में डेटा सिग्नल सिग्नल का दोहराव है। उन्हें R6 लेबल वाले 0 ओम रोकनेवाला के माध्यम से एक साथ तार दिया जाता है। इसे टांका लगाने वाले लोहे का उपयोग करके हटाया जाना चाहिए। R7 लेबल वाला घटक अब पार से जुड़ा होना चाहिए। शीर्ष छोर वास्तव में RSSI संकेत है और निचला भाग DER कनेक्टर में जाता है। कोई 0 ओम अवरोधक का उपयोग कर सकता है, लेकिन मैं बस थोड़ा सा तार से जुड़ा हुआ हूं। ये स्थान मेटल स्क्रीनिंग कैन के बाहर पहुंच योग्य हैं जिन्हें इस संशोधन के लिए हटाने की आवश्यकता नहीं है।

संशोधन का परीक्षण डीईआर और जीएनडी में एक वोल्टमीटर को रिसीवर के साथ जोड़कर किया जा सकता है। यह 433 मेगाहर्ट्ज (जैसे रिमोट कंट्रोल) के स्थानीय स्रोत के साथ लगभग 0.4V (कोई प्राप्त शक्ति नहीं) और लगभग 1.8V के बीच वोल्टेज दिखाएगा।

दूसरा संशोधन बिल्कुल आवश्यक नहीं है लेकिन काफी वांछनीय है। आपूर्ति के रूप में रिसीवर का एजीसी प्रतिक्रिया समय प्राप्त सिग्नल का जवाब देने के लिए कई सौ मिलीसेकंड लेने में काफी धीमा होना तय है। यह RSSI कैप्चर के दौरान समय रिज़ॉल्यूशन को कम करता है और डेटा कैप्चर के लिए ट्रिगर के रूप में RSSI का उपयोग करने के लिए इसे कम प्रतिक्रियाशील बनाता है।

एक एकल संधारित्र है जो एजीसी प्रतिक्रिया समय को नियंत्रित करता है लेकिन, दुर्भाग्य से, यह धातु स्क्रीनिंग कैन के नीचे स्थित है। स्क्रीनिंग कैन को हटाना वास्तव में काफी आसान है क्योंकि यह सिर्फ 3 लग्स द्वारा आयोजित किया जाता है और इनमें से प्रत्येक को बारी-बारी से गर्म करके और एक छोटे स्क्रूड्राइवर के साथ लीवर करके इसे बेशकीमती बनाया जा सकता है। एक बार हटाए जाने के बाद, लगभग 0.8 मिमी बिट के साथ डी-सोल्डरिंग ब्रैड या री-ड्रिलिंग का उपयोग करके पुन: संयोजन के लिए छिद्रों को साफ किया जा सकता है।

संशोधन मौजूदा AGC कैपेसिटर C4 को हटाने और इसे 0.22uF कैपेसिटर से बदलने के लिए है। यह एजीसी प्रतिक्रिया को लगभग 10 गुना तेज कर देता है। इसका रिसीवर के प्रदर्शन पर कोई हानिकारक प्रभाव नहीं पड़ता है। छवि में मैं एजीसी कैपेसिटर से इस ट्रैक के माध्यम से एक ट्रैक कट और एक लिंक दिखाता हूं। यह आवश्यक नहीं है, लेकिन अगर कोई अतिरिक्त कैपेसिटेंस वापस जोड़ना चाहता है तो क्रिस्टल के नीचे स्क्रीनिंग कैन के बाहर पैड पर एजीसी बिंदु उपलब्ध कराता है। मुझे ऐसा करने की आवश्यकता नहीं है। फिर स्क्रीनिंग को बदला जा सकता है।

यदि WL301-341 RX इकाई का उपयोग कर रहे हैं तो फोटो इसे AGC संधारित्र के साथ हाइलाइट करता है। RSSI सिग्नल पिन भी दिखाया गया है। यह वास्तव में किसी भी चीज़ से जुड़ा नहीं है। कोई एक महीन तार को सीधे पिन से जोड़ सकता है। वैकल्पिक रूप से वहां दो केंद्रीय जम्पर पिन एक साथ जुड़े हुए हैं और दोनों डेटा आउटपुट ले जाते हैं। उनके बीच के निशान को काटा जा सकता है और फिर RSSI को जम्पर आउटपुट पर RSSI सिग्नल उपलब्ध कराने के लिए स्पेयर से जोड़ा जा सकता है।

चरण 4: निर्माण

ESP-12 मॉड्यूल के बाहर लगभग 10 घटकों की आवश्यकता होती है। इन्हें प्रोटोटाइप बोर्ड के एक टुकड़े पर बनाया और जोड़ा जा सकता है। मैंने एक ईएसपी विशिष्ट प्रोटोटाइप बोर्ड का उपयोग किया जिसका उपयोग मैं नियामक और अन्य एसएमडी घटकों को माउंट करने की सुविधा के लिए करता था। यह सीधे ESP-12 मॉड्यूल के शीर्ष पर संलग्न होता है।

मैंने जिस बॉक्स का उपयोग किया है वह एक 3 डी प्रिंटेड डिज़ाइन है जिसमें रिसीवर, डिस्प्ले और एस्प मॉड्यूल लेने के लिए आधार में 3 इंडेंटेशन हैं। इसमें डिस्प्ले के लिए एक कटआउट है और चार्जिंग पॉइंट और पुश बटन के लिए छेद है जिसे थोड़ी मात्रा में पॉक्सी रेजिन के साथ डाला और सुरक्षित किया जाना चाहिए।

मैंने 3 मॉड्यूल, चार्जिंग पॉइंट और बटन के बीच कनेक्शन बनाने के लिए हुक अप वायर का इस्तेमाल किया। और फिर ईएसपी और रिसीवर के लिए डबल साइड टेप का उपयोग करके और डिस्प्ले के किनारों को पकड़ने के लिए एपॉक्सी की छोटी बूंदों का उपयोग करके उन्हें सुरक्षित किया। बैटरी को चार्जिंग पॉइंट पर तार दिया जाता है और दो तरफा टेप का उपयोग करके रिसीवर के ऊपर लगाया जाता है।

चरण 5: सॉफ्टवेयर और कॉन्फ़िगरेशन

सॉफ्टवेयर Arduino वातावरण में बनाया गया है।

इसके लिए स्रोत कोड https://github.com/roberttidey/RF433Analyser पर है। कोड में ES8266 डिवाइस पर संकलित और फ्लैश किए जाने से पहले सुरक्षा उद्देश्यों के लिए पासवर्ड बदलने के लिए कुछ स्थिरांक हो सकते हैं।

• WM_PASSWORD स्थानीय वाईफाई नेटवर्क पर डिवाइस को कॉन्फ़िगर करते समय वाईफाईमैनेजर द्वारा उपयोग किए जाने वाले पासवर्ड को परिभाषित करता है
• update_password फर्मवेयर अपडेट की अनुमति देने के लिए उपयोग किए जाने वाले पासवर्ड को परिभाषित करता है।

जब पहली बार उपयोग किया जाता है तो डिवाइस वाईफाई कॉन्फिग मोड में प्रवेश करता है। डिवाइस द्वारा सेट किए गए एक्सेस पॉइंट से कनेक्ट करने के लिए फ़ोन या टैबलेट का उपयोग करें और फिर 192.168.4.1 पर ब्राउज़ करें। यहां से आप स्थानीय वाईफाई नेटवर्क का चयन कर सकते हैं और उसका पासवर्ड दर्ज कर सकते हैं। यह केवल एक बार या वाईफाई नेटवर्क या पासवर्ड बदलते समय करने की आवश्यकता है।

एक बार डिवाइस अपने स्थानीय नेटवर्क से कनेक्ट हो जाने के बाद यह आदेशों को सुनेगा। मान लें कि इसका IP पता 192.168.0.100 है तो पहले डेटा फ़ोल्डर में फ़ाइलें अपलोड करने के लिए 192.168.0.100:AP_PORT/upload का उपयोग करें। इसके बाद यह 192.168.0.100/संपादित को आगे की फाइलों को देखने और अपलोड करने की अनुमति देगा और 192.168.0.100 को यूजर इंटरफेस तक पहुंचने की भी अनुमति देगा।

सॉफ्टवेयर में ध्यान देने योग्य बातें हैं

• ESP8266 में ADC को इसकी सटीकता में सुधार करने के लिए कैलिब्रेट किया जा सकता है। कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइल में एक स्ट्रिंग दो इनपुट वोल्टेज के लिए प्राप्त कच्चे मान सेट करती है। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण नहीं है क्योंकि आरएसएसआई एंटीना आदि के आधार पर काफी सापेक्ष संकेत है।
• डीबी के लिए आरएसएसआई वोल्टेज यथोचित रैखिक है लेकिन चरम पर घटता है। सटीकता में सुधार के लिए सॉफ्टवेयर में क्यूबिक फिट है।
• अधिकांश अंकगणित स्केल किए गए पूर्णांकों का उपयोग करके किया जाता है, इसलिए RSSI मान वास्तव में वास्तविक से 100 गुना अधिक होते हैं। फ़ाइलों को लिखे गए या प्रदर्शित किए गए मान वापस परिवर्तित हो जाते हैं।
• सॉफ्टवेयर RSSI और डेटा ट्रांज़िशन के कैप्चर को नियंत्रित करने के लिए एक साधारण स्टेट मशीन का उपयोग करता है।
• इंटरप्ट सर्विस रूटीन का उपयोग करके डेटा ट्रांज़िशन की निगरानी की जाती है। डेटा कैप्चर के दौरान सामान्य Arduino लूप प्रोसेसिंग को निलंबित कर दिया जाता है और वॉचडॉग को स्थानीय रूप से जीवित रखा जाता है। यह समय मापन को यथासंभव विश्वसनीय रखने के लिए रुकावट विलंबता में सुधार करने का प्रयास करना है।

विन्यास

इसे esp433Config.txt में रखा जाता है।

RSSI कैप्चर के लिए नमूना अंतराल और अवधि निर्धारित की जा सकती है।

डेटा कैप्चर करने के लिए RSSI ट्रिगर स्तर, ट्रांज़िशन की संख्या और अधिकतम अवधि सेट की जा सकती है। एक उपयुक्त ट्रिगर स्तर +20dB पृष्ठभूमि पर कोई संकेत स्तर नहीं है। एक पल्सविड्थ स्ट्रिंग विश्लेषण को आसान बनाने के लिए पल्स चौड़ाई के सरल वर्गीकरण की भी अनुमति देती है। प्रत्येक लॉग लाइन में पल्स लेवल, माइक्रोसेकंड में चौड़ाई और कोड होता है जो पल्सविड्थ स्ट्रिंग में इंडेक्स होता है जो मापी गई चौड़ाई से अधिक होता है।

CalString ADC सटीकता में सुधार कर सकता है।

निष्क्रिय टाइमआउट डिवाइस के स्वचालित रूप से बंद होने से पहले निष्क्रियता (कोई कैप्चर नहीं) के मिलीसेकंड की संख्या को नियंत्रित करता है। इसे 0 पर सेट करने का मतलब है कि यह टाइमआउट नहीं होगा।

तीन बटन सेटिंग्स नियंत्रित करती हैं कि छोटे मध्यम और लंबे बटन प्रेस में क्या अंतर है।

डिस्प्लेअपडेट स्थानीय डिस्प्ले रीफ्रेश अंतराल देता है।

चरण 6: उपयोग

थोड़े समय के लिए बटन दबाकर यूनिट को चालू किया जाता है।

वास्तविक समय में RSSI स्तर प्रदर्शित करना प्रारंभ करने से पहले प्रदर्शन प्रारंभ में कुछ सेकंड के लिए स्थानीय IP पता प्रदर्शित करेगा।

एक छोटा बटन दबाने से फ़ाइल में RSSI कैप्चर आरंभ हो जाएगा। आम तौर पर यह तब समाप्त हो जाएगा जब RSSI की अवधि समाप्त हो जाएगी लेकिन एक और छोटा बटन प्रेस भी कैप्चर को समाप्त कर देगा।

एक मध्यम बटन प्रेस डेटा ट्रांज़िशन कैप्चर शुरू करेगा। स्क्रीन ट्रिगर की प्रतीक्षा करते हुए दिखाई देगी। जब RSSI ट्रिगर स्तर से ऊपर चला जाता है तो यह निर्दिष्ट ट्रांज़िशन की संख्या के लिए समयबद्ध डेटा ट्रांज़िशन कैप्चर करना शुरू कर देगा।

लंबे समय तक बटन को लंबे समय तक दबाए रखने से यूनिट बंद हो जाएगी।

कैप्चर कमांड को वेब इंटरफेस से भी शुरू किया जा सकता है।

चरण 7: वेब इंटरफ़ेस

डिवाइस को उसके आईपी पते से एक्सेस करना 3 टैब के साथ एक वेब इंटरफेस दिखाता है; कैप्चर, स्थिति और config.

कैप्चर स्क्रीन वर्तमान में कैप्चर की गई फ़ाइलों को दिखाती है। किसी फ़ाइल की सामग्री को उसके नाम पर क्लिक करके दिखाया जा सकता है। प्रत्येक फ़ाइल के लिए डिलीट और डाउनलोड बटन भी हैं।

कैप्चर RSSI और कैप्चर डेटा बटन भी हैं जिनका उपयोग कैप्चर आरंभ करने के लिए किया जा सकता है। यदि कोई फ़ाइल नाम दिया जाता है तो उसका उपयोग किया जाएगा अन्यथा एक डिफ़ॉल्ट नाम उत्पन्न हो जाएगा।

कॉन्फ़िगरेशन टैब वर्तमान कॉन्फ़िगरेशन दिखाता है और svalues को बदलने और सहेजने की अनुमति देता है।

वेब इंटरफ़ेस निम्नलिखित कॉल का समर्थन करता है

/ संपादित करें - डिवाइस की एक्सेस फाइलिंग सिस्टम; उपाय फ़ाइलें डाउनलोड करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है

• / स्थिति - स्थिति विवरण वाली एक स्ट्रिंग लौटाएं
• /loadconfig -कॉन्फ़िगरेशन विवरण युक्त एक स्ट्रिंग लौटाएं
• /saveconfig - कॉन्फ़िगरेशन को अपडेट करने के लिए एक स्ट्रिंग भेजें और सहेजें
• /loadcapture - फाइलों से उपायों वाली एक स्ट्रिंग लौटाएं
• /setmeasureindex - अगले माप के लिए उपयोग किए जाने वाले सूचकांक को बदलें
• /getcapturefiles - उपलब्ध माप फ़ाइलों की सूची के साथ एक स्ट्रिंग प्राप्त करें
• /कैप्चर - RSSI या डेटा का ट्रिगर कैप्चर
• /फर्मवेयर - फर्मवेयर का अद्यतन आरंभ करें