पायथन आरएफ विकास किट: 5 कदम

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

सबसे पहले, मैं थोड़ा परिचय देना चाहता हूं कि मैं आरएफ सामग्री में कैसे आया और मैं इस परियोजना पर क्यों काम कर रहा हूं।

हार्डवेयर के प्रति लगाव के साथ एक कंप्यूटर विज्ञान के छात्र के रूप में, मैंने अक्टूबर 2018 में वायरलेस सिग्नल और वायरलेस संचार में सुरक्षा से संबंधित कुछ पाठ्यक्रमों में भाग लेना शुरू कर दिया। मैंने जल्दी से आरटीएल-एसडीआर और हैकआरएफ सॉफ्टवेयर-परिभाषित रेडियो और ऑफ-द- के साथ प्रयोग करना शुरू कर दिया। शेल्फ Arduino आरएफ मॉड्यूल।

मुद्दा यह है: एसडीआर मेरे उद्देश्यों के लिए पर्याप्त पोर्टेबल नहीं हैं (हमेशा लैपटॉप, एंटेना इत्यादि ले जाने की आवश्यकता होती है) और सस्ते Arduino आरएफ मॉड्यूल सिग्नल शक्ति, अनुकूलन, आवृत्ति रेंज और स्वचालन के मामले में पर्याप्त सक्षम नहीं हैं।

टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स के CC1101 एंटेना छोटे लेकिन सक्षम आरएफ ट्रांसीवर के लिए एक बढ़िया विकल्प हैं जो बहुत सस्ते भी हैं। लोगों ने उनके साथ बेहतरीन चीज़ें बनाई हैं, जैसे DIY SDRs और ऐसी ही चीज़ें।

एक और बात जो मैं इस विषय के साथ संबोधित करना चाहता था वह थी सर्किटपाइथन। यह माइक्रोकंट्रोलर की एक नई प्रोग्रामिंग भाषा है जिसके बारे में मैंने बहुत सारी अच्छी चीजें सुनी हैं इसलिए मैं इसे आज़माना चाहता था। यह पता चला कि मैं इसका बहुत आनंद लेता हूं, विशेष रूप से एडफ्रूट के पंख एम 4 एक्सप्रेस बोर्ड के साथ जो मैं इस परियोजना में भी उपयोग करता हूं। डिबग करना बहुत आसान है क्योंकि हर बार जब आप अपने कोड में एक छोटा सा बदलाव करने की कोशिश करते हैं तो आपको कस्टम फर्मवेयर को संकलित करने की आवश्यकता नहीं होती है, आपको एक आरईपीएल कंसोल मिलता है और आपका कोड माइक्रोकंट्रोलर पर भी रहता है जिसका अर्थ है कि आप इसे चारों ओर ले जा सकते हैं, प्लग कर सकते हैं विभिन्न कंप्यूटरों में और आप चलते-फिरते हमेशा परिवर्तन करने में सक्षम होंगे।

चरण 1: हार्डवेयर घटक

इस परियोजना को दोहराने के लिए आपको क्या चाहिए:

• एडफ्रूट फेदर एम४ एक्सप्रेस
• 2x टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स CC1101 ट्रांसीवर + एंटीना
• एडफ्रूट फेदरविंग OLED
• 3.7 वी लीपो

अनिवार्य रूप से आपको एक सुंदर कॉम्पैक्ट और सक्षम आरएफ ट्रांसीवर की आवश्यकता है, लेकिन जैसा कि आप छवि में देख सकते हैं कि यह उन सभी जम्पर तारों के साथ बहुत विश्वसनीय और सुव्यवस्थित नहीं होगा।

इसलिए मैंने https://easyeda.com/ का उपयोग करके एक कस्टम पीसीबी डिज़ाइन किया और इसे JLCPCB.com से ऑर्डर किया (बहुत सस्ता और बढ़िया गुणवत्ता!) सब कुछ एक साथ जोड़ने के लिए। इसने उपयोगकर्ता इनपुट और स्थिति आउटपुट के लिए 3 बटन और एल ई डी को आसानी से एकीकृत करने की अनुमति दी।

और अंत में, I 3D ने PCB के पिछले हिस्से के लिए एक छोटा सा कवर प्रिंट किया ताकि यह किसी भी चीज़ के खिलाफ छोटा न हो और टेबल पर सपाट बैठे।

यदि आप इलेक्ट्रॉनिक्स और पीसीबी डिज़ाइन के लिए नए हैं, तो मैं इन निर्देशों की जाँच करने की सलाह दूंगा: बेसिक इलेक्ट्रॉनिक्स, सर्किट बोर्ड डिज़ाइन क्लास!

संलग्नक में आप मेरे पीसीबी के लिए Gerber फाइलें पा सकते हैं। यदि आप इसे निर्मित करने का निर्णय लेते हैं, तो आपको कुछ अतिरिक्त घटकों की आवश्यकता होगी, जिन्हें मैंने व्यक्तिगत रूप से एलसीएससी से मंगवाया था, क्योंकि वे जेएलसीपीसीबी से जुड़े हुए हैं, इसलिए वे सब कुछ एक साथ शिप करने की पेशकश करते हैं जिससे शिपिंग लागत में थोड़ी बचत होती है और घटक भी बस हैं वहाँ बहुत सस्ता। विस्तृत सूची के लिए बीओएम देखें। मैंने जानबूझकर एसएमडी घटकों के लिए 0805 के बड़े पैकेज आकार को चुना ताकि हर कोई उन्हें पीसीबी पर हाथ मिला सके!

चरण 2: बोर्ड का निर्माण

पहली छवि में हम पीसीबी को बिना किसी "संशोधन" के देख सकते हैं - वे कारखाने से इस तरह आते हैं। बहुत साफ कटौती (कोई वी-नाली नहीं, पूरी तरह से रूट किया गया) और सभी टीएचटी छेदों पर अच्छा विअस।

यदि आप एल ई डी का उपयोग करना चाहते हैं तो आपको उन्हें एसएमडी प्रतिरोधों के साथ-साथ मिलाप करना होगा। प्रतिरोधक आमतौर पर माइक्रोकंट्रोलर के नीचे छिपे होते हैं लेकिन दूसरी तस्वीर में दिखाई देते हैं जो पूरी तरह से मिलाप वाले बोर्ड को दिखाता है। यदि आपके पास सोल्डरिंग के साथ बहुत अधिक अनुभव नहीं है, तो एसएमडी को मिलाप करना थोड़ा मुश्किल हो सकता है, लेकिन यह वैकल्पिक है और सभी मुख्य घटक टीएचटी हैं। मैं हमेशा डेव (ईईवीब्लॉग) के वीडियो की सिफारिश करना पसंद करता हूं और वास्तव में इसे स्वयं देखता हूं: ईईवीब्लॉग #186 - सोल्डरिंग ट्यूटोरियल पार्ट 3 - सरफेस माउंट। यह बहुत लंबा है लेकिन अगर आप इस सामान के लिए नए हैं तो इसके लायक हैं!

वह इसका भी उल्लेख करता है, लेकिन: पहले प्रतिरोधों और एलईडी को मिलाप करने का ध्यान रखें, फिर बटन दूसरे और अंत में हेडर। इस तरह आप हमेशा नीचे से घटक के खिलाफ और ऊपर से सोल्डर (पीसीबी उल्टा फ़्लिप) के खिलाफ धक्का देने के लिए तालिका का उपयोग कर सकते हैं।

सब कुछ टांका लगाने के बाद, आप बस पंख M4 और एक या दो एंटेना में प्लग कर सकते हैं और हार्डवेयर तैयार है! चूंकि हम इन घटकों पर मिलाप नहीं करते हैं, हम हमेशा उन्हें बोर्ड से हटा सकते हैं और उन्हें किसी अन्य प्रोजेक्ट के लिए उपयोग कर सकते हैं जो बहुत अच्छा है!

कृपया ध्यान दें कि तीसरी तस्वीर में मेरे पास पंख पर नियमित, छोटे पुरुष शीर्षलेख हैं, इसलिए मैं शीर्ष पर ओएलईडी को ढेर नहीं कर सका। मुझे उन्हें हटाना पड़ा और फेदर स्टैकिंग हेडर जोड़ना पड़ा। यदि आप OLED का उपयोग करना चाहते हैं, तो स्टैकिंग हेडर तुरंत प्राप्त करें, ईमानदारी से:D Desoldering सिर्फ एक दर्द है।

चरण 3: सॉफ्टवेयर

हार्डवेयर हो जाने के बाद, सॉफ्टवेयर के बारे में बात करते हैं।

जैसा कि परिचय में उल्लेख किया गया है, M4 पायथन कोड चलाता है, लेकिन स्पष्ट रूप से CC1101 के लिए कोई पुस्तकालय पायथन भाषा में मौजूद नहीं था। इसलिए मैंने वही किया जो DIYers करते हैं और अपना खुद का लिखा। आप इसे यहां पा सकते हैं:

यह उन सभी चीजों का समर्थन नहीं करता है जो महान टीआई ट्रांसीवर सक्षम हैं लेकिन यह किसी भी आवृत्ति पर आसानी से एएसके-एन्कोडेड डेटा भेजने और प्राप्त करने के लिए पर्याप्त है। मैं इस पुस्तकालय का उपयोग करके आरएफ-नियंत्रित दीवार सॉकेट के साथ-साथ अपने परिवार की कार के साथ संवाद करने में सक्षम था।

मैं शायद इस पर काम करना जारी रख सकता हूं और यदि आपके कोई प्रश्न हैं, फीचर अनुरोध हैं या विकास में योगदान देना चाहते हैं, तो मुझसे संपर्क करने में संकोच न करें!

चरण 4: क्षमताएं और विशेषताएं

चूंकि मैंने इस उपकरण को डबल एंटेना और अत्यधिक विन्यास योग्य TI CC1101 ट्रांसीवर का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया है, इसलिए आपके पास बहुत सारी संभावनाएं हैं, विशेष रूप से उस क्षेत्र में जहां आप स्मार्टफोन के आकार के डिवाइस से अधिक कुछ नहीं ले जाना चाहते हैं।

उदाहरण के लिए आप 433 मेगाहर्ट्ज बैंड में संचार के संकेतों को कैप्चर कर सकते हैं और उन्हें 868 मेगाहर्ट्ज पर संचालित द्वितीयक एंटीना के साथ अपने होम स्टेशन पर वापस भेज सकते हैं।

या यदि आप प्रतिक्रियाशील जैमिंग के साथ अध्ययन और प्रयोग करना चाहते हैं, तो आपके पास एक सुनने वाला और एक जैमिंग एंटीना हो सकता है जो ट्रांसमिशन का पता लगते ही अपने स्वयं के सिग्नल भेजता है, RX और TX के बीच स्विच करने की कोशिश करने की "पारंपरिक विधि" के बिना जितनी जल्दी हो सके।

फेदर एम4 के बारे में एक और बहुत अच्छी बात यह है कि यह एक ऑनबोर्ड लीपो चार्जिंग सर्किट के साथ आता है ताकि आप बस अपनी बैटरी प्लग इन करें और जाने के लिए तैयार हों। मेरे मामले में, निरंतर RX मोड में एक एंटीना के साथ, प्रसारण सुनने और OLED स्क्रीन चालू होने पर, डिवाइस 1000 mAh LiPo पर लगभग 20 घंटे तक चलेगा।

OLED स्क्रीन का उपयोग करना - लेकिन इसके बिना भी संभव है, उदा. तीन स्थिति एल ई डी का उपयोग करके - आपके पास कई कार्यक्रम हो सकते हैं और बोर्ड के नीचे बटन के साथ आप कौन सा चलाना चाहते हैं इसका चयन कर सकते हैं। मैंने व्यक्तिगत रूप से चुनने के लिए मोड और फ़्रीक्वेंसी सेटिंग व्यू आदि के साथ एक संपूर्ण मेनू भी लागू किया।

यह कुछ होम ऑटोमेशन के लिए भी काम आ सकता है! जैसा कि मैंने उल्लेख किया है, मैं बिजली के आउटलेट के साथ सफलतापूर्वक संचार करने में सक्षम हूं (मूल संकेतों को एक बार कैप्चर करें और जब भी आपको इसकी आवश्यकता हो, उन्हें फिर से चलाएं) और यदि आप इंटरनेट पर थोड़ा सा शोध करते हैं तो आप जल्दी से पाएंगे कि कितने डिवाइस भी काम करते हैं कभी न बदलने वाले कोड वाली ये आवृत्तियाँ। यहां तक कि कुछ गैरेज के कोड भी रिकॉर्ड किए जा सकते हैं और इस डिवाइस के साथ सहेजे जा सकते हैं और फिर जब भी आपको अपना गैरेज खोलने या बंद करने की आवश्यकता होती है तो इसका उपयोग किया जा सकता है। तो यह आपके सभी आरएफ उपकरणों के लिए एक सार्वभौमिक रिमोट बन सकता है!

मैंने व्यक्तिगत रूप से इस डिवाइस के साथ रोलजैम हमले को भी दोहराया, लेकिन कोड जारी नहीं करूंगा क्योंकि ज्यादातर जगहों पर जैमिंग अवैध है, इसलिए यदि आप ऐसा कुछ भी करने का प्रयास करते हैं, तो अपने स्थानीय कानूनों से परामर्श लें;-)

चूंकि जब आप इसे प्लग इन करते हैं तो बोर्ड एक यूएसबी डिस्क के रूप में दिखाई देता है और सर्किटपायथन ऐसी सुविधा प्रदान करता है, आप डिवाइस रिकॉर्ड आरएफ ट्रांसमिशन भी प्राप्त कर सकते हैं और डिमोड्यूलेटेड डेटा को सहेज सकते हैं (ओह हाँ, ट्रांसीवर स्वचालित रूप से ऐसा करते हैं!) जिसे आप बाद में अपने पीसी पर कॉपी कर सकते हैं और ट्रांसमिशन के रिवर्स इंजीनियरिंग जैसे विज्ञान के उद्देश्यों के लिए विश्लेषण कर सकते हैं।

चरण 5: अंतिम परिणाम

इस परियोजना में किसी भी प्रतिक्रिया, सुझाव और योगदान का स्वागत है और यदि आपके पास कोई प्रश्न है तो बेझिझक पूछें!