433 MHz:una guía integral de la banda de radio inalámbrica

La comunicación inalámbrica permite la transferencia de información de un punto a otro sin utilizar un medio de transferencia como un conductor eléctrico. Un ejemplo de tecnología inalámbrica son las ondas de radio con frecuencias variables como 433 MHz.

433Mhz es una banda de radio inalámbrica de baja energía. ¿Cómo funcionan los dispositivos compatibles con 433 MHz y por qué elegir esta tecnología en lugar de Z-Wave y Zigbee estándar?

Quédate para saber más.

¿Qué es 433MHz?

433MHz es una banda de radio inalámbrica comúnmente utilizada en dispositivos domésticos compatibles para enviar señales.

433MHz dispositivo

Además, un sistema RF de 433 Mhz consta de un receptor y un transmisor que recibe y envía señales de radio entre dos dispositivos. Además, beneficia aplicaciones innovadoras como timbres inalámbricos, puertas de garaje, domótica, control de acceso, etc. 

¿Qué constituye una conexión de 433 MHz?

Una conexión de 433 MHz tiene tres tipos de dispositivos que permiten la comunicación y consisten en un transmisor, un receptor y un transceptor.

Módulos de transmisor y receptor de RF de 433 mhz 

Aquí, presentaremos los módulos típicos de transmisor y receptor de RF de 433 mhz.

Primero, tenemos un transmisor que transmite información sobre una RF de 433 MHz a pesar de las limitaciones limitadas de ancho de banda.

Luego, hay un módulo receptor que escucha y recibe comandos.

Por último, el transceptor ofrece la capacidad de enviar y recibir señales, por lo tanto, actúa como transmisor y receptor.

Transmisor de 433Mhz

Asignación de pines de transmisor y receptor de RF de 433 MHz

Ahora, analicemos la configuración de pines de los módulos transceptor y receptor.

Transmisor

Pin de DATOS: El primer pin acepta los datos digitales necesarios para la transmisión.

Pasador VCC: Actúa como el pin de suministro de energía del transmisor. A menudo, los voltajes de CC positivos oscilan entre 3,5 V y 12 V. Nuevamente, recuerde que el voltaje de suministro es directamente proporcional a la salida de RF en el sentido de que un voltaje más alto da como resultado un rango mayor.

Pasador GND – Es el pin de tierra.

Pin de antena – Se conecta a la antena externa. Es aconsejable soldar una pieza de alambre de soldadura de 17,3 cm para aumentar el alcance en el pin.

Receptor

Pasador VCC: Es la fuente de alimentación del receptor. A diferencia de un transmisor, se recomiendan 5V para el receptor.

Pin de DATOS: Funciona como la salida de los datos digitales recibidos. Dado que hay dos pines centrales internos unidos, puede elegir uno para la salida de datos.

TIERRA – Actúa como el pin de tierra.

Antena – A pesar de no estar marcado, funciona como una antena externa. Está al lado de la bobina pequeña en la parte inferior izquierda del módulo de radio. Del mismo modo, necesitará un cable de soldadura de 17,3 cm para aumentar el alcance.

Especificaciones y características

Transmisor

Incluyen;

• Primero, tiene un alcance de transmisión de 90 m en espacios abiertos y una velocidad de menos de 10 Kbps.
• Entonces, su error de frecuencia es un máximo de +150kHz con una potencia de transmisión de 25mW y una salida de corriente de 500mA pico.
• En tercer lugar, su frecuencia de trabajo es de 433,92MHz, mientras que su modo de modulación es ASK (Amplitude Shift Keying).
• Su modo de resonancia es (SAW). También tiene una corriente de trabajo de un mínimo de 9mA y un máximo de menos de 40mA.
• Además, tiene una frecuencia de FI de 1MHz, una velocidad de transmisión máxima de 300K y una sensibilidad típica de 105Dbm.
• Por último, su tensión de trabajo oscila (tensión de red) de 3V a 12V.

Receptor

Son los siguientes;

• Una sensibilidad superior a -100dBm (50Ω) y un ancho de banda de 2MHz.
• En segundo lugar, su frecuencia de trabajo también es de 433,93 MHz, pero su modo de modulación puede ser ASK u OOK (Of Hook Keying).
• Además de ser popular y económico, también ofrece una salida al pin de datos en forma codificada.
• Puedes cambiar su frecuencia usando el nodo disponible.
• Además, tiene una frecuencia de FI de 1MHz y una sensibilidad típica de 105Dbm.
• Finalmente, su corriente de trabajo es un máximo de ≤5.5mA mientras que su voltaje de trabajo es 5.0VDC +0.5V.

Principio de funcionamiento

Funcionamiento del transmisor

El módulo transmisor funciona a 434 MHz y utiliza ASK (más conveniente que la modulación por desplazamiento de frecuencia).

Módulo transmisor de 433MHz funcionando

• Primero, pasa una entrada en serie a través de una MCU y luego usa RF para transmitir las señales.
• Después, un módulo receptor en el otro extremo de la transmisión de datos recibe las señales transmitidas.
• Por lo tanto, aplicar una lógica baja a los DATOS evita que el oscilador genere la onda de RF. Por el contrario, una lógica alta en el pin DATA permite que el oscilador produzca una onda portadora de salida de RF constante de 433 MHz.

Trabajo del receptor

Módulo receptor de 433MHz funcionando

• Recibe datos de señal (frecuencia de 433 MHz) antes de enviarlos al pin de datos en forma codificada. Sin embargo, puede usar un nodo variable para ajustar/cambiar las frecuencias de 315 MHz a 433 MHz.
• Un decodificador o microcontrolador luego decodificará y verá la señal de datos.
• Por último, tiene algunos amplificadores operacionales y circuitos sintonizados de RF que amplifican la onda portadora establecida desde el transmisor. A continuación, la señal amplificada ingresa al Phase Lock Loop antes de proceder a la decodificación. Ahora produce un flujo de salida con menos ruido de fondo.

Aplicación de 433,92 MHz

• Dispositivos de radar del gobierno,
• Satélites de aficionados,
• Redes de máquinas de energía,
• Radio amateur/aficionado como DX, telefonía (SSB), Morse (CW), mensajería de voz digital (DV),
• dispositivos RFID,
• Dispositivos de control remoto como sensores domésticos, interruptores inalámbricos, persianas controladas a distancia,

(sensor infrarrojo)

• Instrumentos inalámbricos y
• IoT (Internet de las cosas)

Ventajas y desventajas de 433,92 MHz

Ventajas

Algunas de las ventajas de 433 MHz son:

Consume poca energía

En comparación con otros estándares de automatización del hogar como Zigbee o Z-wave, 433 MHz utiliza una potencia relativamente baja. Por lo tanto, es ideal para dispositivos que funcionan con baterías, como botones o sensores inalámbricos.

Un largo alcance inalámbrico

En segundo lugar, su beneficio sobre el infrarrojo en el control remoto es que las paredes no pueden bloquearlo ya que es una tecnología de radio. Por ejemplo, cuando estás en una parte diferente de la casa pero controlas una persiana enrollable motorizada, nada obstruirá la señal de radio.

Además, tiene una frecuencia más baja en comparación con Wi-Fi (2,4/5,8 GHz), Zigbee (2,4 GHz) o Z-wave (868-928 MHz). Significa que su rango de frecuencia punto a punto de 433 MHz es una hazaña significativa.

Económico

Los fabricantes consideran que estos dispositivos son fáciles de implementar en productos para el hogar inteligente, lo que explica por qué se venden con facilidad y rapidez.

Desventajas

Los contras a considerar antes de la compra incluyen;

Se requiere receptor/transmisor

Desafortunadamente, 433MHz no tendrá comunicación directa con su PC o teléfono ya que carecen de una antena dedicada. Sin embargo, posee una característica similar a los estándares premium, por ejemplo, Z-Wave y Zigbee.

Carece de redes de malla

En general, las redes de malla permiten que los dispositivos transmitan señales destinadas a otros nodos de la red cuando trabajan con una tecnología similar. Además, si agrega más nodos, la confiabilidad de su red mejora.

Lamentablemente, los dispositivos de 433 MHz no pueden construir una red de malla. En este caso, recomendamos Z-wave o Zigbee ya que tienen la función.

No es tan inteligente

La tecnología de 433 MHz es básica/mínima ya que tiene una señal unidireccional (recepción o envío). En consecuencia, deberá asumir que ha elegido una señal y la ha ejecutado, ya que no confirma los comandos de la señal. Algunos dispositivos, en particular los sensores, pueden ser menos confiables que los estándares Z-Wave y Zigbee.

Además, los dispositivos bajo el módulo de 433 MHz no brindan información sobre su consumo de energía o el estado de la batería. Por lo tanto, deberá verificar el nivel de voltaje de la batería con un pin analógico.

Tutorial de configuración de 433 MHz:conecta el transmisor y el receptor de RF al Arduino UNO

Trabajemos ahora en un proyecto usando el cargador de 433 MHz compatible.

Componentes necesarios

• Soporte de batería,
• Cables puente,
• Banco de energía,
• Protoboard pequeño,
• TFT en color de 1,8",
• DHT22,
• equipo RF de 433 MHz, y
• Arduino UNO barato

Diagrama del transmisor

Las conexiones de pines entre los componentes y Arduino son las siguientes:

Código Arduino:para transmisores de RF de 433 MHz

A continuación se muestra un resumen del código del receptor utilizando la interfaz IDE de Arduino.

Diagrama del receptor

Las conexiones de los pines se muestran en la pantalla a continuación;

Código Arduino:para receptores de RF de 433 MHz

A continuación se muestra un resumen del código del receptor utilizando la interfaz IDE de Arduino.

¿Cómo mejorar el alcance del módulo RF de 433 MHz?

La antena utilizada para el receptor y el transmisor influye mucho en el alcance obtenido con los dos módulos de RF. Te comunicarías a una distancia de 1 m sin la antena.

En espacios abiertos (al aire libre), puede comunicarse a una distancia de 50 m con un excelente diseño de antena. Sin embargo, los rangos de señal en interiores serán un poco débiles.

Una simple pieza del cable de un solo núcleo es suficiente para construir una antena adecuada para el receptor y el transmisor, así que no lo complique. Además, mantenga la longitud de la antena ya que el diámetro no es tan significativo. Una antena eficiente tiene una longitud similar a la longitud de onda para la que la usas. Una antena de cuarto de onda es mejor.

El cálculo de la longitud de onda de una frecuencia se denota por;

Aplicación práctica en el aire;

Velocidad de transmisión =Velocidad de la luz (es decir, 299 792 458 m/s)

Frecuencia de transmisión =433MHz

Por lo tanto;

Como hemos visto, una antena de 69,24 cm (redondeada a una banda de 70 centímetros) es larga y poco práctica. Por lo tanto, una antena helicoidal de cuarto de onda de aproximadamente 6,8 pulgadas o 17,3 cm es ideal.

Conclusión

Brevemente, la banda de radiofrecuencia (RF) de 433 MHz es un dispositivo de radio que es rentable, tiene una red de bajo consumo de energía y tiene capacidad inalámbrica.

Esperamos que ahora sea un día más inteligente con los dispositivos de 433 MHz. Sin embargo, si todavía tiene preguntas, puede contactarnos.