Modulo RF Radiofrecuencia 433 MHz

El módulo de radiofrecuencia de 433MHz es un transmisor / receptor (TX/RX) de datos en UHF para montaje en circuito impreso (PCB) o protoboard.

Este sistema Transmisor-Receptor permite la implementación de enlaces de datos de radiofrecuencia de 433MHz de forma muy simple, alcanzando distancias de hasta 80 metros dentro de edificaciones, 350 metros (con transmisor de 12V) y 230 metros (con transmisor de 5V) en campo abierto. Opera en el rango de los 433MHz (UHF) con modulación por desplazamiento de amplitud (ASK).

Transmisor de 433MHz

Especificaciones técnicas

• Señal de radiofrecuencia: Modulación ASK (Modulación por Desplazamiento de Amplitud)
• Fuente de alimentación: 5V (también se suele encontrar en versiones de 3V y 12V)
• Consumo de corriente: <16 mA
• Potencia de transmisión: 13 dBm
• Desviación de frecuencia: +- 75kHz
• Alcance útil hasta 350 metros (12V), 230 metros (5V), 160 metros (3V) en campo abierto.
• Frecuencia de transmisión: 433.92 MHz (433MHz) (suele encontrarse también modelos a 315.0 MHz)
• Velocidad de transmisión hasta 20kbps

Este sistema TX/RX de radiofrecuencia minimiza la radiación espuria y susceptibilidad. El transmisor es compatible con aplicaciones inalámbricas de enlaces de datos uno-a-uno o de varios nodos: apertura de puertas de garaje / compuertas, monitoreo remoto de procesos industriales, seguridad de edificios, Punto Electrónico de Ventas (EPOS) y seguimiento del inventario, interruptor remoto, lámpara de control remoto, sistema inalámbrico TX/RX de llamadas, etc.

Pinout (patillaje)

• Vcc: Alimentación de 5VCD regulada. Contenido máximo de rizado 0.1Vpp
• DATA: Entrada de señal modulada. Acepta datos digitales serie con niveles de 0V a 5V.
• GND: Referencia (tierra) del suministro de DC.
• ANT: Entrada de 50 ohm de la antena.

Valores máximos absolutos

Si se supera alguno de los valores indicados a continuación se puede causar daños permanentes en el transmisor:

Especificaciones de desempeño

Consideraciones para el montaje

El circuito puede montarse verticalmente u horizontalmente sobre la placa base. Las buenas prácticas de diseño de radiofrecuencia deben ser observadas, en particular, cualquier retorno de tierra requerido por la antena o la alimentación debe estar conectado directamente a la patilla RF GND en el terminal de antena del módulo, y no a la patilla de 0V que se configura sólo como una tierra de DC. Todas las pistas de conexión deben ser lo más cortas que sea posible para evitar cualquier problema con la recepción de parásitos de RF. Si la conexión entre el transmisor y la antena no forma parte de la propia antena, debe hacerse utilizando línea de microcinta o cable coaxial de 50 ohm o una combinación de ambos. Es conveniente (pero no esencial) llenar todo el área del PCB no utilizada alrededor del módulo con un plano de tierra.

Antena de 433 MHz

Se recomiendan y aprueban tres tipos de antena:

• Antena Helicoidal (Bobina de alambre).  Conectada directamente al pin 2, circuito abierto en el otro extremo. Esta antena es muy eficiente, dado su pequeño tamaño (20 mm x 4 mm de diámetro). La antena helicoidal es una antena de alta Q, recortar la longitud del hilo o expandir la bobina para obtener resultados óptimos. Las antenas helicoidales se desintonizan mucho con la proximidad a otros objetos conductores.  
• Antena de Lazo. Un lazo de pista de PCB sintonizado por un condensador fijo o variable a tierra en el extremo "caliente" y alimentado desde el pin 2 en un punto a 20% desde el extremo de tierra. Los lazos tienen inmunidad a la desintonización por proximidad.  
• Antena de Látigo. Este es un alambre, varilla, pista de la placa o combinación conectado directamente a la patilla 2. La longitud total óptima es 15.5cm (1/4 de longitud de onda a 433MHz). Mantenga el extremo del circuito abierto (“caliente”) lejos de componentes de metal para evitar graves pérdidas de sintonía. Los látigos son sensibles a los planos de tierra y se beneficiarán de los radiales internos a tierra de ¼ de longitud de onda, si el producto es pequeño y está revestido de plástico.

La elección de la antena y su posición controlan directamente el alcance del sistema TX/RX. Mantenerlo libre de otro metal en el sistema, particularmente el extremo ‘caliente’. La mejor posición de lejos, es ubicarlo sobre la parte superior del producto. Esto a menudo no es deseable por razones prácticas / ergonómicas, por lo que se debe alcanzar un compromiso. Si se debe usar una antena interna, tratar de mantenerla alejada de otros componentes metálicos, en particular los grandes, como transformadores, baterías ,planos de tierra y pistas en circuito impreso. El espacio alrededor de la antena es tan importante como la propia antena.

Advertencia: No mojar el circuito. No está herméticamente sellado.

Receptor de 433MHz

Este es un receptor miniatura de datos en UHF superregenerativo, para montaje en circuito impreso (PCB) o protoboard. Con el transmisor correspondiente permite la implementación sencilla de enlaces TX/RX inalámbricos de datos a velocidades de hasta 4.8kbps y distancias de hasta 40 metros dentro de edificios o 110 metros en campo abierto.

Especificaciones técnicas

• Conversión individual ASK superregenerativa
• Fuente de alimentación: 5V
• Consumo de corriente: 2.2mA
• Diseñado para cumplir con la norma EN 300 220-3 (radio) y EN 301 489-3 (EMC)
• Velocidades de hasta 4.8kbps
• Alcance útil de hasta 110 metros
• Frecuencia de operación: 433.92 MHz (433MHz) (también se puede encontrar con frecuencias de 315.0 MHz)
• Incluye una inductancia ajustable para estabilizar la frecuencia
• Rápido tiempo de establecimiento de conexión

Este receptor minimiza la radiación espuria y susceptibilidad. Es compatible con aplicaciones inalámbricas de enlaces de datos uno-a-uno o de varios nodos: Alarma de seguridad de coches, sistema de alarma  antirrobo para motos, lámpara remota, monitor remoto para niños, etc.

Debido al pequeño tamaño y el bajo consumo de corriente, es ideal para utilizar en aplicaciones portátiles inalámbricas de pilas, tales como terminales portátiles.

Pinout (patillaje)

• GND: Tierra del suministro de DC
• DATA: Salida de datos digitales. Puede ser utilizado para alimentar decodificadores externos. Los datos son datos verdaderos, es decir, como se ingresan al transmisor.
• VCC: Suministro de 5VCD regulado; contenido máximo de rizado 0.1Vpp.
• ANT: Entrada de antena de 50 ohm

Valores máximos absolutos

No superar ninguno de los valores indicados a continuación ya que puede causar daños permanentes en el receptor:

Especificaciones de desempeño

Notas importantes

• La corriente se incrementa a niveles superiores de entrada de RF (>-20dBm o más)
• Las cifras típicas son para la señal en la frecuencia central, las cifras máximas son para una desviación de +-75kHz
• La antena tiene una gran influencia en el módulo receptor, lo mejor para la recepción es una antena de ¼ de longitud de onda.

Consideraciones para el montaje

Puede montarse verticalmente u horizontalmente sobre la placa base. Las buenas prácticas de diseño de RF deben ser observadas, en particular, cualquier retorno de tierra requerido por la antena o la alimentación debe estar conectado directamente a la patilla RF GND en el terminal de antena del módulo, y no a la patilla de 0V que se configura sólo como una tierra de DC. Todas las pistas de conexión deben ser lo más cortas que sea posible para evitar cualquier problema con la recepción de parásitos de RF. Si la conexión entre el receptor y la antena no forma parte de la propia antena, debe hacerse utilizando línea de microcinta o cable coaxial de 50 ohm o una combinación de ambos. Es conveniente (pero no esencial) llenar todo el área del PCB no utilizada alrededor del módulo con un plano de tierra.

Advertencia: No mojar el circuito. No está herméticamente sellado.

El receptor adopta el modo ASK, cambiará un poco el ancho del pulso de datos recibido al recibir datos desde el transmisor, por lo que debe hacer una cierta medida correspondiente al compilar los datos inalámbricos. Por ejemplo: "1" Si el nivel alto es inferior a 500 us al recibir datos de decodificación puede ser juzgado como "1".

"0" Si el nivel alto es más de 500 us al recibir datos de decodificación puede ser juzgado como "0".

El código de preámbulo puede adoptar "1" o "0", el código inicial puede adoptar 2ms de nivel bajo.

Cómo usar este módulo de radiofrecuencia de 433MHz

La forma más practica, efectiva y recomendable para usar este modulo es por medio de la pareja de circuitos integrados para control remoto HT12E-enconder y HT12D-decoder. En los siguientes esquemas eléctricos se observa un ejemplo de cómo controlar un LED a control remoto con un pulsador; al presionarlo se encenderá el LED, al liberarlo se apagará el LED.

El encoder se conecta al modulo transmisor, mientras que el decoder se conecta al modulo receptor. En el circuito de la figura anterior los pines AD8-11 en el HT12E son los que permiten enviar la señal de control a través del transmisor (estos pines se activan con nivel BAJO), activando a su vez los pines correspondientes D8-D11 (el nivel activo también es BAJO) en el HT12D conectado al receptor. Los pines AD8-11 en el transmisor se pueden conectar a un microcontrolador, de tal forma que al colocar un nivel BAJO en cualquiera de ellos se envie la señal de control al receptor.

Como se ha indicado, este metodo es sumamente confiable ya que la comunicacion por radiofrecuencia esta totalmente asegurada debido a las elevadas prestaciones de los integrados HT12E y HT12D; otros metodos directos basados sólo en el uso de un microcontrolador (sin encoder ni decoder), como el uso del modulo USART o codificacion Manchester presentan muchos errores de comunicación, siendo poco recomendables a menos que el software de control esté muy bien diseñado.