Comunicación Serial Mediante Radiofrecuencia con Módulos RF ASK
En este tutorial explicamos la implementación de una comunicación serial inalámbrica con módulos RF ASK de 315MHz o 433MHz. La transmisión se la realiza mediante tramas (paquetes) para una comunicación más confiable.
Se explica cómo funciona un protocolo de comunicación mediante tramas que provee características básicas de sincronización, direccionamiento y comprobación de errores, el protocolo es muy simple y está pensado principalmente para un fin didáctico pero puede ser usado en aplicaciones sencillas.
En el ejemplo usamos los microcontroladores PIC16F628A y PIC16F876A para el nodo transmisor y receptor.
Video Demostrativo
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Contenido del Video
- Conceptos básicos de comunicación inalámbrica
- Características de los módulos RF ASK de 315 MHz y 433 MHz
- Diagrama de circuito del proyecto
- Demostración del funcionamiento del sistema
- Cómo funciona el protocolo de comunicación mediante tramas
Diagrama de Circuito
Descargas
Proyecto MPLAB X y diagramas de circuito. El proyecto ya está compilado y el código listo para ser grabado, para recompilarlo es necesario tener instalado el compilador Hi-Tech (Microchip) PICC v9.81 o superior.
Tenemos el Kit RF 315MHz de bajo costo para la venta. También la versión de 433Mhz.
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NOTA: Lo que sigue hacia abajo es el contenido original de este artículo.
Introducción
El ejemplo es muy simple y consiste en el monitoreo y la transmisión del estado de un solo bit de entrada mediante un enlace serial asíncrono de radiofrecuencia, pero la idea se puede ampliar al monitoreo de varios puertos digitales y análogos.
Usamos el PIC16F628A para el monitoreo y transmisión de datos y un PIC16F876A para la recepción de los mismos; elegimos estos dos microcontroladores simplemente porque estaban a disposición; sin embargo representan adecuadamente un caso que bien podría darse en la práctica; en la parte de transmisión tenemos un microcontrolador pequeño pero muy bien equipado con puertos análogos y digitales para control y monitoreo (en este caso PIC16F628A) y en la parte de la recepción tenemos un microcontrolador uno un poco más grande, con más memoria para aplicaciones como el PIC16F876A.
Saquemos de la Ecuación en Enlace de Radiofrecuencia
En una primera etapa conviene olvidarnos temporalmente del componente de radiofrecuencia y realizar primeramente la comunicación serial con una conexión cableada. Es así que conectaremos la salida TX del PIC transmisor directamente mediante cable físico a la entrada RX del PIC receptor. Esto, para cerciorarnos de que la comunicación asíncrona entre ambos funciona correctamente, antes de incluir el componente de radiofrecuencia, que por sí solo, podría ya presenta un desafío en cuanto a lograr su correcto funcionamiento.
Una vez verificado el funcionamiento correcto del circuito y el algoritmo en ambos PICs, recién procedemos a enlazarlos mediante radiofrecuencia; de esta manera aislamos temporalmente el componente del enlace inalámbrico y aislamos cualquier potencial problema, sobre todo si es la primera vez que se realiza una aplicación de este tipo.
Circuito de Prueba Para el Enlace de Radiofrecuencia
Conviene también probar aisladamente el funcionamiento de ambos módulos y la transmisión y recepción de radiofrecuencia. Para ello viene bien al caso el siguiente Circuito de Prueba Para los Módulos de Radiofrecuencia.
El Hardware
No hay mucho que decir acerca del hardware; el circuito para ambos PICs es muy simple y el uso de los módulos simplifica grandemente la transmisión y recepción inalámbrica.
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Módulo de Transmisión con el PIC16F628AEl módulo transmisor es el elemento que tiene la plaquita color verde. |
Circuito de Recepción con el PIC16F876AEl módulo receptor es el elemento que tiene la plaquita color verde (al fondo). |
El Software
El corazón del proyecto está en el software, el cual implementa básicamente un clásica aplicación de transmisión y recepción serial haciendo uso de los módulos USART en cada microcontrolador. Para la comunicación inalámbrica sin embargo hemos implementado un protocolo de comunicación que garantice al menos los siguiente:
- Sincronización
- Direccionamiento
- Comprobación de errores
Elementos básicos que son claves para una comunicación inalámbrica confiable. La comprobación de errores se la lleva a cabo mediante el uso de Checksums (Sumas de Comprobación); hya otros métodos más preferibles para esto (CRC por ejemplo) pero debido a que este es un tutorial introductorio en protocolos de comunicación, lo hemos simplificado al máximo y el ejemplo funciona bastante bien para ejemplos sencillos. Por supuesto, hay muchos otros elementos que no estamos tomando en cuenta por simplicidad (encriptación) pero podríamos hacerlo en futuros tutoriales.
Los programas para ambos PICs han sido escritos en C para el compilador Hi-Tech. Los proyectos MPLAB X para el nodo transmisor y receptor están disponibles para la descarga mas arriba en esta misma página.
Entorno de Desarrollo
- Se ha usado EL MPLAB X IDE de Microchip para escribir y compilar los programas para ambos microcontroladores.
- Como ya mencioné, se ha usado C y el compilador de Hi-Tech (V9.81).
- Se ha usado también la librería de comunicación serial incluida con el compilador C de Hi-tech, lo cual facilita y agiliza la inclusión de la comunicación serial en el proyecto.
- La comunicación serial usa también una librería de buffer circular para la recepción serial. Adicionalmente se usa una librería de retardos para la generación de los mismos en ciertas partes del código.
Raúl Alvarez Torrico
www.TecBolivia.com
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