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体验使用 Si4356 和 ATmega328P 的安全高效远程控制

释放远距离连接:Sub-GHz ISM 射频接收器来了!

ISM RX 2 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 26, 2024

点击板

ISM RX 2 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

将我们的Sub-GHz ISM RF接收器无缝集成到您的家庭自动化、工业控制和远程访问系统中,实现长距离、低速通信,提供稳健、可靠的性能,准备好为您的应用带来变革。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ISM RX 2 Click基于Si4356,这是来自Silicon Labs的易于使用、尺寸高效、低功耗的无线接收器IC,覆盖Sub-GHz频段。宽工作电压范围和低电流消耗使Si4356成为电池供电应用的理想解决方案。它内置晶体振荡器,使用单转换混频器将(G)FSK或OOK调制的接收信号下变频到低IF频率。接收器通过对传入传输信号的过采样异步解调传入数据,并将解调后的信号通过UART接口发送到系统MCU。Si4356的频率范围从315MHz到917MHz,可以通过四个选择引脚(SEL0 – SEL3)配置操作,其中每个引脚的状态在启动时内部读取,用于确定应

使用哪个预加载配置。SEL0和SEL1引脚用于调整频率,它们的连接方式使该Click板™的频率固定为434.15MHz,而可以通过使用标记为MODE SEL的SMD跳线更改SEL2和SEL3引脚的设置,用于选择所需的调制方式(G)FSK或OOK。此外,此Click板™在接收数据输出引脚上具有低通RC滤波器,用于滤波输出并提高灵敏度。此Click板™通过UART接口与MCU进行数据传输,而mikroBUS™上的GPIO引脚用于模式选择和指示。更准确地说,仅有一个来自mikroBUS™的UART引脚(RX)接收数据。Si4356提供两种工作模式:接收模式和待

机模式。可以通过切换路由到mikroBUS™上的CS引脚的STBY信号来更改工作模式,而路由到mikroBUS™上INT引脚的MSTAT信号表示中断并指示设备的当前工作模式。也可以通过路由到mikroBUS™上的RST引脚使用RST引脚重置设备。ISM RX 2 Click具有50Ω阻抗的SMA天线连接器,可以用于连接MikroE提供的合适天线,以改善范围和接收信号强度。此Click板™只能使用3.3V逻辑电压电平操作。在使用不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

ISM RX 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

433MHz直角橡胶天线具有433MHz的频率范围,确保在该频谱内的最佳性能。其50欧姆阻抗促进了高效的信号传输。天线的垂直极化增强了特定方向上的信号接收。1.5dB的增益在一定程度上提高了信号强度。天线能够处理最大输入功率50W,适用于各种应用。紧凑的50mm长度减少了空间需求。配备SMA公头接口,便于与兼容设备连接。这款天线是满足无线通信需求的灵活解决方案,尤其在垂直极化至关重要的情况下。

ISM RX 2 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PD2
RST
Operating Mode Selection
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Operating Mode Indicator
PC3
INT
UART TX
PD0
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

ISM RX 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 Access MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 ISM RX 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • example1 - ISM RX 2获取DATA引脚状态的函数。

  • example2 - ISM RX 2读取曼彻斯特编码数据的函数。

  • example3 - ISM RX 2读取数据的函数。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief ISM RX 2 Click Example.
 *
 * # Description
 * This application shows capability of ISM RX 2 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialize GPIO pins and LOG module and sets default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Wait for the data pin to go down and start sampling and wait for sync word if it's received 
 * collect data to buffer till it receives 0 byte
 *
 * @note
 * Application task is broken down into two parts:
 * DEFAULT_EXAMPLE - Collects data from the OOK TX Click board and displays it on the 
 * USB UART terminal.
 * MANCHESTER_EXAMPLE - Collects Manchester encoded data from the ISM TX Click board, 
 * decodes it and displays it on the USB UART terminal.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ismrx2.h"

#define DEFAULT_EXAMPLE        
// #define MANCHESTER_EXAMPLE       

static ismrx2_t ismrx2;   /**< ISM RX 2 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

static uint8_t read_data[ 8 ] = { 0 }; /**< Read data buffer. */

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    ismrx2_cfg_t ismrx2_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );
    // Click initialization.
    ismrx2_cfg_setup( &ismrx2_cfg );
    ISMRX2_MAP_MIKROBUS( ismrx2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == ismrx2_init( &ismrx2, &ismrx2_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( ISMRX2_ERROR == ismrx2_default_cfg ( &ismrx2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
#ifdef DEFAULT_EXAMPLE
    
    if ( ISMRX2_PIN_STATE_LOW == ismrx2_get_data_pin_state( &ismrx2 ) )
    {
        if ( ISMRX2_OK == ismrx2_read_rf_data( &ismrx2, read_data ) )
        {
            log_printf( &logger, " RX data: " );
            for ( uint8_t n_cnt = 0; n_cnt < strlen( read_data ); n_cnt++ )
            {
                if ( read_data[ n_cnt ] != '\0' )
                {
                    log_printf( &logger, "%c", read_data[ n_cnt ] );
                }
            }    
            log_printf( &logger, "\r\n*********************\r\n" );
            Delay_ms( 10 );
        }
    }
#endif
#ifdef MANCHESTER_EXAMPLE 
    if ( ISMRX2_PIN_STATE_LOW == ismrx2_get_data_pin_state( &ismrx2 ) )
    {
        if ( ISMRX2_OK == ismrx2_read_manchester_data( &ismrx2, &read_data ) )
        {
            log_printf( &logger, " Read data: " );
            for ( uint8_t n_cnt = 1; n_cnt < strlen( read_data ); n_cnt++ )
            {
                log_printf( &logger, "%c", read_data[ n_cnt ] );
            }
            log_printf( &logger, "\r\n*********************\r\n" );
            Delay_ms( 10 );
        }
    }
#endif
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

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