مقدمه:

ماژول RXB61 یک ماژول گیرنده ASK است Ask مخفف Amplitude-Shift keying می باشد و به دلیل سادگی و مقرون به صرفه بودن یکی از پرکاربردترین مدولاسیون های دیجیتال است. در مدولاسیون ASK یا همان مدولاسیون دامنه ، سیگنال های صفر و یک با تغییر دامنه ی فرکانس حامل ارسال می شوند. گیرنده های رایج در دو فرکانس 433 مگاهرتز و 315 مگاهرتز موجود می باشند .

که به طور خاص برای کنترل از راه دور و گیرنده‌‌‌های امنیتی بی‌سیم طراحی شده است و در باند فرکانسی ISM در فرکانس‌های 315/433.92 مگاهرتز کار می‌کند. ماژول RXB61 دارای حساسیت دریافت بالا و قیمت پایین است.

هر مداری که بتواند بدون ورودی سیگنال بی‌سیم اضافی به خروجی سیگنال داده انجام شود. کاربران فقط باید یک مدار رمزگشایی داده ساده اضافه کنند و به راحتی می‌توانند توسعه محصولات بی‌سیم را انجام دهند. در این سری از مقالات میکرومدرن می‌خواهیم به بررسی ماژول RXB61 می پردازیم.

ویژگی‌های ماژول RXB61 :

حساسیت دریافت: -110dBm

فرکانس 315: مگاهرتز / 433.92 مگاهرتز (فرکانس سفارشی در دسترس است)

گیرنده سوپرهترودین رادیویی ASK با هزینه کم

مصرف برق پایین:

• 5.0 ولت در 315 مگاهرتز، 4.8 میلی آمپر
• 5.0 ولت در 433.92 مگاهرتز، 6.8 میلی آمپر
• در حالت انتقال مداوم داده، نرخ داده می‌تواند به 2.4 کیلوبیت بر ثانیه برسد.
• در حالت صرفه‌جویی در انرژی، مصرف می‌تواند به پایین‌ترین حد 50 نانوآمپر برسد.

قابلیت انتخاب خوب و مهار تشعشعات ناخواسته، به راحتی از گواهینامه‌های بین‌المللی CE/FCC عبور می‌کند.

قابلیت خوب در سرکوب تشعشعات نوسان، می‌تواند با چندین ماژول گیرنده (مانند یک فرستنده با چندین گیرنده) کار کند و آن‌ها با یکدیگر تداخل ندارند و هیچ تأثیری بر فاصله دریافت وجود ندارد.

دمای کار -20℃ ~ 70℃ (در صورت درخواست می‌تواند به 40-℃ ~ 85℃ سفارشی شود)

ولتاژ تغذیه: 3.6 ~ 5.5 ولت

سازگار با اکثر فرستنده‌های (ASK/OOK)

اندازه: 30 * 7.7 * 5 میلی‌متر

قطعات به کار رفته در ماژول RXB61 :

نوسان‌ساز کریستالی: قطعه نقره‌ای بیضی‌شکل در سمت راست با دو پین لحیم‌شده به برد، یک نوسان‌ساز کریستالی است. این قطعه برای ایجاد فرکانس پایدار و دقیق برای گیرنده بسیار مهم است. در این حالت، این قطعه در فرکانس 433.92 مگاهرتز یا حدود آن کار می‌کند، که فرکانسی است که ماژول برای دریافت سیگنال‌ها روی آن طراحی شده است. این قطعه مانند یک منبع زمان‌بندی بسیار دقیق عمل می‌کند.

مدار مجتمع (IC): تراشه مستطیلی سیاه‌رنگ در مرکز با چندین پین، مدار مجتمع اصلی است. این "مغز" ماژول است و احتمالاً شامل مدار گیرنده فرکانس رادیویی (RF)، مراحل دمدولاسیون و احتمالاً مقداری فیلتر و تقویت است.

قطعات نصب سطحی (SMD): قطعات کوچک، مستطیلی و گاهی استوانه‌ای مختلفی در اطراف IC و نوسان‌ساز کریستالی پراکنده شده‌اند. این‌ها قطعات نصب سطحی (SMD) هستند. آن‌ها عبارتند از:

• مقاومت‌ها: این‌ها معمولاً مستطیل‌های کوچکی هستند و جریان الکتریکی را محدود می‌کنند.
• خازن‌ها: این‌ها می‌توانند مستطیل‌های کوچک یا استوانه‌ای باشند و انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کنند. آن‌ها برای فیلتر کردن، اتصال سیگنال‌ها و زمان‌بندی استفاده می‌شوند.

پین هدرها: در امتداد لبه پایینی ماژول، می‌توانید چندین پین هدر را ببینید. این‌ها نقاط اتصالی هستند که به شما امکان می‌دهند ماژول RXB61 را با مدارهای دیگر، مانند میکروکنترلر یا سیستم الکترونیکی دیگرمرتبط کنید .

برد مدار چاپی (PCB - Printed Circuit Board): لایه سبز رنگ (یا رنگ‌های دیگر) که تمام قطعات الکترونیکی روی آن مونتاژ شده‌اند و مسیرهای مسی برای برقراری اتصالات الکتریکی بین قطعات را فراهم می‌کند. طراحی PCB در عملکرد صحیح ماژول، به ویژه در فرکانس‌های بالا، بسیار مهم است.

معرفی پین ماژول RXB61 :

متداول‌ترین پیکربندی ماژول RXB61 دارای 5 پین است:

1. GND : زمین
2. DATA :خروجی داده - خط داده ارسالی یا دریافتی
3. : VCCولتاژ تغذیه (3.6V - 5.5V)
4. ANT: ورودی آنتن (50 اهم)
5. SHUT : پایه خاموش کردن ماژول

برخی از مدل‌ها ممکن است 6 پین داشته باشند که دو پین اضافی نیز زمین (GND) هستند.

مشخصات فنی ماژول RXB61 با دو فرکانس 315 و 433.92 مگاهرتز :

جریان خروجی پین داده ماژول RXB61 ضعیف است، بنابراین اگر مستقیماً به میکروکنترلر متصل می‌کنید، هیچ مقاومت pull up یا pull down به پورت ورودی/خروجی میکروکنترلر اضافه نکنید. مقاومت‌های pull up و pull down داخلی میکروکنترلر نیز باید غیرفعال باشند.

برای استفاده از این ماژول، معمولاً به یک فرستنده ASK با فرکانس مشابه و یک میکروکنترلر برای پردازش داده‌های دریافتی نیاز دارید. کتابخانه‌های آماده‌ای برای کار با این ماژول در پلتفرم‌هایی مانند آردوینو وجود دارد که فرآیند توسعه را تسهیل می‌کند.

نحوه اتصال ماژول RXB61 به آردوینو:

در اینجا یک شماتیک ساده برای اتصال ماژول RXB61 به آردوینو آورده شده است:

• VCC ماژول RXB61 به پین 5V آردوینو متصل می‌شود. این پین تغذیه ماژول را فراهم می‌کند.
• پین Data ماژول RXB61 به یک پین دیجیتال آردوینو متصل می‌شود (در این مثال، پین 2). این پین سیگنال داده دریافتی از ماژول را به آردوینو منتقل می‌کند. شما می‌توانید هر پین دیجیتال دیگری را نیز انتخاب کنید و در کد آردوینو آن را مشخص کنید.
• GND ماژول RXB61 به پین GND آردوینو متصل می‌شود. این اتصال زمین مشترک بین ماژول و آردوینو را فراهم می‌کند.
• پین ANT ماژول RXB61 به یک آنتن متصل می‌شود. نوع و طول آنتن بستگی به فرکانس کاری ماژول (315 مگاهرتز یا 433.92 مگاهرتز) و برد مورد نظر دارد. معمولاً از یک سیم مفتولی ساده به طول تقریبی 17 سانتی‌متر برای 433.92 مگاهرتز و حدود 24 سانتی‌متر برای 315 مگاهرتز استفاده می‌شود.

کاربردهای ماژول RXB61 :

1. سیستم‌های امنیتی خودرو
2. کنترل درب‌های اتوماتیک
3. سیستم‌های هشدار بی‌سیم
4. کنترل کرکره‌های برقی
5. کنترل‌های بی‌سیم
6. انتقال داده بی‌سیم
7. پروژه‌های مبتنی بر آردوینو
8. ریموت کنترل دستگاه‌های الکترونیکی
9. سیستم خانه هوشمند
10. زنگ در بی‌سیم

عملکرد ماژول RXB61 :

عملکرد اصلی این ماژول دریافت داده‌های ارسالی از یک فرستنده رادیویی سازگار است. در اینجا یک توضیح مفصل ازعملکرد این ماژول آورده شده است:

در اینجا یک توضیح مفصل ازعملکرد این ماژول آورده شده است:

1. دریافت سیگنال رادیویی: آنتن متصل به پین ANT ماژول، امواج رادیویی با فرکانس 433.92 مگاهرتز را که توسط فرستنده ارسال شده‌اند، دریافت می‌کند. این امواج حاوی اطلاعاتی هستند که از طریق تغییر دامنه) در مدولاسیون (ASK/OOK کدگذاری شده‌اند.
2. تقویت سیگنال ورودی (RF Amplifier): سیگنال رادیویی دریافتی بسیار ضعیف است. به همین دلیل، در اولین مرحله، یک تقویت‌کننده RF (Radio Frequency Amplifier) سیگنال را تقویت می‌کند تا برای مراحل بعدی پردازش قوی‌تر شود.
3. میکس کردن (Mixer): سیگنال تقویت‌شده وارد یک میکسر می‌شود. در این مرحله، سیگنال ورودی با یک سیگنال فرکانس ثابت تولید شده توسط اسیلاتور محلی (Local Oscillator) داخل ماژول ترکیب می‌شود. هدف از این کار تبدیل فرکانس سیگنال دریافتی به یک فرکانس میانی (Intermediate Frequency - IF) پایین‌تر است. این کار پردازش سیگنال را در مراحل بعدی آسان‌تر می‌کند و معمولاً باعث بهبود حساسیت و گزینش‌پذیری گیرنده می‌شود.
4. فیلتر کردن فرکانس میانی (IF Filter): سیگنال فرکانس میانی (IF) از یک فیلتر عبور می‌کند. این فیلتر برای انتخاب فرکانس مورد نظر (IF) و حذف فرکانس‌های ناخواسته و نویز طراحی شده است. پهنای باند این فیلتر تعیین می‌کند که گیرنده تا چه حد در برابر سیگنال‌های مجاور مقاوم است.
5. تقویت سیگنال فرکانس میانی (IF Amplifier): سیگنال IF فیلتر شده، قبل از دمدولاسیون، دوباره تقویت می‌شود تا سطح آن برای آشکارسازی اطلاعات کافی باشد.
6. دمدولاسیون (Demodulation): در این مرحله، اطلاعات کدگذاری شده بر روی سیگنال ASK/OOK بازیابی می‌شود. در مدولاسیون ASK/OOK، اطلاعات با تغییر دامنه سیگنال رادیویی منتقل می‌شوند (برای مثال، وجود دامنه بالا نشان‌دهنده '1' و عدم وجود دامنه یا دامنه پایین نشان‌دهنده '0' است). دمدولاتور این تغییرات دامنه را تشخیص داده و یک سیگنال دیجیتال (باینری) در خروجی تولید می‌کند.
7. شکل‌دهی سیگنال (Signal Shaping): سیگنال دیجیتال خروجی از دمدولاتور ممکن است نویز داشته باشد یا لبه‌های تیز و واضحی نداشته باشد. یک مدار شکل‌دهی سیگنال، این سیگنال را تمیزتر و واضح‌تر می‌کند تا برای پردازش توسط یک میکروکنترلر یا مدار منطقی مناسب باشد.
8. خروجی داده (Data Output): در نهایت، سیگنال داده دیجیتال بازیابی شده از طریق پین DATA ماژول RXB61 در دسترس قرار می‌گیرد. این سیگنال می‌تواند به یک میکروکنترلر (مانند آردوینو) متصل شود تا داده‌های دریافتی پردازش و استفاده شوند.

برای استفاده از این ماژول، معمولاً به یک فرستنده ASK/OOK با فرکانس 433.92 مگاهرتز نیاز است که داده‌ها را ارسال کند. همچنین، در طرف گیرنده، یک میکروکنترلر برای خواندن و پردازش داده‌های خروجی از ماژول RXB61 مورد نیاز است.

نتیجه گیری :

ماژول RXB61 با فرکانس 433.92 مگاهرتز یک راه حل مقرون به صرفه و کارآمد برای دریافت سیگنال‌های بی‌سیم ASK/OOK است. این ماژول با حساسیت دریافت بالا، امکان برقراری ارتباط از راه دور را در کاربردهای مختلف فراهم می‌کند. مصرف توان پایین آن، این ماژول را برای پروژه‌هایی که به عمر باتری طولانی نیاز دارند، مناسب می‌سازد.

سهولت استفاده و اندازه کوچک RXB61، ادغام آن را در طراحی‌های مختلف آسان می‌کند. با این حال، برای بهره‌برداری کامل از قابلیت‌های آن، نیاز به درک پروتکل ارتباطی ASK/OOK و پیاده‌سازی مدار رمزگشایی مناسب در میکروکنترلر (مانند آردوینو) وجود دارد.

در مجموع، ماژول RXB61 433.92MHz یک انتخاب مناسب و پرکاربرد برای پروژه‌های کنترل از راه دور، امنیت بی‌سیم و انتقال داده‌های ساده بی‌سیم به شمار می‌رود، به ویژه برای کاربردهایی که قیمت پایین و کارایی قابل قبول در اولویت هستند.