RN-Funk – Funkmodul nach RS232 Adapter

Dieses Board vereinfacht die Verwendung von intelligenten Funkmodulen am PC oder einem Mikrocontroller. Selbst Elektronik Einsteiger können damit sehr schnell ein Funkmodul anschließen und in Betrieb setzen. Besonders einfach ist die Verbindung bei Roboternetz kompatiblen Boards, wie zum Beispiel RN-Control . Jetzt verbesserte Platine mit optionalem SMA Antennenanschluss.


So einfach geht’s:

  • Das gewünschte Funkmodul in das Board stecken (oder einlöten)
  • Das dreipolige RS232 Kabel (Roboternetz-Empfehlung) mit PC oder einem Controller verbinden
  • Beliebige Spannung zwischen von 5 und 16 V an die Schraubklemme anlegen

Das war`s!

Nun kann das Controllerbaord über die RS232-Schnittstelle so genutzt werden als wenn ein Kabel vorhanden wäre. Daten können einfach mit einem Basic Print-Befehl von Controller, PC gesendet und mit entsprechenden Anweisungen empfangen werden.
Die Möglichkeiten sind vielfältig. Die Fernsteuerung von Robotern, Abfragen von Sensoren, Fernsteuern von RN-Motor usw. usw.

Die Reichweite hängt vom Funkmodul und Antenne ab. Reichweiten von 150 bis 350m sind aber durchaus realistisch. Mit dem getestet Funk-Transceiver RT868F5 waren selbst nach 200 noch nicht die geringsten Ausfälle zu festzustellen.

Achtung: Die Abbildungen zeigen in der Doku teils noch die ältere Version. In der aktuellen Version 1.2 gibt es geringe Veränderungen. Der wesentliche Unterschied besteht darin das die neue Version auch eine SMA Buchse vorsieht. Je nach Bedarf kann also eine SMA oder BNC Antenne angeschlossen werden.

 

Features des Boards

  • Verschiedene Funkmodule werden unterstützt:
    RT868F5 FM-Mehrkansalmodul 868 Mhz
    RT433F5 FM-Mehrkansalmodul 433 Mhz
    EasyRadio ER400TRS 433 Mhz
  • Versorgungsspannung 5 bis 16 V
  • Direkter Anschluss an PC oder Controller (Max-Pegelwandler auf dem Board)
  • Auch RS232 TTL Anschluss
  • BNC-Anstennenbuchse 50 Ohm (in der Regel reicht 8 cm Draht als Antenne)
  • SMA-Antennenbuchse optional bestückbar (bereits auf Platine vorgesehen)
  • Ein- und Ausschalter auf der Platine
  • Power-Kontrolleuchte / LED
  • Roboternetz-kompatibler 3 poliger RS232 Anschluss – Das Funkmodul kann mit einem 3 poligen Kabel ganz einfach mit Boards wie z.B.  RN-Control, RNBFRA, RN-Motor, RN-Mega8Plus usw. verbunden werden
  • Kompakte Größe (¼ Europakarte)
  • Eingangsspannung gegen Verpolung geschützt
  • Eagle-Dateien unter CC-Lizenz verfügbar und frei änderbar

 

Schaltplan

Schaltplan zu RN-Funk - Funkmodul nach RS232 Adapter

Schaltplan zu RN-Funk – Funkmodul nach RS232 Adapter

Bestückungsplan

Rot markiert sind im Bestückungsplan die Stellungen der eingesteckten Jumper (Kurzschlussbrücken). Je nach verwendeten Funkmodul müssen diese anders eingesteckt werden!

Bestückungsplan RN-Funk mit Funkmodul RT...F5

Bestückungsplan RN-Funk mit Funkmodul RT…F5

Bestückungsplan RN-Funk mit Funkmodul EasyRadio

Bestückungsplan RN-Funk mit Funkmodul EasyRadio

Passende Funkmodule die in RN-Funk eingesteckt werden können

Passende Antenne

rnfunk_antenne

 

Aufbauanleitung

Der Aufbau der Schaltung ist mittels einen passenden Platine eigentlich völlig problemlos auch von Elektronik-Einsteigern zu bewerkstelligen. Eine fertige CAD Eagle-Datei steht zum Dwonlaod bereit, damit läßt sich sehr leicht eine Platine bei einem entsprechenden Platinen-Hersteller bestellen. Auch eigene Anpassungen sind nach Bedarf möglich.

Durch den Bestückungsdruck und die Bestückungsliste (siehe oben), ist der Aufbau unkritisch.
In der Regel dauert der Aufbau ca. 15 Minuten.

Dennoch einige Anmerkungen zu kleinen Hürden:

1. Je nachdem welches Funkmodul eingesetzt wird, müssen einige Bauteile unbestückt bleiben. Welche Bauteile bestückt werden müssen, wird weiter unten erläutert.

2. Die Bedienung des Funkmodules wird in der jeweiligen Anleitung zum Funkmodul beschrieben. Oft kann jedoch schon die Standard-Einstellung des Funkmodules benutzt werden. Gute Erfahrungen haben wir hier mit dem RT868F5 gemacht. Einfach Modul eingesetzt und ein Board an den Controller und ein gleiches an den PC angeschlossen und schon kann mit 9600 Baud gefunkt werden. Bei Bedarf kann mittels eines Konfigurationsprogrammes (was gewöhnlich mitgeliefert wird) die Sendeleistung oder der Kanal gewechselt werden.

3. Wird das Modul Easyradio verwendet, so muss man bedenken das dieses Modul standardmäßig mit 19200 Baud arbeitet. Da die meisten unserer Beispielprogramme  auf 9600 Baud eingestellt sind, klappt also noch nix. Also am besten Terminalprogramm erst mal auf 19200 Baud einstellen und dann durch einen Befehl auf 9600 Baud umstellen. Also daher am besten vor Inbetriebnahme in die Anleitung des Funkmodules schauen. Man muss gewöhnlich zwei Befehle schicken „ER_CMD#U3 und ACK“ , dann klappt es auch mit 9600 Baud. Alternativ kann man auch ein Tool (LPRS Easy Radio 1.03.exe) zur Konfigurierung verwenden. Dieses Tool bietet meist der Lieferant oder Hersteller des Funkmodules an. .

Das waren eigentlich schon die besonderen Punkte die zu beachten sind. Ansonsten natürlich sauber mit einem 15 – 25 W Lötkolben alles auf der Unterseite verlöten. Grundkenntnisse beim Löten werden empfohlen, da keine SMD-Bauteile verwendet werden ist es aber unproblematisch.

Erläuterung der Anschlüsse, Regler und Kurzschlussbrücken

Power

Spannungsversorgung
Über diese Schraubklemme wird das Board mit Spannung versorgt. Es reicht eine unstabilisierte Gleichspannung von 7 bis ca. 16V aus (bei maximaler Spannung Kühlkörper verwenden)

+ und – sind auf der Platine markiert. Das Board ist jedoch auch gegen ein verpolen geschützt, so das nichts kaputt geht!


JPU

Spannung wählen
Wenn ein EasyRadio-Funkmodul eingesteckt ist, dann muß ein Jumper die Kontakte 2 und 3 kurzschließen. Im anderen Falle muß der Jumper 1 und 2 verbinden.

Dies muss vor der Inbetriebnahme erfolgen, weil hiermit die Spannungsstabilisierung zwischen 3 und 5V umgeschaltet wird.

JP2

SLEEP
Bei Verwendung des Funkmodules RT858F5 oder RT433F5 muss hier Jumper gesteckt werden damit das Modul aktiv ist. Ansonsten würde es im Sleep-Mode nur 3uA benötigen. Statt Jumper kann man hier auch einen Port anschließen (siehe Schaltplan)

BAUD

Baudrate
Bei Verwendung des Funkmodules RT858F5 oder RT433F5 wird durch diese zwei Jumper die Baudrate festgelegt. Wird kein Jumper gesteckt, so ist diese automatisch auf 9600 Baud festgelegt (was wir empfehlen).
Wird Jumper auf Nummer 2 gesteckt, so sind es 19200 Baud. Auf Stellung 3 sind es 38400 Baud.

S1

Ein- und Ausschalter
Über diesen Schalter kann das ganze Board vom Netzteil getrennt werden

RS232

PC kompatible RS232 Schnittstelle
Über ein Adapterkabel kann die serielle Schnittstelle des PC direkt mit dem Board verbunden werden. Dies ist dann sinnvoll, wenn ein Fehler in einem Programmen gesucht wird. Einfache PRINT Anweisungen (falls man mit Bascom programmiert) werden von einem Terminalprogramm angezeigt.

Hier kann Hyperterminal von Windows oder das eingebaute Terminalprogramm von Bascom empfohlen werden.
Die Belegung ist kompatibel zum Roboternetz-Standard, als auch zum Conrad Roboter CCRP5:

Pin 1 RX
Pin 2 GND
Pin 3 TX

Ein geeignetes Anschlusskabel kann schnell selbst angefertigt werden.
Natürlich kann man hier auch einen Controller mit Max-IC anschließen. Praktisch alle Roboternetz-Boards mit der der üblichen 3 poligen RS232 Stiftleiste!

RS232 TTL

RS232 Schnittstelle mit TTL Pegel
Dies ist die RS232 Schnittstelle mit TTL-Pegel, also max. 5V Pegel. Hier lassen sich Controllerboards, die keinen Treiberbaustein wie Max232 besitzen, direkt anschließen

Die TTL- Stiftleiste wird nach Roboternetz-Definition immer 4 polig ausgestattet um Verwechslungen mit der Standard RS232 Stiftleiste zu vermeiden. Verbinden Sie niemals eine 4 polige TTL-Stiftleiste mit einer 3 poligen, dies würde den Controller oder PC beschädigen.

Die Belegung entspricht der Roboternetz-Definition:

Pin 1 RX
Pin 2 TX
Pin 3 GND
Pin 4 +5V (hier nicht benutzt/belegt)

Ein geeignetes Anschlusskabel kann schnell selbst angefertigt werden.
Wichtig: Wenn die TTL-Buchse benutzt wird, dann muss IC1 (MAX3232) aus der IC-Fassung genommen werden.

JP1

Easy Radio Sondersignale
Wird das EasyRadio Funkmodul genutzt, so können über diese Stiftleiste noch zusätzliche Signale abgefasst werden.

Pin 1 GND
Pin 2 RDY
Pin 3 RSY
Pin 4 RSS1 (Feldstärke)

Die Signale sind in der Doku/Datenblatt des Funkmodules ausführlich erläutert. Gewöhnlich braucht man diese nicht, jedoch muss dann ein Jumper zwischen Pin 1 und Pin 2 gesteckt werden.

 

Bauteile Bestückungsliste / Bestellliste

Bestückung falls Funkmodul RT…F5 Funkmodul genutzt wird

Platinenbezeichnung    Beschreibung                         Bestellnummer/Bezugsquelle
BAUD 2x2               Stiftleiste 2x2 polig                Bezugsquelle* Reichelt 
BNC1                   BNC Buchse                           Bezugsquelle* Reichelt 
SMA                    SMA Buchse (optional)
                       falls eine SMA Antenne angeschlossen
                       werden soll) 
C1                     Elko 220uF                           Bezugsquelle* Reichelt
C2                     Elko 0,22uF                          Bezugsquelle* Reichelt 
C3                     Elko 0,22uF                          Bezugsquelle* Reichelt 
C4                     Elko 0,22uF                          Bezugsquelle* Reichelt
C5                     Keramik Kondensator 100n             Bezugsquelle* Reichelt
C6                     unbestückt
C7                     Keramik Kondensator 100n             Bezugsquelle* Reichelt
C8                     unbestückt 
C9                     Elko 0,22uF                          Bezugsquelle* Reichelt 
C10                    Keramik Kondensator                  Bezugsquelle* Reichelt 
C11                    Elko 100uF bis 470 uF                Bezugsquelle* Reichelt 
D2                     Diode BYV 27/200                     Bezugsquelle* Reichelt 
ER1                    unbestückt 
FUNK1                  Wahlweise Funkmodul RT868F5/RT433F5  Bezugsquelle 
IC1                    MAX 3232 CPE                         Bezugsquelle* Reichelt 
IC2                    Spannungsregler 3,3V                 Bezugsquelle* Reichelt 
IC3                    unbestückt 
JP1                    unbestückt 
JP2                    Stiftleiste 2polig                   Bezugsquelle* Reichelt 
JPU                    Stiftleiste 3polig                   Bezugsquelle* Reichelt
LED1                   Leuchdiode Low LED                   Bezugsquelle* Reichelt 
POWER                  Schraubklemme 2 polig                Bezugsquelle* Reichelt
R1                     Metallschichtwiderstand 10k          Bezugsquelle* Reichelt 
R2                     Metallschichtwiderstand 10k          Bezugsquelle* Reichelt 
R3                     Metallschichtwiderstand 10k          Bezugsquelle* Reichelt 
R4                     Widerstand 330 bis 680 Ohm           Bezugsquelle* Reichelt 
R5                     Widerstand 330 bis 680 Ohm           Bezugsquelle* Reichelt 
R6                     Widerstand 330 bis 680 Ohm           Bezugsquelle* Reichelt
RS232TTL               Stiftleiste 4polig                   Bezugsquelle* Reichelt 
RS232_PC1              Stiftleiste 3 polig                  Bezugsquelle* Reichelt
S1                     Umschalter                           Bezugsquelle* Reichelt     
                       Buchsenleiste                        Bezugsquelle* Reichelt 
IC1                    IC Fassung 16 polig                  Bezugsquelle* Reichelt


Alle Angaben ohne Gewähr

 

Bestückung falls Funkmodul EasyRadio  genutzt wird

Platinenbezeichnung    Beschreibung                         Bestellnummer/Bezugsquelle
BAUD 2x2               unbestückt 
BNC1                   BNC Buchse                           UG 1094W1 
SMA                    SMA Buchse (optional)
                       falls eine SMA Antenne angeschlossen
                       werden soll) 
C1                     Elko 220uF                           RAD 220/35 
C2                     Elko 0,22uF                          Rad 0,22/100 
C3                     Elko 0,22uF                          Rad 0,22/100 
C4                     Elko 0,22uF                          Rad 0,22/100 
C5                     Keramik Kondensator 100n             KERKO100N 
C6                     Keramik Kondensator 100n             KERKO100N 
C7                     unbestückt 
C8                     Elko 100uF bis 470uF                 RAD 105 220/16 
C9                     Elko 0,22uF                          Rad 0,22/100 
C10                    Keramik Kondensator                  KERKO100N 
C11                    unbestückt 
D2                     Diode BYV 27/200 
ER1                    Wahlweise Funkmodul ER400TRS 
FUNK1                  unbestückt 
IC1                    MAX 3232 CPE                         MAX 3232 CPE 
IC2                    Spannungsregler 3,3V                 LF 33 CV 
IC3                    Spannungsregler                      78S05 
JP1                    Stiftleiste 4polig                   LU 2,5 MS4 
JP2                    unbestückt 
JPU                    Stiftleiste 3polig                   LU2,5MS3 
LED1                   Leuchdiode Low LED                   3MM 2MA GN 
POWER                  Schraubklemme 2 polig                AKL 101-02 
R1                     unbestückt 
R2                     unbestückt 
R3                     unbestückt 
R4                     Widerstand 330 bis 680 Ohm           METALL 330 
R5                     Widerstand 330 bis 680 Ohm           METALL 330 
R6                     Widerstand 330 bis 680 Ohm           METALL 330 
RS232TTL               Stiftleiste 4polig                   LU 2,5 MS4 
RS232_PC1              Stiftleiste 3 polig                  LU 2,5 MS3 
S1                     Umschalter                           AS500 APC     
IC1                    IC Fassung 16 polig                  GS16


Alle Angaben ohne Gewähr

Beispielprogramm in Bascom Basic

Nachdem Board aufgebaut ist, können wir daran gehen und das Board testen. Am einfachsten ist es Wenn man gleich zwei Funkmodule und Boards RN-FUNK aufgebaut hat. Man steckt  in jeden BNC-Stecker einen isolierten Draht von ca 8 cm Länge als Antenne (nach oben ausrichten falls möglich).

Ein RN-Funk schließt man übe rein RS232-Kabel oder USB-RS232 Adapter an einen PC an. Das zweite verbindet man mit einem Controllerboard. Dann programmieren Sie einfach eine Schleife die Daten mit Print ausgibt.

Bei dem Board RN-Control könnte das so aussehen:

$regfile = "m32def.dat"


$crystal = 16000000 'Quarzfrequenz
$baud = 9600

Print
Print "**** RN-CONTROL 1.4 *****"
Print "Das neue Experimentier- und Roboterboard"
Print "Weitere passende Zusatzboards bei www.robotikhardware.de"
Print

Dim T As Integer
Do
 Print "Test Nummer " ; T
 T = T + 1
 Wait 1
Loop

Über ein Terminalprogramm müssten man nun diese Zahlen empfangen, so als sei das Board direkt mit der RS232-Schnittstelle verbunden.

Klappt es nicht, dann am besten mal den dreipoligen RS232-Stecker beim Funkmodul umdrehen. Es schadet nix wenn Sie diesen einmal falsch herrum aufgesteckt haben. Wenn dieser beim Sender als auch Empfänger richtig herumt, dann sollten Sie die Daten sehen.

Nun kann man sich mit dem sendenden RN-Control Board weiter vom Empfänger entfernen. Sie werden überrascht sein welch hohe Reichweiten erzielt werden.

Soweit war´s das. Alles andere liegt an dem Einfallsreichtum von ihnen. bezüglich Fragen und Anregungen findet man gewöhnlich im Roboternetz-Forum schnell Hilfe..

 

Downloads

  RN-Funk Eagle-Dateien (ZIP)

Empfohlene Leiterplatten Hersteller

 

Weblinks zum Thema

 

 

ACHTUNG! Der Betrieb darf nur in freigegebenen Frequenzbereichen mit der maximal erlaubten Sendeleistung und Sendedauer erfolgen. Bitte entnehmen Sie diese Informationen bei der jeweils zuständigen Behörde. Für Deutschland finden Sie diese Informationen unter www.bundesnetzagentur.de .

Weitere Hinweise

Vor dem Aufbau bitte nachfolgende Hinweise lesen:

Das Projekt unterliegt einer CC-Lizenz - Lizenzhinweis (zum Aufklappen anklicken)

Um ihnen weitgehende Möglichkeiten zum Nutzen der Schaltung einzuräumen, wurde dieses Projekt jetzt unter die CC-Lizenz gestellt. Sie haben So die Möglichkeit die Schaltung beliebig zu verändern oder weiterzugeben. Lediglich die kommerzielle Weitergaben ist nur mit Genehmigung möglich! Genauere Hinweise finden Sie im Lizenztext.

Bei einer Veröffentlichung oder Weitergabe ist nachfolgender Text sichtbar zu übernehmen:


cc_logo310

Projekt (Schaltung & Projektdateien) von Frank ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz.
Über diese Lizenz hinausgehende Erlaubnisse können Sie unter http://www.mikrocontroller-elektronik.de/ erhalten.

Lizenziert wurde das Projekt von: 
www.Roboternetz.de & www.Mikrocontroller-Elektronik.de  -  Autor/User Frank

Dieser Name und diese Webseiten sind bei der Weitergabe stets deutlich sichtbar zu nennen!



Achtung: Es kann keinerlei Garantie für die Fehlerfreiheit der Schaltung oder anderer Projektdateien übernommen werden! Der Nachbau und Betrieb geschieht auf eigene Gefahr! Jegliche Haftung für Schäden oder Verletzungen wird ausgeschlossen! Schadensersatzansprüche, gleich aus welchem Rechtsgrund, sind ausgeschlossen.

Sicherheitshinweise und Haftungsausschluss (zum Aufklappen anklicken)

Dieses Projekt dient vornehmlich für Lehrzwecke und zum Experimentieren. Für den Aufbau sollten ausreichend Elektronik Grundkenntnisse und Kenntnisse bezüglich der Sicherheit (Experimentieren mit Strom und Handhabung gängiger Werkzeuge wie Lötkolben etc.) vorhanden sein. Unter dem Menüpunkt Buchvorstellungen als auch auf der Seite RN-Wissen.de empfehle ich diesbezüglich noch interessante Literatur mit der man sich dies erarbeiten kann. Für Fragen bezüglich Elektronik und Mikrocontroller empfehle ich das Forum: Roboternetz.de

Sicherheitshinweise und Haftungsausschluss
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