433 MHz :un guide complet sur la bande radio sans fil

La communication sans fil permet le transfert d'informations d'un point à un autre sans utiliser de support de transfert tel qu'un conducteur électrique. Un exemple de technologie sans fil est les ondes radio avec des fréquences variables comme 433 MHz.

433Mhz est une bande radio sans fil à faible consommation d'énergie. Comment fonctionnent les appareils compatibles 433 MHz et pourquoi choisir cette technologie plutôt que Z-Wave et Zigbee standard ?

Restez dans le coin pour en savoir plus.

Qu'est-ce que 433 MHz ?

433 MHz est une bande radio sans fil couramment utilisée dans les appareils domestiques compatibles pour envoyer des signaux.

433 MHz appareil

De plus, un système RF 433 Mhz comprend un récepteur et un émetteur qui reçoit et envoie des signaux radio entre deux appareils. En outre, il profite à des applications innovantes telles que les sonnettes sans fil, les portes de garage, la domotique, le contrôle d'accès, etc. 

Qu'est-ce qui constitue une connexion 433 MHz ?

Une connexion 433 MHz comporte trois types d'appareils permettant la communication et ils se composent d'un émetteur, d'un récepteur et d'un émetteur-récepteur.

Modules émetteur et récepteur RF 433 mhz 

Ici, nous présenterons des modules émetteurs et récepteurs RF typiques de 433 MHz.

Tout d'abord, nous avons un émetteur qui relaie les informations sur une fréquence RF de 433 MHz malgré les limitations de bande passante limitées.

Ensuite, il y a un module récepteur qui écoute et reçoit les commandes.

Enfin, l'émetteur-récepteur offre la capacité d'envoyer et de recevoir des signaux, agissant ainsi comme émetteur et récepteur.

Emetteur 433Mhz

Affectation des broches de l'émetteur et du récepteur RF 433 MHz

Maintenant, discutons de la configuration des broches des modules émetteur-récepteur et récepteur.

Émetteur

Broche DATA – La première broche accepte les données numériques nécessaires à la transmission.

Broche VCC – Il agit comme la broche d'alimentation de l'émetteur. Souvent, les tensions continues positives vont de 3,5 V à 12 V. Encore une fois, rappelez-vous que la tension d'alimentation est directement proportionnelle à la sortie RF en ce sens qu'une tension plus élevée entraîne une plus grande plage.

Broche GND – C'est la broche de terre.

Broche d'antenne – Il se connecte à l'antenne externe. Il est conseillé de souder un morceau de fil de soudure de 17,3 cm pour une portée accrue dans la broche.

Destinataire

Broche VCC – C'est l'alimentation du récepteur. Contrairement à un émetteur, 5V est recommandé pour le récepteur.

Broche DATA – Il fonctionne comme la sortie des données numériques reçues. Comme il y a deux broches centrales internes liées ensemble, vous pouvez en choisir une pour la sortie des données.

TERRE – Il agit comme la broche de terre.

Antenne – Bien qu'il ne soit pas marqué, il fonctionne comme une antenne externe. Il se trouve à côté de la petite bobine en bas à gauche du module radio. De même, il faudra un fil à souder de 17,3 cm pour une portée augmentée.

Spécifications et fonctionnalités

Émetteur

Ils incluent ;

• Tout d'abord, il a une portée de transmission de 90 m en espace ouvert et une vitesse inférieure à 10 Kbit/s.
• Ensuite, son erreur de fréquence est au maximum de +150 kHz avec une puissance d'émission de 25 mW et un courant de sortie de 500 mA en crête.
• Troisièmement, sa fréquence de travail est de 433,92 MHz, tandis que son mode de modulation est ASK (Amplitude Shift Keying).
• Son mode de résonance est (SAW). Il a également un courant de travail d'un minimum de 9mA et d'un maximum de moins de 40mA.
• De plus, il a une fréquence IF de 1MHz, un taux de transmission maximum de 300K et une sensibilité typique de 105Dbm.
• Enfin, sa tension de fonctionnement (tension secteur) va de 3 V à 12 V.

Destinataire

Ils sont les suivants ;

• Une sensibilité supérieure à -100 dBm (50 Ω) et une bande passante de 2 MHz.
• Deuxièmement, sa fréquence de travail est également de 433,93 MHz, mais son mode de modulation peut être ASK ou OOK (Of Hook Keying).
• En plus d'être populaire et bon marché, il fournit également une sortie à la broche de données sous une forme codée.
• Vous pouvez modifier sa fréquence en utilisant le nœud disponible.
• De plus, il a une fréquence IF de 1MHz et une sensibilité typique de 105Dbm.
• Enfin, son courant de fonctionnement est au maximum de ≤5,5mA tandis que sa tension de fonctionnement est de 5,0VDC +0,5V.

Principe de fonctionnement

Travail de l'émetteur

Le module émetteur fonctionne à 434 MHz et utilise ASK (plus pratique que la modulation par déplacement de fréquence).

Le module émetteur 433 MHz fonctionne

• Tout d'abord, il passe une entrée série via un MCU, puis utilise RF pour transmettre les signaux.
• Ensuite, un module récepteur à l'autre extrémité de la transmission de données reçoit les signaux transmis.
• Par conséquent, l'application d'une logique basse aux DATA empêche l'oscillateur de générer l'onde RF. Inversement, une logique haute sur la broche DATA permet à l'oscillateur de produire une onde porteuse RF de sortie constante de 433 MHz.

Travail du récepteur

Le module récepteur 433 MHz fonctionne

• Il reçoit les données du signal (fréquence 433 MHz) avant de les envoyer à la broche de données sous une forme codée. Cependant, vous pouvez utiliser un nœud variable pour ajuster/modifier les fréquences de 315 MHz à 433 MHz.
• Un décodeur ou un microcontrôleur décodera et visualisera plus tard le signal de données.
• Enfin, il possède des amplificateurs opérationnels et des circuits accordés RF qui amplifient l'onde porteuse établie de l'émetteur. Ensuite, le signal amplifié entre dans la boucle à verrouillage de phase avant de procéder au décodage. Il produit désormais un flux de sortie avec moins de bruit de fond.

Application de 433,92 MHz

• Appareils radars gouvernementaux,
• Satellites amateurs,
• Mise en réseau de machines énergétiques,
• Radio amateur/amateur comme DX, téléphonie (SSB), Morse (CW), messagerie vocale numérique (DV),
• Appareils RFID
• Dispositifs de contrôle à distance tels que capteurs domestiques, interrupteurs sans fil, stores télécommandés,

(capteur infrarouge)

• Instruments sans fil, et
• IdO (Internet des objets)

Avantages et inconvénients du 433,92 MHz

Avantages

Certains des avantages de 433 MHz sont ;

Consomme peu d'énergie

Comparé à d'autres standards domotiques tels que Zigbee ou Z-wave, le 433MHz consomme relativement peu d'énergie. Ainsi, il est idéal pour les appareils fonctionnant sur batterie comme les boutons ou les capteurs sans fil.

Une longue portée sans fil

Deuxièmement, son avantage par rapport à l'infrarouge dans la télécommande est que les murs ne peuvent pas le bloquer puisqu'il s'agit d'une technologie radio. Par exemple, lorsque vous êtes dans une autre partie de la maison mais que vous contrôlez un volet roulant motorisé, rien ne gênera le signal radio.

De plus, il a une fréquence inférieure par rapport au Wi-Fi (2,4/5,8 GHz), Zigbee (2,4 GHz) ou Z-wave (868-928 MHz). Cela signifie que sa gamme de fréquences point à point de 433 MHz est un exploit significatif.

Economique

Les fabricants trouvent ces appareils faciles à mettre en œuvre dans les produits de maison intelligente, ce qui explique pourquoi ils se vendent facilement et plus rapidement.

Inconvénients

Les inconvénients à considérer avant l'achat incluent ;

Récepteur/Émetteur requis

Malheureusement, 433 MHz n'aura pas de communication directe avec votre PC ou votre téléphone car ils n'ont pas d'antenne dédiée. Cependant, il possède une fonctionnalité similaire aux normes premium, par exemple, Z-Wave et Zigbee.

Manque de réseau maillé

Généralement, le réseau maillé permet aux appareils de relayer les signaux destinés à d'autres nœuds de réseau lorsqu'ils fonctionnent avec une technologie similaire. De plus, si vous ajoutez plus de nœuds, la fiabilité de votre réseau s'améliore.

Malheureusement, les appareils 433 MHz ne peuvent pas construire un réseau maillé. Dans ce cas, nous recommandons Z-wave ou Zigbee car ils ont la fonctionnalité.

Ce n'est pas si intelligent

La technologie 433MHz est basique/minimale car elle a un signal unidirectionnel (réception ou émission). Par conséquent, vous devrez supposer qu'il a sélectionné un signal et l'a exécuté car il ne confirme pas les commandes du signal. Certains appareils, en particulier les capteurs, peuvent être moins fiables que les normes Z-Wave et Zigbee.

De plus, les appareils sous le module 433 MHz ne donnent aucune information sur leur consommation d'énergie ou l'état de la batterie. Et donc, vous devrez vérifier le niveau de tension de la batterie à l'aide d'une broche analogique.

Tutoriel de configuration 433 MHz :  connectez l'émetteur et le récepteur RF à l'Arduino UNO

Travaillons maintenant sur un projet utilisant le 433MHz compatible chargeur.

Composants requis

• Support de batterie,
• Câbles volants,
• Banque d'alimentation,
• Petite planche à pain,
• TFT couleur 1,8",
• DHT22,
• Kit RF 433 MHz, et
• Arduino UNO pas cher

Schéma de l'émetteur

Les connexions des broches entre les composants et Arduino sont les suivantes :

Code Arduino — pour les émetteurs RF 433 MHz

Vous trouverez ci-dessous un résumé du code du récepteur utilisant l'interface IDE Arduino.

Schéma récepteur

Les connexions des broches sont dans l'affichage ci-dessous ;

Code Arduino — pour les récepteurs RF 433 MHz

Vous trouverez ci-dessous un résumé du code du récepteur utilisant l'interface IDE Arduino.

Comment améliorer la portée du module RF 433 MHz ?

L'antenne utilisée pour le récepteur et l'émetteur influence grandement la portée obtenue avec les deux modules RF. Vous communiqueriez sur une distance de 1m sans l'antenne.

Dans les espaces ouverts (à l'extérieur), vous pouvez communiquer sur une distance de 50 m avec une excellente conception d'antenne. Cependant, les portées de signal à l'intérieur seront un peu faibles.

Un simple morceau de fil unipolaire suffit pour construire une antenne appropriée pour le récepteur et l'émetteur, alors ne le compliquez pas. De plus, maintenez la longueur de l'antenne car le diamètre n'est pas aussi important. Une antenne efficace a une longueur similaire à la longueur d'onde pour laquelle vous l'utilisez alors. Une antenne quart d'onde est préférable.

Le calcul de la longueur d'onde d'une fréquence est noté ;

Application pratique dans les airs ;

Vitesse de transmission =Vitesse de la lumière (soit 299 792 458 m/s)

Fréquence d'émission =433MHz

Par conséquent ;

Comme nous l'avons vu, une antenne de 69,24 cm (bande arrondie à 70 centimètres) est longue et peu pratique. Ainsi, une antenne hélicoïdale quart d'onde d'environ 6,8 pouces ou 17,3 cm est idyllique.

Conclusion

En bref, la bande radiofréquence (RF) 433 MHz est un appareil radio économique, doté d'un réseau à faible consommation d'énergie et d'une capacité sans fil.

Nous espérons que vous êtes maintenant un jour plus sage sur les appareils 433 MHz. Cependant, si vous avez encore des questions, vous pouvez nous contacter.