Module de communication UHF HC 12 (Brouillon en cours de rédaction) |
Maj : 23/09/15
Abstract :
Résumé : |
Le ESP32 possède WiFi et Bluetooth en 2.4 GHz, mais si l’on veut faire communiquer un Arduino quelconque, un vieux UNO, un excellent STM32, etc.., qui ne possèdent pas de 2.4 GHz, il faut rajouter un module de communication.
La page Balise radio
pour système domotique montre les choix possibles, cette page est consacrée au HC12 qui travaille en UHF vers 433 MHz.
Particularités
+ Bidirectionnel 9600 bauds
+ Nombreux canaux possibles (une centaine)
+ Faible coût (15 € les 5 en Chine)
+ Puissance réglable
+ Grande portée et très fiable
- Consommation élevée pour des balises autonomes à grande autonomie, c'est un gros problème.
Le pack logiciel <HC12> comprend aussi le programme basique simpliste que vous trouverez copié-collé partout, il n’est pas original mais vous permet de faire un premier test immédiat pour voir que vos deux HC12 se parlent via le clavier. S’ils sont à petite distance, pendant ce test, il est inutile de souder les antennes pour le moment.
L’émetteur et le récepteur connaissent le format de la structure commune et se comprennent. |
struct Data |
Trois caractères seulement, petite curiosité
Comme tout le monde, lors de mes premiers tests des HC12, j’ai utilisé le programme minimaliste en mode console. Ce que l’on tape dans une fenêtre ressort sur l’autre.
Surprise, seuls les trois premiers caractères passaient !
Par habitude, j’avais initialisé : Serial.begin(115200), alors que l’exemple donnait 9600… Testez diverses vitesses, c’est amusant!
Dans l'exemple de structure précédent, supposons que le texte contient 7 caractères. Nous calculons donc une longueur de trame de 7 + 4 + 2 + 1 + 1, soit 15 bytes. Le programme <DataSize.ino> dans le pack, montre le nombre de bytes suivant les microcontrôleurs. Tableau résumé : |
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Quand le HC12 est utilisé dans une balise autonome alimentée par un petit accumulateur, la consommation est primordiale. C’est le problème de ce composant.
Dès que la trame a été envoyée, il est mis en mode sommeil, mais le réveil est long et pendant tout ce temps le microcontrôleur reste à pleine consommation.
Détail du bilan énergétique :
à compléter
Si vous souhaitez comprendre le fonctionnement d'une antenne sans avoir à étudier sa théorie complexe, vous pouvez utiliser un simulateur d'antenne tel que MMANA-GAL. Cet outil est simple, gratuit, facile à prendre en main et permet de simuler une antenne avec une grande précision (liens en page NanoVNA : ).
Le diagramme de rayonnement d'une antenne est très important, car l'énergie est répartie de manière très différente selon la géométrie choisie. Pour simplifier, on peut comparer cela à un phare qui concentre l'énergie d'une petite lampe dans un faisceau fin et puissant grâce à une lentille de Fresnel. Un simple brin d'antenne est omnidirectionnel, tandis que les antennes multi-éléments sont directives.
Lorsque l'on construit une antenne, le passage du prototype à l'analyseur de spectre (voir SignalHound ) ou de réseau vectoriel (voir NanoVNA : ) montre les multiples choix possibles en fonction de la disposition du plan de masse, de la polarisation (horizontale, verticale, circulaire...) et de la géométrie choisie. En plus de la raie calculée, de nombreuses autres apparaissent liées aux divers modes de résonance, et le rapport d'ondes stationnaires (ROS) est souvent décevant...
Si l'antenne est très pointue, elle résonnera sur la fréquence souhaitée, mais le moindre glissement de fréquence réduira considérablement son rendement. Si la géométrie de l'antenne privilégie une large bande passante, le gain sera faible. Un fil sera à bande étroite, la bande s'élargissant avec l'élargissement de la largeur de l'antenne. Pendant les mesures, la proximité d'objets (comme la main) entraînera des modifications profondes des courbes.
Deux matériels complémentaires ont été utilisés
L'analyseur scalaire SignalHound Voir sa page : Le SignalHound TGA124A est le générateur de tracking 12.4 GHz. Il attaque un double inverseur coaxial 18 GHz pour configurer le coupleur directif en direct ou inverse. |
L'analyseur de réseau vectoriel NanoVNA F-V2 Voir sa page :
Il est limité à 3 GHz, mais il coute 40 fois moins cher que le SignalHound ce qui en fait un remarquable rapport Performances/Prix.
Les tests d'antennes pour HC12
Les explications des courbes sont données dans la page de l'analyseur de réseau vectoriel NanoVNA F-V2 , à consulter pour plus de détails sur les mesures.
Il vaudra mieux utiliser ces simples bouts de fil pour augmenter très sensiblement la portée !!
Cette page veut rester simple. Il existe de nombreux documents sur le Net, à creuser si le sujet vous intéresse.
N’hésitez pas à m’envoyer vos remarques sur le fond (parties à compléter ou à modifier), et sur la forme (fautes de frappe…).
(Brouillon en cours de rédaction)
Classe de base Fichiers ino |
Mise à jour 230417 |