Abb.1 und Abb.1a Funkmodul HC-11 ( HC-12 sieht sehr
ähnlich aus ) und Beispiel für Signalspektrum ( Bw ca. 40 KHz
)
Die Funkbausteine stellen serielle asynchrone Datenschnittstellen (
TTL-UART ) mit standardmäßig 9600bps bereit, womit sich eine
Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten ergeben. Als Einsatzbeispiele
seien genannt:
* drahtlose Übertragung von Telemetriedaten ( z.B. auch
von GPS-Daten )
* drahtlose Übertragung von Textdaten
* drahtloses Fernschalten
So können die Funkbausteine beispielsweise direkt mit
Bluetoothbausteinen wie den "HC-06" [5] oder auch USB zu
Seriell-Wandlern wie dem UM2102N [6] von ELV zusammengeschaltet werden.
Da UHF-Funk- und Bluetoothbausteine mit weitgehend identischen
seriellen Schnittstellenparametern ausgeliefert werden, sind dazu in
den meisten Fällen nicht einmal zusätzliche
Konfigurationsmaßnahmen zu treffen.
Abb.2 Zusammenschaltung von
UHF-Funkmodul und Bluetoothmodul
( GPS- )
Telemetriedatenübertragung
Abb.3 Anordnung zur
Fernübertragung von GPS-NMEA-Daten ( mit Weiterleitug via BT )
Die Nutzungmöglichkeiten sind sehr vielfälltig. An
einem Anwendungsbeispiel sollen sie im Folgenden beschrieben werden. So
hatte mir unlängst ein OM geschrieben, der sein Shack im Keller
hat und auch dort lokale GPS-Daten auswerten wollte. Daraufhin schlug
ich ihm eine Verwendung der Bausteine HC-11 oder HC-12 vor. Ich hatte
es
vorher selbst noch nicht ausprobiert und ursprüngliche auch
Bedenken hinsichtlich Übertragbarkeit der doch in relativ
großer Menge in sekündlicher Folge anliegenden NMEA-Daten.
Diese Bedenken erwiesen sich dann aber als unbegründet. Nachdem
der serielle 9600bps-Ausgang eines GPS-Moduls ( TTL-Pegel ) direkt mit
dem Sendeeingang eines HC-11-Moduls verbunden war ( Abb.3 ) , konnte
das gesamte
Datengemisch auch wieder dem Ausgang eines zweiten Funkmoduls entnommen
werden ( Abb.4 ).
Abb.4
NMEA-Ausgangsgemisch nach Übertragung via HC-11/HC-12 und
BT-Weiterleitung zum Terminalprogramm
In diesem Zusammenhang würde noch eine Lösung interessant
sein, mit der es gelänge, mithilfe der verfügbaren NMEA-Daten
stabile Referenzfrequenzen von z.B. 1 Hz oder 10 MHz zu erzeugen.
bidirektionaler Austausch
von Textdaten
Die Bausteine HC-11 und
HC-12 bieten sich in hervorragender Weise auch zum bidirektionalen
Textaustausch zwischen z.B. PC's oder Smartphones/Tablets an.
Überall dort, wo z.B. eine direkte Bluetoothverbindung an ihre
Reichweitengrenzen stößt, kann die überbrückbare
Funkdistanz mit Hilfe der Funkbausteine deutlich erweitert werden.
Das Ganze sollte mit zwei Android-Smartphones getestet werden, wobei
die Textein- und Ausgabe mitthilfe von Standard-Terminalprogrammen (
siehe weiter unten: ** )
erfolgen sollte
Abb.5
Blockschaltbild für Textübertragungen bei Verwendung von
UHF-Funkmoduln wie HC-11 oder HC-12
Abb.5 zeigt die realisierte Anordnung. Dabei wurden beide
ANDROID-Endgeräte direkt mit je einem Bluetoothmodul des Typs
HC-06 verbunden. Anschliessend waren ausgehend von ihnen jeweils
Verbindungen zu den zugehörigen HC-06-Moduln aufzubauen. Vorher
musste allerdings noch auf beiden Seiten ein einmaliges Pairing (
Kennenlernen ) ( siehe dazu weiter unten unter * ) zwischen
Androiden und BT-Modul stattgefunden
haben. Sind die BT-Verbindungen auf beiden Seiten aufgebaut, kann unter
Verwendung der uns schon bekannten Terminalprogramme mit dem
Textaustausch begonnen werden.
Fernschalten
Serielle Daten sind u.a. auch zur
Übertragung von Befehlen geeignet, die ein Fernschalten von z.B.
Relais ermöglichen. Auf einer anderen Seite [7] hatte ich dazu
auch bereits in Verbindung mit LoRa-Bausteinen geschrieben, so diese
mit einer UART-Schnittstelle ausgestattet sind. Das dort Gesagte gilt
grundsätzlich auch für die Verwendung von Bausteinen wie
HC-11 und HC-12. Ein wichtiger Unterschied besteht allerdings darin,
dass LoRa-Verbindungen einen bei etwa 20db liegenden zusätzlichen
Systemgewinn bringen, was bei bei vergleichbaren Sendeleistungen
deutlich bessere Funkreichweiten ermöglicht.
mögliche Funkreichweiten
An dieser Stelle kommt
üblicherweise die Frage nach den mithilfe der UHF-Funkbausteine
erzielbaren Funkreichweiten. Dazu kann nur soviel gesagt werden, dass
diese Werte natürlich sendeleistungs-, aber auch gelände- und
antennenabhängig sind, wobei im offenen Gelände durchaus mit
Reichweiten von einigen Hundert Metern gerechnet werden kann.
Die in den Datenblättern angegebenen Werte halte ich ( zumal bei
Verwendug der mitgelieferten, wenig optimalen Antennen ) dabei für
mehr als optimistisch. Zum Thema Antennen hatte ich mich aber auch
schon einmal in [8] ausgelassen.
* Umgang mit Bluetoothmoduln
Um mit Bluetoothmoduln
arbeiten zu können, müssen diese in einem über das
Menü der Smartphones erreichbaren Verzeichnis angemeldet worden
sein. Melden wir dabei z.B. mehrere HC-06 an, so werden sich alle unter
gleichem Namen identifizieren, was später zu Irritationen
führen kann. Daher ist es dringend zu empfehlen,
Namensgleichheiten zu vermeiden.
Zur Umbenennung sind die BT-Moduln mit einem "USB zu
Seriell-TTL-Adapter" ( z.B. [6] ) zu verbinden, wobei
RxD/TxD-Anschlüsse
gekreuzt und dazu Masse, sowie Versorgungsspannung 3-5V anzuschliessen
sind. Via USB sind die Adapter mit einem PC mit aktiviertem
Terminalprogramm ( z.B. HTerm ) zu verbinden. In dessen Menü sind
der verwendete Com-Port und die benutze Baudrate 9600bps
anzuwählen. Anschliessend ist die CONNECT-Taste zu betätigen.
Weiterhin ist sicherzustellen, dass die folgenden Datenaussendungen
daei OHNE
zusätzliche CR- und LF-Charaktäre erfolgen.
Bei funktionierender Datenverbindung werden die Bluetoothmoduln nach
Empfang der Zeichenfolge "AT" mit "OK" antworten. Durch Aussendung von
"AT+NAME und ( nach einer Leerstelle ) dem gewünschten
neuen
Namens, lässt sich bewirken, dass sich die BT-Moduln fortan unter
diesem beuen Namen melden. Erfolgreiche Umbenennungen werden von den
Moduln quittiert.
** Textein- und -ausgaben
mithilfe standardmäßiger Terminalprogramme
Zur Anzeige empfangener und
Eingabe abzusendener Texte eignen sich herkömliche
Terminalprogramme mit Bluetoothschittstelle. Eine entsprechende Auswahl
ist im ANDROID PlayStore verfügbar. Dabei hat sich
allerdings herausgestellt, dass nicht alle bereitstehenden APP's
für den beabsichtigten Einsatzzweck gleich gut geeignet sind.
Auszusendende
Texte werden üblicherweise vorgeschrieben und erst nach
Betätigung einer SEND-Taste übertragen. Um auf der
Empfangsseite auch das Ende übermittelter Nachrichten erkennen zu
können, ist es wichtig, auf der Geberseite entsprechende
Endzeichen hinzuzufügen. Dabei handelt es sich üblicherweise
um den ASCII-Character 13 bzw. 0x0D in Hex-Schreibweise. In
Programmcodes findet man dafür auch häufig die Zeichenfolge:
'\r'. Leider tun sich einige Terminalprogramme nun aber schwer mit dem
Anhängen dieser Zeichen, so dass sie danach für unsere
Anwendung kaum noch infrage kommen.
Ein Terminalprogramm, bei dem das genannte Problem nicht besteht und
welches auch ansonsten alle meine Wünsche erfüllte, stammt
von Kai Morich und ist unter dem Namen "Serial Bluetooth Terminal"
aus dem Play-Store herunterladbar. Mit seinem gelben RS232-Stecker als
Logo lässt es sich dabei auch leicht finden.
HC-11/HC-12-Defaultwerte (
Lieferzustand ) und Änderung der Einstellungen
ser.
Datenrate:
9600bps
Schnittstellenparameter: 8N1
Betriebsfrequenz:
Ch.001 = 433.4 MHz ( möglich:
Ch.001-Ch.100 im 400 KHz-Raster )
Sendeleistung (HC-12): 17dBm =
50mW
Betriebsmodus:
FU3
Näheres hierzu und Hinweise zur Änderung der Einstellungen
sind den entsprechenden Datenblättern: [1], [3] zu
entnehmen