Disponibilizo aqui neste artigo, algumas informações e experiências utilizando os módulos transmissor RT4 e receptor RR3, fabricados pela empresa Italiana Telecontrolli (www.telecontrolli.com). Os módulos produzidos pela Telecontrolli já são um padrão de mercado, são utilizados como componentes básicos para a construção de dispositivos como: sistema de alarme para carros, sistema de segurança residencial, controle remoto para abertura e fechamento de portões, controles para ligar e desligar luzes, dispositivos sensores, aquisição de dados, robótica e controle em geral. Enfim, um prato cheio para a construção de dispositivos domóticos e robóticos.
       Os módulos RT4 e RR3 têem alcance de até 100m sem obstáculos, desde que a antena e a fonte de alimentação do transmissor sigam as recomendações técnicas do fabricante. Esses módulos já saem de fábrica regulados através de tecnologia à Laser, dispensando qualquer tipo de regulagem por parte do desenvolvedor.
       Os módulos RT4 e RR3 trabalham nas faixas de freqüências de: 315MHz, 418MHz e 433,92MHz. Os módulos utilizados para criar nosso projeto trabalham na freqüência de 433,92MHz. Você pode escolher usar outros módulos com uma das freqüências citadas acima, mas o par (RT4 e RR3) deve ter freqüências idênticas para que possa haver uma comunicação entre o transmissor e receptor.
       A largura de banda (para a transferência dos dados) do módulo RT4 é de 4KHz, já a do módulo RR3 é de 2KHz. Portanto, para que o módulo receptor RR3 consiga receber os dados corretamente, o transmissor RT4 deverá se limitar a transmitir os dados numa taxa inferior ou igual a 2KHz.
       Para que possamos transmitir dados de forma digital e seguindo um determinado padrão através da portadora dos módulos RF RT4 e RR3, utilizamos os famosos e úteis CIs MC145026 (Encoder) e MC145027 (Decoder), fabricados pela Motorola.
       Este artigo, além de demonstrar a utilização dos módulos RT4 e RR3 na prática, aproveita para divulgar um controle remoto sem fio conectado a Porta Paralela controlado por um programa, onde poderemos ligar e desligar até 8 dispositivos independente um do outro.

       Na figura acima, vemos as fotos dos módulos transmissor RT4, e receptor RR3, ambos devem operar no mesmo espectro de freqüência. Optamos em usar os módulos com freqüência de 433,92MHz por serem encontrados com mais facilidade no mercado nacional.

Cálculo da antena de 1/4 de onda

       O comprimento preciso da antena é muito importante para que se possa obter um bom alcance, entre o módulo transmissor e o receptor. Para um módulo que trabalha na freqüência de 433,92MHz, pode ser usado um fio rígido de cobre (26AWG) como antena, de comprimento igual a 17,5 cm.
       Para maiores informações sobre antena, acesse o tutorial escrito por Kent Smitch: antenna.pdf.

- Comprimento da antena em centímetros:
Comprimento = 7500 / Freqüência em MHz.
Comprimento = 7500 / 433,92.
Comprimento = 17,5 cm.

- Comprimento da antena em polegadas:
Comprimento = 2952 / Freqüência em MHz.
Comprimento = 2952 / 433,92.
Comprimento = 6,8 in.

Data Sheets

Módulos RT4 e RR3
http://www.telecontrolli.com/pdf/receiver/rr3.pdf
http://www.telecontrolli.com/pdf/transmitter/rt4.pdf

Onde encontrar os módulos RT4 e RR3
http://www.acpcomponentes.com.br

Figura 2 - Layout dos CIs MC145026 e MC145027

Data Sheets

Encoder/Decoders MC145026/27/28
http://www.freescale.com/files/rf_if/doc/data_sheet/MC145026.pdf

Figura 3 - Teste de transmissão entre o Encoder e o Decoder

       Antes de conectar os módulos RT4 e RR3 ao circuito, é interessante verificar se o encoder e o decoder estão oscilando na mesma freqüência. Para isso, enderece igualmente os pinos A1 a A5 tanto no encoder como no decoder. No pino 11 (VT-Valid Transmission) do decoder conecte um resistor de 470 ohm e um LED. Para testar se há um sincronismo entre os CIs, leve o pino 14 (TE- Transmit Enable) do MC145026 ao nível baixo (0v), ao fazer isso, o LED conectado ao pino VT do MC145027 deverá acender.
       Se desejar um teste mais elaborado, codifique as entradas de dados (D6-D9) do MC145026 e conecte LEDs aos pinos de dados (D6-D9) do MC145027, ao levar o pino TE a nível baixo (0v) os LEDs conectados aos pinos de dados do MC145027, deverão se acender conforme a combinação feita nos pinos de dados do MC145026. Dessa forma você estará certo de que o par encoder e decoder está em sincronismo, funcionando corretamente. Depois é só acrescentar os módulos RT4 e RR3 ao circuito e testar o sistema completo.

Informações

       O CI MC145026 pode combinar até 19.683 endereços no modo trinário (0, 1 e aberto), usando os pinos (A1,A2,A3,A4,A5,D6,D7,D8 e D9), e 512 endereços no modo binário (0 e 1).
       Se forem usados somente os pinos A1,A2,A3,A4 e A5, é possível combinar até 243endereços no modo trinário e, 32 endereços no modo binário. Dessa forma, os pinos D6,D7,D8 e D9 são utilizados para transmissão de dados, sendo possível combinar 16 valores diferentes e enviá-los para o decoder MC145027.
       Há também um outro decoder da Motorola, o MC145028 que usa os 9 pinos (A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8 e A9) todos para endereçamento tanto no modo binário como no modo trinário, esse decoder é mais utilizado para chavear endereços de controle remoto, possibilitando no máximo 19.683 endereços diferentes.

Tensão de trabalho dos decoders e encoder

       O CI encoder MC145026 pode trabalhar numa faixa de tensão de 2,5 a 18V. Já os decoders MC145027 e MC145028 trabalham entre 4,5 a 18V.

Tensão de trabalho dos módulos RT4 e RR3

       O módulo receptor RR3 pode trabalhar numa faixa de tensão que vai de 4,5 a 5.5V. Já o módulo transmissor RT4 trabalha entre 2,0 a 14,0V.

Figura 4 - Animação: Modulação da mensagem través da portadora de RF

       A animação acima mostra a transmissão dos dados digitais entre os pares MC145026/RT4 e RR3/MC145027. Veja que o encoder MC145026 envia os bits de endereço/dados serialmente para o módulo transmissor assim que o pino TE tenha sido levado a nível baixo (0v). Por sua vez, o módulo RT4 transmite os bits modulados através da portadora de Rádio Freqüência. O módulo RR3 captura os dados e repassa-os para o decoder MC145027 que faz uma comparação nos bits do endereço recebido com os bits do endereço de sua própria configuração. Se os endereços forem iguais, os bits de dados ficam disponíveis nos pinos (D6,D7,D8 e D9) e o pino VT é levado a nível alto (1). O pino VT só permanece ativo por um instante informando que um dado foi reconhecido e está disponível. Já os pinos dos dados retém a última informação. Isso é possível porque estes pinos estão ligados a um latch (um tipo de memória volátil elementar). Esses dados permanecem no latch até que um novo dado seja enviado e aceito, ou a alimentação da fonte seja interrompida.

f osc (kHz)	RTC	CTC'	Rs	R1	C1	R2	C2
362	10 k	120 pF	20 k	10 k	470 pF	100 k	910 pF
181	10 k	240 pF	20 k	10 k	910 pF	100 k	1800 pF
88.7	10 k	490 pF	20 k	10 k	2000 pF	100 k	3900 pF
42.6	10 k	1020 pF	20 k	10 k	3900 pF	100 k	7500 pF
21.5	10 k	2020 pF	20 k	10 k	8200 pF	100 k	0.015 F
8.53	10 k	5100 pF	20 k	10 k	0.02 F	200 k	0.02 F
1.71	50 k	5100 pF	100 k	50 k	0.02 F	200 k	0.1 F

1.71

50 k

5100 pF

100 k

50 k

0.02 F

200 k

0.1 F

       Para que os CIs MC145026/27 trabalhem conforme o esperado, é importante escolhermos os valores dos capacitores e resistores mostrados na tabela acima, elaborada pelo fabricante. Observem a primeira coluna da tabela, lá se encontram as freqüências, e nas demais colunas, os valores dos componentes (resistores e capacitores) necessários para produzi-las.
       Aqui no nosso projeto, escolhemos a freqüência de 1.71KHz (última linha da tabela). Não escolhemos por à caso essa freqüência, mas porque é a única freqüência da tabela que não excede o limite da banda passante do módulo receptor RR3, que é de 2KHz.
       Para facilitar a aquisição dos componentes no mercado, o resistor de 50K ohm pode ser substituído por um de 51K ohm, o capacitor de 5100pF pode ser substituído por um de 5,6nF (poliéster). Para ficar mais legível, as medidas dos capacitores C1 e C2 formam convertidas de micro para nano, conforme mostra a tabela abaixo.

Figura 5 - Foto do módulo receptor

       A figura acima exibe a foto do circuito receptor confeccionado numa placa de circuito impresso padrão. Para testes, pode ser montado numa Proto board.

       O circuito acima utiliza dois decoders MC145027 para poder disponibilizar 8 bits de saída. Se desejar controlar somente 4 saídas, elimine o arranjo de componentes MC145027 (2).
       Observe o endereçamento dos MC145027 (1) e (2), são diferentes.
       Os LEDs podem ser substituídos por drivers se você desejar controlar cargas de potência.

Figura 7- Foto do módulo transmissor

       A figura acima exibe a foto do transmissor RT4 confeccionado numa placa de circuito impresso padrão.

Figura 8 - Descrição dos pinos do módulo transmissor RT4

       A foto acima mostra a face superior do módulo RT4 e a descrição de cada pino.

       A figura acima exibe o circuito completo do transmissor conectado à Porta Paralela através do buffer 74LS244.
       No decoder MC145027 o pino 2 (A2) deve ficar em aberto (trinário). O pino 5 (A5) está conectado ao buffer e, por sua vez, à Porta Paralela, é através desse pino que o software muda o endereço, alternando A5 entre os níveis 0 e 1.

Figura 10 - Programa 1	Figura 11 - Programa 2

       No Programa 1, mostrado acima na Figura 10, os botões Dispositivo 1 a Dispositivo 8, estão respectivamente associados às saídas B0 a B7 conectadas ao MC145027(1) e ao MC145027(2).
       No Programa 2, mostrado acima na Figura 11, os botões seta para: baixo, cima, direita e esquerda, estão respectivamente associados às saídas B0 a B3 conectadas ao MC145027(1), e os botões Dispositivo 1 a Dispositivo 4, estão respectivamente associados às saídas B4 a B7 conectadas ao MC145027(2).

 
 

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