Arduino Tutorial 37: 433 MHz Sender & Empfänger

In diesem Tutorial möchte ich den 433MHz Funksender & Empfänger erläutern.

Ich hatte bereits ein Set mit einer Fernbedienung im Tutorial Arduino Lektion 34: 433MHz Funksender erläuter. Jedoch war der Sender eine Fernbedienung. In diesem Tutorial wird der Sender durch einen Microcontroller gesteuert.

Technische Daten

Sender

• Abmaße – 19 mm x 19 mm
• Betriebsspannung – 3,5V bis 12V
• Sendeleistung – 10 mW
• Reichweite – 20 m bis 200 m (je nach Umgebung und Spannung)
• Betriebsart – AM
• Empfangsfrequenz – 433 MHz

Empfänger

• Abmaße – 30 mm x 14,7 mm
• Betriebsspannung – 5V
• Empfängerempfindlichkeit –  -105 dB
• Sendefrequenz – 433,92 MHz

Schaltplan

Sender

Der Sender verfügt über 3 Anschlüsse welche mit dem Arduino UNO wie folgt verbunden werden.

Sender	Arduino UNO
GND	Ground
VCC	5V
Data	digitaler PIN 9

Empfänger

Der Empfänger verfügt über 4 PINs, von denen „nur“ 3 mit dem Arduino wie folgt verbunden werden.

Sender	Arduino UNO
GND	Ground
VCC	5V
Data*	digitaler PIN 2

Drahtantenne

Der Sender und Empfänger verfügt jeweils über einen Lötpunkt zum Anschluss einer Drahtantenne, welche man selber ganz leicht erzeugen kann.

Quellcode

Für den nachfolgenden Quellcode wird die Bibliothek RCSwitch benötigt, diese kann vom GitHub Repository  https://github.com/sui77/rc-switch geladen werden.

Zuerst fangen wir mit einem einfachen Beispiel an. Es soll „nur“ eine Dezimalzahl gesendet und empfangen werden. Dazu benötigt man jeweils einmal den Sender und Empfänger und zwei Mikrocontroller.
Ich nutze in diesem Beispiel zweimal den Arduino UNO.

Sender

#include <RCSwitch.h>

RCSwitch rcSwitch = RCSwitch(); 

void setup() {
  // Sendemodul an dem digitalen PIN 9 angeschlossen.
  rcSwitch.enableTransmit(10);
}
void loop() {
  // Senden der Zeichenkette "Hallo Welt!"
  rcSwitch.send(9876,24);
  //Pause von 1sek.
  delay(1000);
}

Empfänger

#include <RCSwitch.h>

RCSwitch rcSwitch = RCSwitch();

void setup() {
  Serial.begin(9600); //Begin der seriellen Kommunikation mit 9600 baud.
  // Empfängermodul ist am digitalen PIN 2 angeschlossen
  // dies ist der Interrupt-Pin "0".
  rcSwitch.enableReceive(0);
}

void loop() {
  if (rcSwitch.available()){ //Wenn Daten verfügbar sind.
    //Ausgabe des aktuellen Zeitstempels (seitdem der Arduino gestartet wurde).
    Serial.print("[");
    Serial.print(millis());
    Serial.print("] - ");
    //Ausgabe des gelesenen Wertes
    Serial.println( rcSwitch.getReceivedValue() );
    
    //Zurücksetzen des Empfängers.
    rcSwitch.resetAvailable();
  }
}

Das Senden einer einfachen Dezimalzahl ist mit der Funktion rcSwitch.send(Zahl, Bitlänge) ziemlich einfach. Anders sieht es aus wenn man eine Zeichenkette senden möchte, hier muss man die Zeichenkette zuerst in einzelne Charakter zerlegen und diese wiederum in Bytecode darstellen.

Reichweite

Die Reichweite des Senders und Empfängers ist mit 20 m bis 200 m angegeben, jedoch fließen hier folgende Faktoren mit ein:

• Spannung,
• Temperatur,
• Störungsquellen (andere Funkstationen),
• u. v. a. m.

Ich habe nun auf freiem Feld den Abstand gemessen.
Folgende mögliche Störungsquellen waren gegeben:

• Handy,
• Strommast (ca. 115 m entfernt),
• Siedlung (ca. 250 m entfernt),
• Temperatur  5 °C

Der Sender bzw. der Arduino UNO am Sendemodul wurde mit einer 9V Blockbatterie betrieben, der Empfänger wurde mit einer Powerbank betrieben, beide Geräte befanden sich jeweils in einem Kunststoffgehäuse.

Es wurde eine maximale Reichweite von 23 m erreicht.