PIC16F13145 Mikrodenetleyici ile Ucuz Kablosuz Telemetri
Platformumuzdaki en çok okunan ve popüler makaleleri görmek için Trendler bölümüne geçebilirsiniz.
PIC16F13145 mikrodenetleyicisi, fiyatı bir doların altında olan ve konfigüre edilebilir mantık blokları (Configurable Logic Blocks - CLB) içeren bir mikrodenetleyicidir. Bu özellik, FPGA'lardaki gibi mantık bloklarının yeniden programlanabilmesini sağlar ve bu sayede Arduino gibi daha pahalı ve daha az yetenekli mikrodenetleyicilere kıyasla farklı uygulamalara olanak tanır.
Projenin Temel Çalışma Prensibi
Bu projede, PIC16F13145 Curiosity Nano geliştirme kartı kullanılarak harici donanım olmadan dijital veri kablosuz olarak iletilmektedir. Veri iletimi, 96 MHz taşıyıcı frekansında gerçekleşir. Taşıyıcı, mikrodenetleyicinin bir pinine bağlanan tel anten aracılığıyla kare dalga formunda oluşturulur. Bu kare dalga, harmonik frekanslar üretir ve bu sayede 96 MHz civarında bir taşıyıcı sinyal elde edilir.
Ayrıca Bakınız
Kodlama Yöntemi
Veri iletimi için On-Off Keying (OOK) yöntemi kullanılır; bu yöntemde taşıyıcı ya açık ya da kapalıdır. Zamanlama problemlerine karşı dayanıklılığı artırmak için Manchester kodlama uygulanır. Manchester kodlamada, bitler sinyaldeki geçişlerle temsil edilir:
Bit 0: Yüksekten düşüğe geçiş (1 sonra 0)
Bit 1: Düşükten yükseğe geçiş (0 sonra 1)
Her veri baytından önce 0b11111111 senkronizasyon dizisi gönderilir. Bu dizi, alıcı tarafın zamanlamayı ve fazı senkronize etmesini sağlar.
Anten Tasarımı
İdeal anten uzunluğu taşıyıcı dalga boyunun dörtte biri kadardır (yaklaşık 75 cm). Ancak kısa mesafeler için 8 cm uzunluğunda 22 AWG tel anten kullanılmıştır. Kısa anten, istenmeyen bant dışı frekansların yayılımını azaltmaya yardımcı olur. Bu, özellikle 32 MHz temel frekansından kaynaklanan harmoniklerin etkisini sınırlar.
Alıcı ve Veri Çözümleme
Alıcı olarak RTL-SDR kullanılmıştır. Python tabanlı bir betik (main.py) ile 512 Hz örnekleme hızıyla sinyal alınır ve dijital 1 ve 0'lara dönüştürülür. Bu veriler test.txt dosyasına yazılır ve PulseView programı ile açılarak OOK ve Manchester kodları çözümlenir. Doğrudan Python ile de çözümleme yapılabilir ancak görselleştirme açısından PulseView tercih edilmiştir.
Yazılım Kullanımı ve Ayarlar
sync_sequence: Senkronizasyon dizisini belirler, varsayılan 0b11111111.
start_tx: İletimi başlatmak için 1 olarak ayarlanır.
sending_sync: Senkronizasyon gönderilirken 1 olarak ayarlanır.
Bit hızı, zamanlayıcı ayarları değiştirilerek artırılabilir. Örnek olarak 8 bit/saniye hızında test yapılmıştır, ancak daha yüksek hızlar mümkündür.
Uygulama ve Sınırlamalar
Bu sistem deneysel amaçlıdır ve ticari uygulamalarda kullanılması önerilmez. Yayılım gücü düşük olsa da spektrumda parazit oluşturabilir ve regülasyonlara uygunluk sorunları yaşanabilir. Zamanlama ve eşik problemleri nedeniyle iletim tamamen güvenilir değildir. Ayrıca, frekansların lisans durumu ve regülasyonlar konusunda uzman görüşü alınmalıdır.
Teknik ve Tarihsel Bağlam
PIC mikrodenetleyiciler, özellikle konfigüre edilebilir mantık blokları ile ilgi çekicidir ancak pratik uygulamalarda yaygın kullanım alanı bulamamıştır. Arduino'nun popülerliği, ücretsiz IDE ve geniş kütüphane desteği sayesinde artmıştır. PIC16F13145 gibi mikrodenetleyiciler, uygun maliyetle karmaşık dijital işlemler yapabilme potansiyeline sahiptir.
Kaynaklar ve Ek Bilgiler
Projeye ait tüm dosyalar ve talimatlar GitHub üzerinde erişilebilir durumdadır: https://github.com/Patcybermind/rf-on-a-budget--PIC16F13145-wireless-telemetry-sub-dollar-radio-/blob/main/
Ayrıca, ISM bandları kullanılarak ve uygun filtreleme ile RF parazitlerinin azaltılması mümkündür. Ancak bu projede kullanılan yöntem daha çok deneysel amaçlıdır ve ticari standartlara uygun değildir.
Not: Proje düşük güçte ve kısa mesafelerde çalışmak üzere tasarlanmıştır. Yüksek güçte kullanımlar regülasyon sorunları doğurabilir.
Bu çalışma, düşük maliyetli mikrodenetleyicilerle kablosuz veri iletimi konusunda alternatif bir yaklaşım sunmaktadır. Konfigüre edilebilir mantık bloklarının kullanımı, geleneksel mikrodenetleyicilere göre farklı avantajlar sağlar ancak uygulama alanları ve güvenilirlik açısından dikkatli değerlendirilmelidir.
