#ARDUINO: COMUNICACIÓN VÍA INALÁMBRICA - RADIO

La conexión inalámbrica vía radio permite enviar y recibir información entre dos dispositivos sin necesidad de utilizar cables físicos. En el caso de Arduino, se pueden utilizar módulos de radiofrecuencia para establecer una conexión inalámbrica entre la controladora y otro dispositivo, como otro Arduino, un ordenador o un teléfono móvil. Para establecer la conexión inalámbrica vía radio, se necesita un par de módulos de radiofrecuencia, uno conectado a la controladora Arduino y otro conectado al dispositivo receptor. Los módulos deben estar configurados con la misma frecuencia y parámetros de comunicación para que puedan comunicarse entre sí. Una vez establecida la conexión, se pueden enviar y recibir datos entre la controladora y el dispositivo receptor de forma inalámbrica. Por ejemplo, se podría enviar información sobre la posición de un sensor conectado a la controladora Arduino a un dispositivo móvil, o recibir comandos de control desde un ordenador para controlar los motores de un robot.


Módulo inalámbrico RF APC2202
El módulo inalámbrico APC-220 es un dispositivo de comunicación inalámbrica basado en radiofrecuencia, que se utiliza comúnmente en proyectos de electrónica y robótica. Este módulo opera en la banda de frecuencia de 418 MHz 418 MHz a 455 MHz y ofrece una velocidad de transmisión de datos de hasta 19.2 kbps. El APC-220 es compatible con las controladoras Arduino y es muy fácil de integrar en proyectos de automatización. Una de las ventajas de este módulo es su rango de comunicación inalámbrica, que puede llegar hasta los 1.8 kilómetros en espacios abiertos sin obstáculos. El APC-220 utiliza un protocolo de comunicación serial asíncrono para enviar y recibir datos entre dispositivos. En la mayoría de los casos, se configura en modo de comunicación de dos vías, lo que significa que los datos se pueden enviar y recibir desde ambos dispositivos. Además, este módulo inalámbrico cuenta con un mecanismo de corrección de errores, que ayuda a asegurar que los datos transmitidos sean precisos y completos, incluso en condiciones de interferencia o ruido en la señal.


Hoja de datos RF APC2202 datasheet

Antes de empezar a trabajar


Comprobar los datos configurados en el módulo APC-220 antes de empezar a trabajar con ellos es importante por varias razones: La primera porque al comprobar los datos configurados, se puede asegurar que los parámetros de comunicación y los modos de operación del módulo se han establecido correctamente. Esto es importante para garantizar una comunicación inalámbrica precisa y confiable. Y en segundo lugar, porque si se descubre un error en la configuración del módulo durante el proceso de trabajo, esto puede retrasar el proyecto y requerir la realización de pruebas adicionales para identificar y solucionar el problema. Comprobar los datos configurados antes de empezar a trabajar puede ahorrar tiempo y recursos al evitar errores costosos.

Para comprobar los datos configurados en el módulo APC-220 utilizando la aplicación RF Magic, se pueden seguir los siguientes pasos:

  1. Descargar e instalar la aplicación RF Magic en el ordenador. Esta aplicación es gratuita y está disponible en la página web del fabricante.
  2. Conectar el primer módulo APC-220 al ordenador utilizando un el adaptador USB-TTL. Es importante asegurarse de que el módulo está conectado correctamente.
  3. Abrir la aplicación RF Magic (ejecutarla como administrador: ver imagen inferior) y seleccionar el puerto COM al que está conectado el módulo APC-220. Si el puerto COM no aparece en la lista, es posible que se necesite instalar los controladores correspondientes para el cable USB-TTL.
  4. Para leer los parámetros de comunicación en la aplicación que tiene actualmente instalados el módulo APC-220 (la velocidad de transmisión, la frecuencia de operación...) pulsar la tecla "read"
  5. Si se quiere variar alguno de los parámetros, no hay que olvidar que posteriormente hay que pulsar la tecla "write". Se recomienda la configuración de la imagen de la derecha.
  6. Desconectar este primer módulo y repetir el procedimiento con el segundo. Para establecer una comunicación efectiva, los parámetros deben coincidir en ambos módulos.

Descarga: RF Magic
Descarga para Windows, no he encotrado versión para Linux


Primera conexión de prueba: "Hola Mundo"


En primer lugar debemos cargar el programa en nuestro Arduino

  1. Conecta tu Arduino Uno a la computadora mediante el cable USB. 
  2. Abre el entorno de desarrollo de Arduino en tu computadora. 
  3. Selecciona el modelo correcto de Arduino. 
  4. Ve a "Herramientas" (Tools) en la barra de menú y elige "Arduino Uno" en la lista de placas. 
  5. Verifica que el puerto correcto esté seleccionado.
  6. Ve a "Herramientas" (Tools) y selecciona el puerto USB al que está conectado el Arduino Uno. 
  7. El puerto se mostrará como "COMX" en Windows o "/dev/cu.usbmodemX" en macOS. 
  8. Abre un nuevo sketch vacío. 
  9. Ve a "Archivo" (File) en la barra de menú y selecciona "Nuevo" (New). 
  10. Escribe el siguiente código en el editor de Arduino:

void setup(){
Serial.begin(9600); // Velocidad de comunicacion
            // La velocidad del puerto serial debe ser
            // la misma que la de configuración del modulo
}

void loop(){
Serial.println("Hola mundo"); // Escribe "Hola mundo" delay(2000);             // Retraso de envió cada 2 segundos
}

  1. Haz clic en el botón "Subir" (Upload) para compilar y cargar el código en el Arduino Uno.
  2. Abre el Monitor Serie. Ve a "Herramientas" (Tools) y selecciona "Monitor Serie" (Serial Monitor). También puedes presionar Ctrl+Mayús+M en tu teclado.
  3. Asegúrate de que la velocidad de baudios en el Monitor Serie esté configurada en 9600.
  4. Verás que el mensaje "Hola mundo" se muestra repetidamente en el Monitor Serie.




Conexión módulo AP220 a Arduino UNO


Materiales necesarios:

  • Arduino Uno
  • Módulo APC220
  • Protoboard
  • Cables de puente (jumpers)
  • Fuente alimentación externa o pila 9V
Nota: Se entiende que es el Arduino donde has cargado proeviamente el "Hola mundo"

Pasos:
  1. Coloca la protoboard junto al Arduino sobre una superficie plana.
  2. Asegúrate de que tanto el Arduino Uno como el módulo APC220 estén apagados y desconectados de cualquier fuente de energía.
  3. Toma el módulo APC220 y localiza los pines de conexión. El módulo APC220 debería tener cuatro pines etiquetados como VCC, GND, TXD y RXD. (ver imagen)
  4. Conecta un cable de puente (jumper) desde el pin VCC (5v) del módulo APC220 al riel positivo (+) de la protoboard. Esto proporcionará la alimentación eléctrica al módulo.
  5. Conecta un cable de puente desde el pin GND del módulo APC220 al riel negativo (-) de la protoboard. Esto establecerá la conexión a tierra del módulo.
  6. Conecta un cable de puente desde el pin TXD del módulo APC220 al pin digital 1 (D1) del Arduino Uno. Esto permitirá la transmisión de datos desde el módulo al Arduino.
  7. Conecta un cable de puente desde el pin RXD del módulo APC220 al pin digital 0 (D0) del Arduino Uno. Esto permitirá la recepción de datos desde el Arduino al módulo.
  8. Verifica nuevamente todas las conexiones para asegurarte de que estén firmes y correctamente conectadas.
  9. Una vez que hayas completado las conexiones, conecta el Arduino Uno a la fuente de alimentación externa


Conexión módulo AP220 de recepción


  1. Conectar el primer módulo APC-220 al ordenador utilizando un el adaptador USB-TTL. Es importante asegurarse de que el módulo está conectado correctamente.
  2. Abre el entorno de desarrollo de Arduino en tu computadora. 
  3. Selecciona el dispositivo y la placa tal y como se muestra en la figura y pulsa ok
  1. Abre el puerto serie y deja actuar a la magia
  2. En el puerto serie deberá aparecer "Hola mundo" cada dos segundos

Antena de estación terrestre: Antena Yagi


¿Qué es una antena Yagi?

Una antena Yagi, también conocida como antena Yagi-Uda, es un tipo de antena direccional muy común que se usa para recibir o transmitir señales de radio, televisión y telecomunicaciones. Imagínala como un megáfono para las señales: concentra la energía en una dirección específica para mejorar el alcance y la calidad de la comunicación.

Son las típicas antenas de televisión que se instalan en los tejados para captar la señal de la TDT. También se usan en sistemas de radioaficionados y redes de datos inalámbricas para conseguir una conexión más potente y estable en una dirección concreta.

¿Cómo funciona?

El diseño de la antena es lo que la hace tan eficaz. Consta de varios elementos metálicos dispuestos en línea recta, cada uno con una función específica:

  • Dipolo o elemento activo: Es el centro de la antena. Aquí es donde la señal eléctrica se convierte en ondas de radio o viceversa.
  • Reflector: Ubicado detrás del dipolo, este elemento es un poco más largo y actúa como un "espejo" que empuja las señales hacia adelante, en la dirección deseada.
  • Directores: Delante del dipolo, estos elementos (que son progresivamente más cortos) ayudan a enfocar y dirigir la señal, aumentando la ganancia de la antena.

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Publicado: 19/05/2023 Actualizado: 19/05/2023
Este post lo he desarrollado con la ayuda de: Lucía Giraldo, Laura Cantero y Claudia Lazpiuz
Alumnas del IES Profesor Tierno Galván; Alcalá de Guadaira
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