Como usar os CI’s HT12E/HT12D + Módulos RF 433MHz

Introdução

A comunicação sem fio através de radiofrequência tem sido uma tecnologia fundamental para a automação e comunicação de dispositivos ao longo do tempo. Hoje, entender como utilizar essa tecnologia é essencial, especialmente em projetos eletrônicos simples. Nesse tutorial, iremos entender o funcionamento dos CI 's HT12D/HT12E utilizados juntamente com os módulos RF para conseguir fazer um sistema de comunicação sem fio básica, sem a necessidade do uso de programação complexa.

HT12E/HT12D

Os CI 's HT12E e HT12D simplificam a comunicação sem fio ou com fio entre dispositivos, como no caso de sistemas que utilizam módulos RF. O HT12E atua como codificador, transformando os dados paralelos em dados seriais que são enviados pelo transmissor RF. Já o HT12D funciona como decodificador, recebendo os dados seriais e convertendo-os de volta para o formato paralelo. Ambos os chips têm pinos de endereço que devem ser configurados de forma idêntica em ambos os dispositivos, garantindo que eles se comuniquem apenas quando estiverem com o mesmo endereço. Um ponto importante sobre esses CI’s é que eles podem funcionar em conjunto, ou seja, se for necessário é possível unir dois deles e realizar uma comunicação de 8 canais ao em vez de somente 4, isso ajuda em projetos que possuem acionamento de múltiplos equipamentos e componentes. Abaixo explico um pouco melhor do funcionamento de cada uma de suas portas: HT12E

• A0 a A7: São pinos de endereço, ou seja, os dois CI’s precisam estar com os mesmos pinos ativos para conseguirem se comunicar
• VSS: 2,4 a 12V
• VDD: GND 
• D8 e D11: pinos que iremos conectar os sinais que serão enviados(4 canais)
• X1 e X2: pinos de oscilador que definem a frequência de operação(Abaixo explico melhor)
• Dout: pino de comunicação(ligado ao módulo TX)    

HT12D

• A0 a A7: São pinos de endereço, ou seja, os dois CI’s precisam estar com os mesmos pinos ativos para conseguirem se comunicar
• VSS: 2,4 a 12V
• VDD: GND 
• D8 e D11: pinos que iremos conectar os sinais que serão recebidos(4 canais)
• OSC1 e OSC2: pinos de oscilador que definem a frequência de operação(abaixo explico melhor)
• DIN: pinos de comunicação(ligado ao módulo RX)
• VT: informa conexão com o outro CI.

 

Configurando a Frequência do Oscilador

Agora iremos entender o funcionamento dos pinos X1/X2 e OSC1/OSC2 que são cruciais para a comunicação sem fio, estão relacionados ao oscilador do CI, ou seja, definem a frequência de operação para a comunicação entre o transmissor e o receptor, assim alterando a velocidade de transmissão e recepção, e para isso utilizamos de resistores. Calculo e Exemplo: Nesse exemplo, considerarei uma fonte de 9V, e utilizar no transmissor a frequência recomendada de 3 khz, dessa forma deveremos utilizar um resistor de 1M, como é demonstrado no gráfico. o cálculo para descobrir a frequência do receptor é: Assim, a frequência do receptor é igual a 50x a do transmissor, dessa forma se utilizarmos a frequência em 3 khz, a do receptor será 150 khz. Analisando o segundo gráfico, devemos utilizar um resistor de 68kΩ, resolvendo assim qual resistor deverá ser utilizado em cada um dos CI’s. Todas as imagens e esquemáticos acima foram retiradas dos datasheet's disponibilizado abaixo: Datasheet HT12D Datasheet HT12E  

Módulo RF 433 MHz

É um módulo com receptor e transmissor (RX e TX), que trabalha em 433 MHz. O transmissor envia ondas de rádio para o receptor que as recebe a uma distância de até 200m em campo aberto, dependendo da potência e do ambiente. Uma antena amplifica o sinal e melhora a comunicação desses dispositivos. Ele transmite os dados por meio de modulação de amplitude (AM), uma técnica simples que a amplitude do sinal de rádio é variada em proporção ao sinal de entrada. Isso é adequado para comunicação de baixa largura de banda, como a comunicação entre dispositivos simples. Nesse projeto, foram utilizados como forma de envio e recebimento, dos sinais dos CI's, serviram como uma ponte de comunicação. A alimentação destes módulos e de 3,5 ate 12V. Para mais informações sobre, acesse o link com o post do blog que explica seu funcionamento: https://blog.eletrogate.com/guia-basico-dos-modulos-tx-rx-rf-433mhz/  

Materiais

• CI HT12E - Encoder 
• CI HT12D - Decoder
• Módulo RF Transmissor + Receptor 433mhz
• 4x Push Button
• 6x Leds
• 6x resistores de 330Ω
• 4x resistores de 10kΩ
• 1x resistor de 68kΩ
• 1x resistor de 1MΩ
• 2x Capacitor 10 µF
• 2x Bateria de 9V
• 2x Adaptador para bateria de 9V
• Jumpers
• Protoboard

Montagem

  O circuito deve ser montado conforme explicado acima, define o endereço como A0, A1 e A3(ou o de sua preferência), ligando a porta ao GND da fonte, que nesse caso será uma bateria comum de 9V. Energize os CI’s e os módulos conectando-os aos respectivos GND e VCC, e conectando o módulo ao CI com seus pinos de data(no caso do receptor, ligue os dois pinos de data juntos e então conecte ao CI). Por último conecte os resistores de oscilação, e então ligue os leds e os push buttons para enviar e receber os sinais. O projeto é simples, ele possui 4 canais cada um ativado por um push button e um led, ou seja, sempre que apertar o botão referente ao canal do led ele irá ligar. O quinto led no circuito receptor é referente a identificar se o circuito está recebendo sinais do transmissor, por isso irá ficar piscando quando estiver em contato com o outro circuito. Uma dica interessante que poderia ser aplicada aos pinos de endereço seria usar uma chave DIP Switch 8 Vias, assim possibilitando a troca de endereço com maior facilidade e praticidade, porém pela dificuldade em implementar esse sistema na protoboard optei por permanecer sem ela. Além disso, o uso de um capacitor seria interessante para estabilização do sinal e ajudar nos ruídos, porém é totalmente opcional.

Projeto em Funcionamento

Conclusão

Este tutorial apresentou o funcionamento básico dos CI’s HT12E e HT12D, como forma de começar a entender o funcionamento da radiofrequência e utilizá-la em projetos eletrônicos para a aprendizagem. Com esse projeto, você pode começar a explorar o mundo do radio e aplicar essa tecnologia em diversas áreas, como controle remoto de dispositivos, automação residencial, e até mesmo em projetos de robótica. Sinta-se à vontade para expandir esse projeto, adicionando mais canais ou criando um sistema mais complexo de comunicação sem fio.

Sobre o autor

Pedro Figueiredo