Funkmodul HC-12

Das HC-12 ist ein Funkmodul auf der Basis des Transceiver-Chips SI4438 (andere Modelle auch mit SI4463 für eine höherer Reichweite), welches mit einer Basisfrequenz von 433MHz arbeitet. Da es einen eigenen Mikrocontroller besitzt, ist es recht einfach über eine serielle Verbindung (UART) anzusteuern.

Merkmale

Vorsicht: Das Modul sendet in seinen Standardeinstellungen mit 100mW, jedoch sind in Deutschland laut gesetzlichen Vorschriften nur max. 10mW für diese Frequenzen erlaubt. Auch liegen die zulässigen Frequenzbereiche 433,05 MHz und 434,79 MHz, damit dürfen nur die Kanäle 1-4 verwendet werden!

Vorbereitung

Für die Funkübertragung muss die mitgelieferte Antenne an den richtigen Anschluss gelötet werden:

Beispiel: Einfache Türklingel per Funk

Verwendete Bauteile

• Grundlegende Werkzeuge und Hilfsmittel
• 2x Arduino Nano (oder kompatibles Board)
• LED (hier: 5mm blau)
• 1kΩ Widerstand
• Mikrotaster
• 18650 Li-Ionen-Akku
• 18650 Batterie-Board
• Steckkabel ("Jumperkabel")
• Steckbrett ("Breadboard")

Aufbau (Sender und Empfänger)

Der Aufbau für den Sender beinhaltet zusätzlich noch einen Mikrotaster, der die Funkübertragung auslösen soll:

Der Empfänger bekommt zusatzlich einen Piezo-Buzzer und eine LED, damit das übertragene Funksignal visuell und akustisch bestätigt werden kann:

Sketch für den Sender

Sowohl für den Sender als auch für den Empfänger wird die Library SoftwareSerial verwendet

#define PIN_HC12_TX 7
#define PIN_HC12_RX 8
#define PIN_BUTTON  5

#include <SoftwareSerial.h<
SoftwareSerial hc12(PIN_HC12_TX, PIN_HC12_RX);

void setup()
{
    hc12.begin(9600);
    pinMode(PIN_BUTTON, INPUT_PULLUP);
}

void loop()
{
    if (digitalRead(PIN_BUTTON) == LOW) {
        hc12.write((byte)1);
    } else {
        hc12.write((byte)0);
    }
}

Sketch für Empfänger

#define PIN_HC12_TX 7
#define PIN_HC12_RX 8
#define PIN_LED     12
#define PIN_PIEZO   5

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial hc12(PIN_HC12_TX, PIN_HC12_RX);

void setup()
{
    hc12.begin(9600);
    pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
    pinMode(PIN_PIEZO, OUTPUT);
}

void loop()
{
  if (hc12.available()) {
    switch (hc12.read()) {
      case 1:
        digitalWrite(PIN_LED, HIGH);
        tone(PIN_PIEZO, 440);
        break;
      case 0:
      default:
        digitalWrite(PIN_LED, LOW);
        noTone(PIN_PIEZO);
        break;
    }
  }
}

Erhöhung der Reichweite

• Verwendung eines Elektrolytkondensators von 1000µF zwischen VCC und GND, um Spitzen im Strombedarf abzufedern
• Verwendung einer größeren Antenne

Einstellungen ändern

Die Einstellungen des HC-12 können über sogenannte AT-Befehle gesteuert werden. Dazu muss der PIN SET mit Ground/0V verbunden werden. Es ist auch möglich SET mit einem GPIO-Pin des Mikrocontrollers zu verbinden und diesen auf OUTPUT und dann LOW zu setzen. (SET besitzt einen internen Pullup-Widerstand von 10kΩ). Wenn dann SET wieder von Ground/0V getrennt wird bzw. der GPIO-Pin auf INPUT gesetzt wurde, dann geht das Modul nach ca. 40ms wieder in den Funkmodus zurück.

Sketch

#define PIN_HC12_TX 7
#define PIN_HC12_RX 8

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial hc12(PIN_HC12_TX, PIN_HC12_RX);

void setup()
{
    hc12.begin(9600);
    Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
    while (hc12.available()) {
        Serial.write(hc12.read());
    }
    while (Serial.available()) {
        hc12.write(Serial.read());
    }
}

Aufbau/Anschlüsse

Der Aufbau ist wieder bei dem "Sender" nur mit dem Unterschied, dass nach dem Hochladen des Codes bzw. dem Einschalten des Moduls der Pin SET mit GND verbunden wird.
Folgende AT-Befehle stehen dann zur Verfügung:

AT-Befehle des HC-12