Inteligentna ulična luč z uporabo LoRa: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Mestne ulične luči zagotavljajo varnejše prometne razmere, varnejše okolje za pešce in lahko predstavljajo veliko izboljšavo arhitekturne turistične in komercialne produkcije mesta.

Namen tega projekta je razvoj prototipa pametne ulične luči, ki uporabniku zagotavlja upravljanje nivoja svetilk in povratne informacije o delovanju.

Ta prototip deluje na konfiguraciji master-slave, kjer vsaka ulična luč deluje kot slave, LoRa Gateway pa kot glavni. Ker ima prehod Lora daljši doseg v primerjavi z drugimi komunikacijskimi storitvami, kot so wifi, Bluetooth, NFC itd. Čeprav ima GSM daljši doseg, vključuje naročnine, ki jih ni, je LoRa (brezplačno) in tudi LoRa porabi zelo malo energije med delovanjem. Master je povezan z internetom, tako da lahko uporabnik na daljavo spremlja ulične luči. Tako lahko veliko število uličnih luči povežete in upravljate z glavnega prehoda.

1. korak: POTREBNE KOMPONENTE

• Litij-ionska baterija
• LED luč in LED gonilnik
• Ultrazvočni senzor
• Nodemcu (ESP8266 12E)
• Arduino UNO (ATMEGA 328P)
• SX 1728 oddajnik Lora

2. korak: Opis komponent

Nodemcu:

ESP8266, združuje GPIO, PWM, I2C, SPI in ADC v eno ploščo. Ta mikrokrmilnik ima vgrajen WiFi, ki nam pomaga povezati naš projekt z internetom. Vsi zatiči GPIO Nodemcu se lahko uporabljajo kot zatiči PWM, poleg tega pa ima tudi 1 analogni pin.

LED gonilniki:

AN30888A in AN30888B sta DC-DC krmilnika, idealna za pogon LED z visoko svetilnostjo za LED razsvetljavo. Opremljeni so z dvema načinoma nastavitve osvetlitve (krmiljenje PWM in krmiljenje referenčne napetosti), s prilagoditvijo zunanjih komponent pa jih je mogoče združiti z napetostjo boost, buck ali buck-boost

LORA modul:

Modul LoRa (radio z dolgim dosegom) bo vaše projekte IoT dal na daljavo s komunikacijo po širokem razponu. Ta oblika brezžične komunikacije povzroči večjo pasovno širino, poveča odpornost na motnje, zmanjša porabo toka in poveča varnost.

Ta modul uporablja IC SX1278 in deluje na frekvenci 433MHz. Preskakovanje frekvence-ki vam daje tisto sladko ravnovesje med kakovostnim prenosom signala-bo pokrivalo območje 420-450MHz. Ta brezžična zmogljivost na dolge razdalje je zapakirana v majhen (17 x 16 mm) paket in dostavljen skozi vzmetno anteno.

Z LoRa Ra-01 vam ni treba kompromitirati glede ravnotežja dosega, odpornosti na motnje ali porabe energije. Tehnologija tega IC pomeni, da je kot nalašč za tiste projekte, ki zahtevajo doseg in moč.

Lastnosti:

• LoRaTM komunikacija s širokim spektrom
• Poldupleksna SPI komunikacija
• Programabilna bitna hitrost lahko doseže do 300kbps
• 127dB RSSI valovni razpon.

Specifikacije:

• Brezžični standard: 433MHz
• Frekvenčni razpon: 420 - 450MHz
• Vrata: SPI/GPIO
• Delovna napetost: 1,8 - 3,7 V, privzeto 3,3 V.
• Delovni tok, sprejem: manj kot 10,8 mA (zaprt LnaBoost, pas 1)
• Oddaj: manj kot 120mA (+20dBm),
• Spalni model: 0,2uA

3. korak: Shema glavnega in podrejenega

Povezave podajte po shemi.

Master bo deloval kot prehod in povezan z internetom. Vsak suženj je priključen na posamezne ulične luči in nadzoruje svetlost svetlobe.

SX1728 in ultrazvočni senzor sta po shemi povezana z Arduino uno. Trig pin in Echo pin sta povezana z digitalnimi zatiči Arduino UNO. SX1728 LoRa modul je povezan z Arduinom s komunikacijo SPI.

SX1728 deluje v 433Mhz. vsaka država ima ustrezno pasovno širino za LoRa. V Indiji prosti pas v 866-868 MHz. Za prototipni model se tukaj uporablja modul 433MHz.

4. korak: Delovanje

Ko ovira prečka ulično svetilko (SLAVE), ultrazvočni senzor zazna oviro in poveča svetlost te posebne ulične luči. To pošilja sporočila tudi prihajajočim uličnim svetilkam kot RF paketi. Tako bo veriga uličnih svetilk stalno povečevala svojo svetlost. Nato se vrne v običajni način. Nadalje lahko vsako ulično luč upravljate ločeno od glavnega upravljavca s pošiljanjem sporočil določenemu sužnju.

Za povečanje napetosti LED sem uporabil 3,2 V litij-ionsko baterijo in LED-gonilnik v ojačevalnem načinu

Slave bo tukaj deloval v treh načinih, ki jih je mogoče konfigurirati v programski opremi

• Način "1" Vedno polna svetlost (deževni dnevi in dnevi v sili)
• Način "2" Nadomestna svetlost (večerni časi - časi šibke svetlobe)
• Način "3" Popoln nadzor z ultrazvokom (polnoč in krajši čas uporabe)

Mojster bo poslal sporočilo z določenim naslovom. Suženj z ustreznim naslovom bo samo sprejel sporočilo in se ustrezno obnašal.

Za nadzor svetlosti LED lahko uporabite gonilnik LED, kot je AN30888A/B. Enega takega sem dobil iz stare svetilke v sili in ga obrnil.

5. korak: Kode

Tukaj predstavljam kode, uporabljene za master in slave, podatkovni list za gonilnik LED, ki sem ga uporabil.

github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa - tukaj lahko prenesete knjižnico za LoRa.