Predstavljamo LoRa ™!: 19 korakov

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

LoRa ™ = brezžična podatkovna telemetrija dolgega dosega in se nanaša na radikalen pristop k moduliranju podatkov z VHF/UHF brezžičnim razpršenim spektrom, ki ga je nedavno razvilo podjetje Semtech (1960) z mednarodno elektroniko (1960) z blagovno znamko (™). Glej [1] =>

Tehnologijo LoRa ™ je razvilo Cycleo, francosko podjetje, ki ga je Semtech pridobil leta 2012. LoRa ™ je lastništvo, vendar se zdi, da namesto tega uporablja nekakšno "enostavnejšo" CSS (Chirp Spread Spectrum) impulzno FM modulacijo "pometanja frekvence". DSSS (Direct Sequence SS) ali FHSS (Frequency Hopping SS).

Semtechovo spletno mesto omenja, da "tehnologija LoRa ™ ponuja proračunsko prednost 20 dB v primerjavi z obstoječimi rešitvami, kar bistveno razširja obseg katere koli aplikacije, hkrati pa zagotavlja najnižjo porabo toka za podaljšanje življenjske dobe baterije."

Zahtevani obsegi so običajno x10 tistih običajnih brezžičnih podatkovnih sistemov UHF. Da -v primerjavi z običajnimi nastavitvami ozkopasovnih podatkov LoRa ™ daje 100s metrov namesto 10s, več 1000m namesto 100s. Magija!

LoRa ™ je nekoliko zapleten, saj uporablja izraze in zahteva nastavitve, ki jih mnogi "običajni" uporabniki verjetno ne poznajo. Ugodno pa je bilo ugotovljeno, da je mogoče trditve preveriti s preprostimi nastavitvami - tukaj kot krmilnike uporabljamo združene mikrofone PICAXE v vrednosti 3 USD v Združenem kraljestvu. PICAXE so skoraj idealni za takšne preskuse, saj so programirani na visoki ravni interpretiranega BASIC-a, vsi stroški hitrosti izvajanja pa so naključni za podatke s-l-o-w LORA ™! Glej [2] => www.picaxe.com

1. korak: Semtech -ov SX127x

V zadnjih desetletjih so ob poceni obdelavi osebnih računalnikov razvili različne pametne digitalne načine (zlasti radijske šunke) za nizkofrekvenčna VF (3-30 MHz) dela, kjer je pasovna širina dragocena. (Modulacija razširjenega spektra, ki je lačna pasovne širine, je običajno na teh nižjih frekvencah nezakonita). Nekateri načini lahko obsegajo oceane z nizko porabo energije (nekaj vatov), vendar so počasni in potrebujejo sofisticirano računalniško programsko opremo za kodiranje/dekodiranje, skupaj z zelo občutljivimi sporočili. sprejemniki in pomembna antena. Glej [3] =>

Semtech -jevi VHF/UHF SX127x LoRa ™ RF IC -ji vsebujejo skoraj vse v pameten žebelj velikosti ~ US $ 4!

* Zgodnja posodobitev za leto 2019: Semtech je pred kratkim nadgradil serijo SX127x s svojimi novimi moduli na osnovi SX126x, ki so videti ZELO vredni. Oglejte si dodatne pripombe na koncu Instructable.

Semtech ponuja več različic RF IC, pri čemer je SX1278 nižja frekvenca UHF, ki je nagnjena tako, da ustreza uporabnikom pasu ISM 433 MHz. Višje frekvence Ponudbe 800-900 MHz so privlačne za bolj profesionalno delo, čeprav je pri teh frekvencah blizu 1 GHz lahko težava zmanjšan RF udarec in absorpcija signalne poti. Frekvence pod GHz imajo manjši šum, zakonito večjo oddajno moč in bolj kompaktno anteno z visokim ojačanjem, kar lahko to izravna.

Poleg modulacije LoRa ™ (prikazano na sliki) lahko oddajniški moduli SX127x oddajajo tudi FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK/OOK in celo tonske signale FM (Morsejeva koda!), Ki ustrezajo podedovanim sistemom. Oglejte si podatkovne liste Semtech (131 strani!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Opomba: HOPERF, že dolgo uveljavljeno kitajsko brezžično podatkovno podjetje, ponuja module LoRa ™ z "7 -stransko" RF96/97/98 IC, ki se zdi podobna Semtech -ovemu SX127x. Ni pa znano, ali gre le za drugo azijsko LoRa ™…

2. korak: LoRa ™ širi prednosti spektra

Sistemi SS (Spread Spectrum) niso novi, vendar je njihova sofisticiranost pomenila, da so bili za mnoge uporabnike predragi, dokler se niso razvili sodobni mikroelektronski pristopi. Ker tehnike SS ponujajo znatne motnje in bledenje imunosti, varnosti in "neopazljivih" prenosov, so že dolgo v domeni vojske - celo v drugi svetovni vojni. Preverite neverjetno delo igralke bombe Hedy Lamarr iz leta 1940! [5] =>

Verjetna modulacija Chirp SS LoRa ™, poleg tega pa uživa tudi druge prednosti SS, lahko ponudi tudi imuniteto "premikajoče se frekvence" z Dopplerjevim učinkom - morda pomembno pri hitrih satelitskih radijskih aplikacijah LEO (Low Earth Orbital). Glej [6] =>

Toda -tukaj na svetu -največ pozornosti izvirajo iz trditev Semtecha (in promocije številnih drugih v obdobju 2014–2015, vključno z IPM in MicroChip!), Da naprave LoRa ™ z nizkim UHF razpršenim spektrom povečajo območja vsaj za red velikosti (x 10) preko tradicionalnih podatkovnih modulov NBFM (Narrow Band FM) pod podobnimi pogoji in nastavitvami.

Zdi se, da velik del tega neverjetnega povečanja dosega izhaja iz sposobnosti LoRa, da deluje POD nivojem hrupa. Osnova tega se lahko nanaša na naključni šum (in zato samodejno preklic v določenem obdobju), medtem ko je signal urejen (z več vzorci, ki ga tako "gradijo"). Oglejte si koncept na priloženi deskarski sliki!

Čeprav so oddajniki za mW z zelo nizko porabo "vonj oljnatega elektrona" mW lahko zato izvedljivi (nastavitve na baterije lahko imajo skoraj rok trajanja morda več let), je pa LoRa ™ pomanjkljivost, da so lahko povezane šibke signalne povezave na velike razdalje z zelo nizko hitrostjo prenosa podatkov (<1 kbps). To je lahko naključno za občasno spremljanje IoT (Internet of Things) v aplikacijah, ki vključujejo temperature, odčitavanje števcev, stanje in varnost itd.

3. korak: SIGFOX - omrežno temelječi IoT Rival?

Morda je najbližji brezžični tekmec LPRA (Low Power Wide Area) za brezžični internet LoRa ™ francosko podjetje SIGFOX [7] =>

Za razliko od lastniškega SemTech -a LoRa ™, so naprave SigFox prijetno odprte kode, vendar zahtevajo specializirano povezovalno omrežje. Zato postanejo neuporabni, prav tako kot mobilni telefoni, ko niso v pokritosti z omrežjem SigFox - še posebej zgovorni dejavnik v oddaljenih regijah (ali za številne države, ki še niso v uporabi!). Težave lahko nastanejo tudi zaradi stalnih stroškov storitev ali naraščajočega tehničnega napredka - na misel mi prihaja Metricom v poznih 90. letih nesrečna 900 MHz brezžična internetna storitev "Ricochet" [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28 Internet…

Naprave SigFox se od LoRa ™ razlikujejo po uporabi UNB (ultra ozkopasovnih) 100 Hz radijskih »kanalov«, z BPSK (binarno fazno premikanje ključa) modulacijo pri 100 b / s. Oddajniki so podobni baterijam prijazni 10-25 mW, vendar v prostih pasovih 868-902 MHz. Bazne postaje na strehi, ki se povezujejo z internetom prek optičnih vlaken itd., Imajo ultra občutljive sprejemnike -142 dBm. Rezultat je lahko doseg 10 km (torej podoben LoRa ™) - poročali so o podatkovnih povezavah z visoko letečih letal in plovil na morju, ko so blizu baznih postaj SigFox.

Dovoljeno pa je le 12 -bajtno sporočilo, omejeno na 6 sporočil na uro. Informacije pridejo v nekaj sekundah, vendar omrežje SigFox ne more podpirati takšnih komunikacij v realnem času, kot so avtorizacije kreditnih kartic, sistem pa najbolj ustreza »delčkom« podatkov, poslanim nekajkrat na dan. Običajno lahko to vključuje oddaljeno odčitavanje števca komunalnih storitev, spremljanje pretoka in nivoja, sledenje premoženju, opozorila v sili ali parkirišča za avtomobile - slednje je resnično sredstvo!

Omrežja SigFox so precej preprosta in jih je mogoče uporabiti za delček stroškov tradicionalnega mobilnega sistema. Španija in Francija sta že pokriti s ~ 1000 baznimi postajami (v primerjavi s 15 000 za standardno mobilno storitev), kmalu pa sledijo Belgija, Nemčija, Nizozemska, Velika Britanija (prek Arqive) in Rusija. Sojenja potekajo tudi v San Franciscu, Sigfox pa teh omrežij ne gradi neposredno, ampak sklene pogodbe z lokalnimi podjetji za razmeroma preprosto uvajanje strešnih baznih postaj in anten.. Uvedba je lahko hitra in stroškovno učinkovita- njihov uvajalni partner v Španiji je za razmestitev omrežja po vsej državi v samo 7 mesecih porabil 5 milijonov dolarjev. Ti lokalni partnerji nato preprodajajo storitve interneta stvari, pri čemer končni uporabniki zaračunajo okoli ~ 8 USD na leto na napravo.

Pristop SigFox je bil dramatičen, saj so v začetku leta 2015 zbrali sredstva za> 100 milijonov USD. Brezžični tekmeci TI/CC (Texas Instruments/ChipCon), ki so se nedavno pridružili SigFoxu, dejansko kažejo, da ima Lora ™ lahko slabosti - glej [9] =>

Preiskave SigFox je bilo težko najti, vendar glejte vpoglede na ravni "Instructable" [10] =>

Mogoče je, da oba pristopa sčasoma obstajata, podobno kot dvosmerni radijski sprejemniki (= LoRa ™) in mobilni telefoni (= SigFox) za glasovne komunikacije. Trenutno (maj 2015) je LoRa ™ zagotovo NAJBOLJŠI način za raziskovanje brezžičnih možnosti IoT na dolge razdalje- berite naprej!

4. korak: kitajski moduli LoRa ™ -1

Čeprav so izum EU, so kitajski proizvajalci zelo rado sprejeli Semtechove motorje SX127x LoRa ™. Sposobnost LoRa, da bi udaril skozi ovirne stavbe v prenatrpanih azijskih mestih, je bila nedvomno privlačna.

Proizvajalci v kitajskem mega e-mestu Shenzhen (blizu Hong Konga) so bili še posebej navdušeni, ponudbe pa so opazili takšni "ustvarjalci", kot so Dorji, Appcon, Ulike, Rion/Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech in GBan. Čeprav se njihovi vmesniki med seboj nekoliko razlikujejo, sta dva čipa "mikro moderirana" modula iz Dorji, Appcon, VoRice in NiceRFseem skoraj znana.

Obsežno Googling je zato priporočljivo za tiste po nakupu v velikem obsegu, vzorce, brezplačno pošiljanje, bolj jasne tehnične vpoglede, boljši dostop do funkcij/zatičev SX127x, lažji nadzor, manjšo težo, robustno embalažo (slog YTech's E32-TTL-100) itd. kot so EBay, Alibaba ali Aliexpress [11] =>

5. korak: kitajski moduli LoRa ™ - 2

Bodite pozorni, da cenejši (<$ 10 USD) moduli z enim čipom upravljajo SX1278 prek dolgočasnega SPI (serijski periferni vmesnik). Čeprav sta večja in dražja (~ 20 USD), dva čipa LoRa ™ za povezavo SX1278 uporabljata drugi MCU (mikrokrmilnik) na vozilu in ju je običajno lažje konfigurirati in delati med letenjem. Večina ponuja prijazno industrijsko standardno TTL (Transistor Transistor Logic) pregledno obdelavo podatkov prek preprostih zatičev RXD in TXD. Drobne rdeče in modre LED diode so običajno vgrajene v module TTL - priročno za vpoglede v TX/RX.

OPOMBA: 8 -polne ponudbe lahko uporabljajo 2 mm razmik med zavihki namesto standardnih 2,54 mm (1/10 palca), kar bi lahko omejilo oceno lemljene plošče.

Čeprav je skoraj podvojitev cen naprav TTL LoRa ™ morda zastrašujoča, bi lahko skinflinti razmislili o cenejših (tako za nakup kot pošiljanje) plošč brez vtičnice SMA in ustrezne antene "gumijasta raca". Seveda ne bo tako profesionalno, a preprost bič ¼ (dolg ~ 165 mm) je mogoče zlahka narediti iz odpadne žice. To lahko celo izpelje tudi "gumijasto račko" anteno-še posebej, če je dvignjena!

Na splošno (in verjetno zelo hitro pod vplivom vse večje ponudbe) se zdi v času pisanja (sredi aprila 2015) Dorjijev 433 MHz DRF1278DM najlažji način za začetek uporabe LoRa ™. Omejen dostop do omenjenega izhoda, prilagoditev ravni HEX in potreba po višjih napajalnih napetostih (3,4 -5,5 V) tega modula so lahko omejitev.

6. korak: Dorji DRF1278DM

Kitajski proizvajalec Shenzhen Dorji prodaja te mikrokontrolirane module DRF1278DM za ~ 20 USD vsak od Tindie [12] =>

7 zatičev je razporejenih po običajnih 2,54 mm prijaznih ploščah (= 1/10 palca). Potrebno je napajanje med 3,4 - 5,5 V. Elektronika modula pa deluje pri nižjih napetostih - vgrajen je regulator napetosti 3,2 V. Ta večja potreba po oskrbi je v današnjem času "3V" moteča, saj čeprav ustreza USB 5V (ali celo zajetnim 3 x AA 1,5V celicam), preprečuje uporabo posameznih 3V Li kovancev itd. Regulator bi morda lahko obšli?

7. korak: DAC02 USB adapter

Poceni USB -TTL adapter (tukaj Dorjijev DAC02) lahko uporabite za konfiguracijo modulov prek računalniške programske opreme "RF Tools". Moduli pri vstavljanju niso mehansko podprti, večkratna uporaba pa lahko obremenjuje zatiče …

Podobnih adapterjev je na voljo po zelo nizkih cenah, vendar je pred uporabo nujno, da najprej zagotovite, da se funkcije pin na adapterju ujemajo s funkcijami na brezžičnem modulu! Če tega ne storijo (s pogostimi zamenjavami VCC/GND), bo morda treba uporabiti pristope letečih svincev. Čeprav so nekoliko dolgočasne, so lahko tudi bolj vsestranske, saj ustrezajo konfiguraciji. drugih modulov (glejte nastavitve oddajnika HC-12) in celo neposreden prikaz terminalskega programa na osebnem računalniku.

8. korak: USB Config Tools + SF, BW in CR Insights

Tu so tipični zasloni za uporabniku prijazen USB, ki konfigurira "RF Tools". Moduli Dorji so delovali brez težav, vendar je treba glede na lokalne predpise vsaj spremeniti nastavitve frekvence in moči. Mnoge države omejujejo moč oddajnika 433 MHz na 25 mW (~ 14 dBm) ali celo 10mW (10dBm) - to sta nastavitvi moči Dorji 5 in 3.

Obseg ISM brez licence, ki pokriva odsek ~ 1,7 MHz med 433,050 - 434,790 MHz, tudi NE dovoljuje prenosov na natančno 433 000 MHz!

Na srečo se zdi, da je prišlo do preglednega ravnanja s podatki, kar pomeni, da se ne glede na vnos serijskih podatkov sčasoma po zobozdravstvenem prenosu očitno zobozdravstveno izloči. Vendar pa je 256 -bajtni vmesni pomnilnik po govoricah bolj podoben 176 bajtom (stroški CRC?), Nekatere nastavitve z orodjem Dorji je bilo težko razlagati in tudi "zapisane" spremembe niso bile vedno sprejete …

Prenesite Dorjijevo orodje za konfiguracijo DRF_Tool_DRF1278D.rar (navedeno pri spodnjem stolpcu »Viri« RHS) prek => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.htmlPreverite različne vpoglede (zlasti str. 9-10) v njegova uporaba in USB adapterji itd. =>

Pojasnilo izrazov razpršenega spektra LoRa ™: (N. B. Hitrost prenosa podatkov se nanaša na BW & SF)

ČB (pasovna širina v kHz): Čeprav se lahko le 10 s kBHz BW pritoži, je pomembno upoštevati, da se poceni kristali 32 MHz, ki jih uporabljajo številni moduli LoRa ™ (Dorji & HOPERF itd.), Morda ne ujemajo ravno po frekvenci. Lahko se pojavijo tudi temperaturni premiki in staranje. Izbira ožjih pasovnih širin lahko zato prepreči sinhronizacijo modulov, razen če je uporabljeno dolgočasno prilagajanje kristalov in toplotna regulacija. Čeprav kitajski izdelovalci modulov LoRa ™, kot je Dorji, priporočajo minimalno BW 125 kHz, bi bilo za večino namenov ožje BW 62,5 kHz povsem v redu. Oglejte si stolpec zasenčene tabele, prikazan v 10. koraku.

SF ("čipi" faktorja širjenja kot dnevnik 2): V sistemih SS je vsak bit v psevdo-naključnem binarnem zaporedju znan kot "čip". Povečanje od 7 (2^7 = 128 impulzov čipov na simbol) do meje 12 izboljša občutljivost za 3dB za vsak korak, vendar pribl. prepolovi hitrost prenosa podatkov. Čeprav je torej SF 11 (2^11 = 2048) 12 dB bolj občutljiv kot SF7, se hitrost prenosa podatkov (pri 62,5 kHz ČB) zniža s ~ 2700 bps na samo 268 bps. Tudi oddajniki z nizko hitrostjo prenosa podatkov ostanejo dlje vklopljeni in tako lahko tudi porabijo več energije kot oddajniki, ki pošiljajo hitrejše podatke.

Vendar pa so zelo nizke hitrosti prenosa podatkov seveda dopustne za občasno spremljanje IoT (Internet of Things) (in povečano porabo energije akumulatorja skoraj mimogrede), medtem ko je povečanje obsega x 4 lahko zelo koristno!

CR (stopnja kodiranja napak): Začetni testi v Združenem kraljestvu so uporabili CR 4/5. (To pomeni, da so vsaki 4 uporabni bitovi kodirani s 5 prenosnimi bitovi). Povečanje CR na 4/8 podaljša čas oddajanja za ~ 27%, izboljša pa sprejem za 1 do 1,5 dBm, kar predstavlja potencialno izboljšanje obsega za približno 12 do 18%. Ta sprememba CR verjetno ne bo dala tako koristnega povečanja razpona kot povečanje SF.

Večina poskusov NZ je bilo pri 434.000 MHz, 2400 bps serijskih podatkih, SF7, 62,5 kHz ČB in CR 4/5.

9. korak: Neposredna konfiguracija DRF1278DM

DRF1278DM je mogoče konfigurirati tudi iz zunanjega mikrokrmilnika- celo skromnega 8-polnega PICAXE-08. Čeprav vključuje skrivnostno kodiranje HEX 16, to omogoča nameščanje na krovu/med letenjem namesto nenehnega odstranjevanja modulov in konfiguracije USB adapterja. Glejte vse podrobnosti str. 7–8 na Dorji. pdf. [13] =>

Čeprav ponuja različne funkcije spanja, lahko vpogled v prilagoditev na ravni HEX dobite tudi na Appconovih (skoraj podobnih) APC-340 podatkovnih listih [14] =>

Zahvaljujoč kolegu Kiwiju Andrewu "Brightspark" HORNBLOW-u s fragmentom kode PICAXE-08M2 za moduliranje moči DRF1278DM TX v stopnišče rampe prenosov. (Za lažji vpogled v doseg/moč bi jih lahko zlahka povezali tudi s toni, ki jih ustvari sprejemnik PICAXE). Upoštevajte pa, da stopnje TX 6 in 7 presegajo dovoljenj za NZ/Avstralijo 25mW (~ 14dBm ali nastavitev 5). Andrew je do vpogleda prišel med spremljanjem/kopiranjem in lepljenjem surovih šestnajstih serijskih podatkov iz terminala.exe (vrhunsko inženirsko orodje [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) med ogledom serije podatkovno klepetanje v module in iz njih, ko spremenite raven RF moči.

Korak stopnje moči Dorji = 4. bajt od konca RH ($ 01, $ 02 itd.) In naslednji bajt CS (CheckSum $ AB, $ AC itd.) Je treba le spremeniti. Vzorčni kodni stavki PICAXE za spreminjanje stopnje moči med letenjem so naslednji:

počakaj 2

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, 00 $, 00 $, $ AF, 80, 01, 0, 0 USD, 02, 00, 6, 80, 80, 12, 09, 00, 07, 00, 00, 00, 00,, 01,, $ AB, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, 00 $, 00 $, $ AF, 80, 01, 0, 0 USD, 02, 00, 6, 80, 80, 12, 09, 00, 07, 00, 00, 00, 00, 02,, $ AC, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, 00 $, 00 $, $ AF, 80, 01, 0, 0 USD, 02, 00, 6, 80, 80, 12, 09, 00, 07, 00, 00, 00, 00, 03,, $ AD, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, 0C $, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, 09 $, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 04, $ AE, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, 00, 00, 00, $ AF, 80, 01, 0, 0 USD, 02, 00, 6, 80, 80, 12, 09, 00, 07, 00, 00, 00, 00, 05,, $ AF, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, 0C, $ 02, $ 00, 6C, $ 80, 12, 09, 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 06, $ B0, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, 0C $, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, 09 $, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 07, $ B1, $ 0D, $ 0A)

počakaj 2

10. korak: Ocene uspešnosti in rezultati

Podatkovni moduli RFM98 na osnovi Semtech LoRa ™, ki jih poganja PICAXE 28X2, so bili uporabljeni pri preskusih, izvedenih na 750 -metrski povezavi v tipičnem urbanem okolju Združenega kraljestva. Oddajna antena je bila dvignjena ~ 2½ m na nizkem jamboru, sprejemnik pa na kratkem drogu ~ 1½ m - oba nad tlemi. S potrjenim 750m gostim območjem mestnega okolja pri britanskem 10mW TX (z uporabo 500kHz BW in s tem daje ~ 22kbps), potem je pri 10.4kHz BW (ali 455 bps) približno 6 km videti z močjo pod mW!

Potrjevalni preskusi na terenu (z nastavitvami SF7 in samo ČB 62,5 kHz) so bili opravljeni v Wellingtonu (NZ) s 3 x AA baterijami, napajanimi z baterijo PICAXE-08M Dorji DRF1278DM in podobno anteno, vendar pri Aus/NZ-jevih "mehurčkih" barve višjih 25mW (14dBm) Moč TX. Predmestne signalne povezave, morda zaradi bolj odprtega okolja in lesenih zgradb, so bile dosledno narejene na razdalji 3 - 10 km. (Ker dobiček 6 dB podvoji območje LoS, potem 4 dB dodatne moči ~ x 1½. & Zato se lahko območja v primerjavi z implicitnimi v Združenem kraljestvu izboljšajo za> 1½ -krat).

11. korak: Postavitev ploščice

Okvirna postavitev (prej uporabljena za Dorjijeve module "7020" GFSK) ustreza preprosti zamenjavi na napravo LoRa. Modulacija GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) je prej veljala za najboljši pristop 433 MHz, zato je bilo koristno primerjati rezultate ponudbe "7020" z novimi moduli LoRa.

Korak: Shema PICAXE

Oba RX in TX uporabljata skoraj identično postavitev, čeprav se njihova koda nekoliko razlikuje. Čeprav so naravno privlačni in zlahka doseženi s PICAXE -ji, na tej stopnji niso poskušali vstopiti v varčevalne načine spanja. Tok 3 baterij xAA je bil ~ 15mA, pri oddajanju je utripal na ~ 50mA.

Korak: Koda oddajnika PICAXE

Seveda je to kodo mogoče močno izboljšati in spremeniti, morda z zamudami in uvodnimi besedami. Trenutno v bistvu samo izpljune napredujočo številko 0-100. Ker je bil poskus samo preveriti trditve o zanesljivem dosegu, ni bilo nobenega poskusa (niti s oddajnikom niti s sprejemnikom) omogočiti načine varčevanja z energijo.

Korak 14: Koda in zaslon sprejemnika PICAXE

Tu je povezana koda sprejemnika PICAXE s številčnimi vrednostmi, ki so prikazane prek vgrajenega terminala "F8" urejevalnika. Lepota preprostega štetja je v tem, da je mogoče sekvence hitro vizualno pregledati in manjkajoče ali močvirnate vrednosti zlahka opaziti.

Korak 15: Uporabnikom prijazni pripomočki LoRa ™ RF Tuneup?

Ker je nastavitve modula LoRa ™ težko razumljive in preverljive, je bilo prijetno ugotovljeno, da je mogoče uporabiti poceni (in relativno širokopasovne) sprejemne module ASK 433 MHz kot preprosta orodja za nastavitev.

Vtičnica NZ/Aus Jaycar ponuja modul ZW3102, ki ga je mogoče zlahka prepričati v "dolžnosti snifferja", ki ustrezajo spremljanju zvočnega signala. Ko je oddajnik LoRa ™ blizu (manj kot 5 metrov), se bo odhodni signal zlahka slišal kot "praske", medtem ko se svetlost priložene LED nanaša na RSSI (indikacija jakosti prejetega signala).

Podoben (in cenejši) Dorjijev modul je predstavljen v Instructable [16] =>

Korak 16: Terenski testi- Wellington, Nova Zelandija

Ta nastavitev plaže prikazuje prejšnje testiranje z Dorjijevimi moduli "7020" GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying). V takšnih razmerah so bili dosegi takrat največ 1 km, v najboljšem primeru pa so bili približno 300 m skozi 'svetlo vegetacijo in lokalitete z lesenimi okvirji. Povezave med pristanišči so bile možne le, ko je bil oddajnik znatno dvignjen približno 100 m navzgor na orlovskem gnezdu na pobočju zadaj.

V nasprotju s tem so Dorjijevi moduli LoRa z enako močjo 25 mW "preplavili" predmestje, pri čemer je prenos z visoko roko (~ 2,4 m) zanesljivo zaznan do ~ 3 km blizu, 6 km na "slatkih mestih" na rtu in celo 10 km površinskega LOS -a čez pristanišče. Sprejem je prenehal šele, ko so v zalivih za skalnatimi rtovi (vidni v ozadju). Nastavitve LoRa so bile, BW 62,5 kHz, SR 7, CR 4/5 in 25mW (14dBm) TX moči v vsesmerni navpični anteni ¼ valov.

Korak 17: UK LoRa Versus FSK - 40 km LoS (vidna linija) Test

Zahvaljujoč Stuartu Robinsonu iz Cardiffa (radijski pršut GW7HPW) so bili na vzvišeni razdalji 40 km po britanskem kanalu v Veliki Britaniji izvedeni primerjalni testi FSK (tipkanje s frekvenčnim premikom) v primerjavi z LoRa ™. Oglejte si sliko.

Regija je precej brezžična zgodovina, saj je leta 1897 Marconi izvedel svoje prve teste "dolgega dosega" (6 - 9 km z oddajniki isker, ki so bili lačni!) V bližini [17] =>

Stuartovi rezultati govorijo sami - podatkovne povezave LoRa ™ so bile leta 2014 neverjetno možne z delčkom moči, ki je bila potrebna za njegove prej cenjene module Hope RFM22BFSK!

RFM22B, ki ga nadzira PICAXE-40X2, pravzaprav še vedno kroži okoli cenjenih 50 USD, pri čemer je šibek zemeljski signal zaznaven, ko prehaja v LEO (nizka zemeljska orbita) več kot 100 km nadmorske višine. (Moduli LoRa ™ ob začetku leta 2013 niso bili na voljo) [18] =>)

18. korak: Preizkusi drugih regij

Uspešne povezave so bile vzpostavljene na 22 km LoS (vidna linija) v Španiji in nekaj kilometrov na urbanem Madžarskem.

Preverite promocijo Libelium, ki prikazuje prednosti tehnologije ~ 900MHz [19] =>

19. korak: sprejemnik in povezave LoRa

Britanski preskusi HAB (High Altitude Ballooning) so omogočili dvosmerno pokritost LoRa ™ do 240 km. Znižanje hitrosti prenosa podatkov s 1000bps na 100bps bi moralo omogočiti pokritost vse do radijskega obzorja, ki je morda 600 km pri tipični naraščajoči nadmorski višini teh balonov 6000-8000 m. Sledenje balonom je možno prek vgrajenega GPS -a - preverite obsežno dokumentacijo HAB & LoRa ™ na [20] =>

Sprejemnik LoRa za satelitsko delo HAB in LEO je v razvoju - podrobnosti sledijo.

Povzetek: LoRa ™ se oblikuje kot moteča tehnologija, zlasti za nastajajoče - in zelo razširjene - aplikacije brezžičnega omrežja IoT (Internet of Things). Ostanite obveščeni prek spletnega mesta LoRa Alliance [21] =>

Izjava o omejitvi odgovornosti in spoštovanje: Ta račun je v bistvu namenjen preučevanju in zbiranju - kar se zdi - igre, ki spreminja brezžično podatkovno tehnologijo UHF. Čeprav pozdravljam brezplačne vzorce (!), Nimam komercialnih povezav z nobenim od omenjenih izdelovalcev LoRa ™. To gradivo lahko "kopirate levo" - še posebej za izobraževalne namene - vendar je dobroimetje na spletnem mestu seveda cenjeno.

Opomba: Nekatere slike so bile pridobljene s spleta, za kar se (če se ne sklicuje), s tem podaljšujejo hvaležnost.

Stan. SWAN => [email protected] Wellington, Nova Zelandija. (ZL2APS -od leta 1967).

Povezave: (15. maja 2015)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]