Predstavljamo LoRa ™!: 19 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

LoRa ™ = bežična podatkovna telemetrija velikog dometa i odnosi se na radikalni pristup moduliranja podataka s VHF/UHF 2 -smjernim bežičnim širenjem spektra koji je nedavno razvio i zaštitni znak (™) Semtech - dugo osnovana (1960.) američka multinacionalna kompanija za elektroniku. Pogledajte [1] =>

Tehnologiju koja stoji iza LoRa ™ razvio je Cycleo, francuska kompanija koju je Semtech kupio 2012. LoRa ™ je vlasništvo, ali čini se da koristi neku vrstu "jednostavnije" CSS (Chirp Spread Spectrum) pulsirajuće FM "frekventne frekvencije" modulacije umjesto DSSS (Direct Sequence SS) ili FHSS (Frequency Hopping SS).

Semtech -ova web stranica spominje da "LoRa ™ tehnologija nudi budžetsku prednost od 20 dB u odnosu na postojeća rješenja, što značajno proširuje raspon bilo koje aplikacije, a istovremeno daje najmanju potrošnju struje kako bi se produžio vijek trajanja baterije."

Doseg opsega je tipično x10 opsega uobičajenih UHF bežičnih sistema podataka. Da -u usporedbi s redovnim postavkama podataka uskog opsega, LoRa ™ daje 100s metara umjesto 10s, nekoliko 1000m umjesto samo 100s. Magija!

LoRa ™ je donekle kompliciran jer koristi termine i zahtijeva postavke vjerojatno nepoznate mnogim "normalnim" korisnicima. Zadovoljstvo je, međutim, da je moguće provjeriti tvrdnje jednostavnim postavkama - ovdje se koriste upareni mikrofoni PICAXE u vrijednosti od 3 USD za UK kao kontrolori. PICAXE-i su gotovo idealni za takve probe jer su programirani na visokom nivou tumačenog BASIC-a, a svi dodatni troškovi brzine izvršavanja su sporedni za s-l-o-w LORA ™ podatke! Pogledajte [2] => www.picaxe.com

Korak 1: Semtech -ov SX127x

Posljednjih decenija, uz pomoć jeftine obrade računara, razvijeni su različiti pametni digitalni načini rada (posebno radio šunki) za rad niskofrekventnih VF (3-30 MHz) gdje je propusnost dragocjena. (Modulacija širenja spektra gladna propusnog opsega obično je nezakonita na ovim nižim frekvencijama). Neki načini mogu obuhvatiti oceane male snage (nekoliko vati), ali su spori i trebaju sofisticirani računalni softver za kodiranje/dekodiranje, zajedno s vrlo osjetljivim komunikacijama. prijemnici i značajna antena. Pogledajte [3] =>

Semtech VHF/UHF SX127x LoRa ™ RF IC -ovi sadrže gotovo sve unutar pametnog eksera veličine ~ 4 USD!

* Rano ažuriranje za 2019: Semtech je nedavno nadogradio seriju SX127x, sa svojim novim modulima zasnovanim na SX126x koji izgledaju VRIJEDNO. Pogledajte dodatne komentare na kraju Instructable.

Semtech pravi nekoliko varijacija RF IC -a, pri čemu je SX1278 niža UHF frekvencija nagnuta tako da odgovara korisnicima ISM opsega 433 MHz. Veća učestalost Ponude od 800-900 MHz privlače profesionalniji rad, iako na ovim frekvencijama blizu 1 GHz smanjeni RF udarac i apsorpcija putanje signala mogu predstavljati problem. Sub GHz frekvencije imaju niži šum, legalno veću snagu odašiljanja i kompaktnije antene visokog pojačanja koje to mogu nadoknaditi.

Osim LoRa ™.modulacije (prikazano na slici), moduli primopredajnika SX127x mogu također proizvoditi FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK/OOK pa čak i FM tonske signale (Morzeova azbuka!) Koji odgovaraju naslijeđenim sistemima. Pogledajte Semtech tehničke listove (131 stranice!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Napomena: HOPERF, dugogodišnja kineska firma za bežične podatke, nudi LoRa ™ module sa "7 a side" RF96/97/98 IC -om koji izgleda slično Semtech -ovom SX127x. Međutim, nije poznato jesu li ovo samo azijski LoRa ™ drugi izvori …

Korak 2: LoRa ™ širi prednosti spektra

SS (Spread Spectrum) sistemi nisu novi, ali njihova sofisticiranost znači da su bili preskupi za mnoge korisnike sve dok se nisu razvili moderni mikroelektronski pristupi. Budući da SS tehnike nude značajne smetnje i imunitet koji nestaje, sigurnost i "neotkriveni" prenosi dugo su u domenu vojske - čak i u Drugom svjetskom ratu. Pogledajte nevjerojatan rad glumice bombe iz 1940 -ih Hedy Lamarr! [5] =>

LoRa ™ -ova vjerojatna Chirp SS modulacija, kao i uživanje u drugim pogodnostima SS -a, može ponuditi i imunitet na Doppler -ov efekt "promjenjive frekvencije" - možda značajno u brzo pokretnim LEO (Low Earth Orbital) satelitskim radijskim aplikacijama. Pogledajte [6] =>

Ali -ovdje na zemlji -najviše pažnje proizlazi iz tvrdnji Semtech -a (i promocije mnogih drugih u 2014. -2015. Uključujući i IBM i MicroChip!), Da LoRa ™ uređaji s niskim UHF širenjem spektra povećavaju raspone za barem red veličine (x 10) preko tradicionalnih NBFM (Narrow Band FM) modula podataka pod sličnim uslovima i postavkama.

Čini se da velik dio ovog zadivljujućeg povećanja dometa dolazi iz sposobnosti LoRa -e da radi ISPOD nivoa buke. Osnova ovoga može se odnositi na to da je šum nasumičan (i samim tim samodustavljiv u određenom periodu), dok je signal naručen (s više uzoraka koji ga tako "nadograđuju"). Pogledajte koncept na priloženoj surf slici!

Iako bi odašiljači mW -a sa jako niskim napajanjem mogli prenijeti odašiljače nivoa mW (i postavke na baterije mogu imati skoro vijek trajanja od možda godina), loša strana LoRa ™ je to što se mogu povezati slabi signali na velike udaljenosti sa vrlo niskim brzinama prijenosa podataka (<1kbps). To može biti slučajno za povremeni IoT (Internet of Things) nadzor u aplikacijama koje uključuju temperature, očitanje brojila, status i sigurnost itd.

Korak 3: SIGFOX - mrežni IoT rival?

Možda je najbliži LoRa ™ bežični rival IoT -u na daljinu LPWA (Low Power Wide Area) bežična kompanija francuska kompanija SIGFOX [7] =>

Za razliku od Semtech -ovog vlasničkog LoRa ™, SigFox -ovi uređaji su ugodno otvorenog izvora, ALI zahtijevaju specijaliziranu mrežu za povezivanje. Stoga postaju beskorisni, baš kao i mobilni telefoni, izvan pokrivenosti SigFox mreže - posebno značajan faktor u udaljenim regijama (ili za mnoge zemlje koje još nisu u upotrebi!). Tekuće naknade za usluge ili skok tehničkog napretka također mogu postati problem - Metricom kasnih devedesetih, nezgodna bežična internetska usluga "Ricochet" na 900 MHz, pada mi na pamet [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28Internet…

SigFox uređaji razlikuju se od LoRa ™ po tome što koriste UNB (ultra-uskopojasni) 100Hz radio “kanale”, sa BPSK (binarnom faznom smjenom) modulacijom pri 100 bps. Odašiljači su slični za baterije 10-25 mW, ali u licenciranim opsezima 868-902 MHz. Bazne stanice na krovu, koje se povezuju na internet putem optičkih vlakana itd., Imaju ultra osjetljive prijemnike od 142 dBm. Može doći do dometa od 10 km (stoga sličnih LoRa ™) - prijavljene su veze za prenos podataka sa visoko letećih aviona i priobalnih plovila u blizini baznih stanica SigFox.

Ali dozvoljeno je samo 12 bajtnih poruka, ograničenih na 6 poruka na sat. Informacije stižu za nekoliko sekundi, ali mreža SigFox ne može podržati takvu komunikaciju u stvarnom vremenu kao što je autorizacija kreditne kartice, a sustav najbolje odgovara "isječcima" podataka koji se prenose nekoliko puta dnevno. Tipično to može uključivati daljinsko očitavanje mjerača komunalnih usluga, praćenje protoka i nivoa, praćenje imovine, upozorenja u hitnim slučajevima ili parking mjesta za automobile - potonji su prava imovina!

SigFox mreže su prilično jednostavne i mogu se primijeniti uz mali dio cijene tradicionalnog ćelijskog sistema. Španija i Francuska su već pokrivene sa ~ 1000 baznih stanica (naspram 15 000 za standardnu mobilnu uslugu), a uskoro slijede Belgija, Njemačka, Nizozemska, UK (preko Arqive) i Rusija. Suđenja su takođe u toku u San Francisku, Međutim, Sigfox ne gradi ove mreže direktno, već ima ugovore s lokalnim kompanijama za rješavanje relativno jednostavnog postavljanja krovnih baznih stanica i antena.. Uvođenje može biti brzo i isplativo- njihov partner za implementaciju u Španiji potrošio je 5 miliona dolara za postavljanje mreže širom zemlje u samo 7 mjeseci. Ovi lokalni partneri zatim preprodaju IoT usluge, a krajnji korisnici naplaćuju oko ~ 8 USD godišnje po uređaju.

Usvajanje pristupa SigFox -a bilo je dramatično, pa je početkom 2015. godine prikupljeno više od 100 miliona USD. Bežični rivali TI/CC (Texas Instruments/ChipCon), koji su se nedavno pridružili SigFoxu, zapravo ukazuju na to da Lora ™ može imati slabosti - vidi [9] =>

Bilo je teško locirati istrage o SigFoxu, ali pogledajte uvide na nivou "Instructable" [10] =>

Moguće je da oba pristupa na kraju koegzistiraju, baš kao i dvosmjerni radio (= LoRa ™) i mobilni telefoni (= SigFox) za komunikacije na nivou glasa. Trenutno (maj 2015.) LoRa ™ je zasigurno NAČIN za istraživanje IoT bežičnih mogućnosti velikog dometa- čitajte dalje!

Korak 4: Kineski LoRa ™ moduli -1

Iako su izum EU, kineski proizvođači vrlo su žestoko prihvatili Semtech -ove SX127x LoRa ™ motore. LoRina sposobnost da probije kroz prepreke zgradama u prepunim azijskim gradovima bez sumnje je bila privlačna.

Proizvođači u kineskom mega e-gradu Shenzhen (blizu Hong Konga) bili su posebno oduševljeni, a ponude su zabilježili takvi "tvorci" kao što su Dorji, Appcon, Ulike, Rion/Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech i GBan. Iako se njihovi ispisi sučelja donekle razlikuju, 2 čipova "mikro moderirana" modula iz Dorjija, Appcona, VoRicea i NiceRFseema gotovo su izrađena.

Opsežno Googling se stoga preporučuje onima nakon masovne kupovine, uzoraka, besplatne dostave, jasnijih tehničkih uvida, boljeg pristupa funkcijama/iglama SX127x, lakšeg upravljanja, manje težine, robusnog pakovanja (YTech-ov stil E32-TTL-100) itd. poput EBay -a, Alibabe ili Aliexpress -a [11] =>

Korak 5: Kineski LoRa ™ moduli - 2

Budite oprezni da jeftiniji (<USD10 USD) moduli sa jednim čipom kontroliraju SX1278 putem dosadnog SPI (serijskog perifernog sučelja). Iako su veći i skuplji (~ 20 USD), dva LoRa ™ modula sa čipom koriste drugi MCU (mikrokontroler) na ploči za povezivanje SX1278 i obično ih je mnogo lakše konfigurirati i raditi u hodu. Većina nudi prijateljski industrijski standard TTL (Transistor Transistor Logic) transparentno rukovanje podacima putem jednostavnih RXD i TXD pinova. Male crvene i plave LED diode obično se ugrađuju na module TTL -a - zgodno za uvide u TX/RX.

NAPOMENA: Ponude od 8 pinova mogu koristiti razmak od 2 mm umjesto standardnih 2,54 mm (1/10 inča), što bi moglo ograničiti procjenu lemljene ploče.

Iako je udvostručavanje cijena TTL LoRa ™ uređaja možda zastrašujuće, skinflintovi bi mogli razmotriti jeftinije (i za kupovinu i za isporuku) ploče bez SMA utičnice i odgovarajuće antene "gumene patke". Naravno, neće biti tako profesionalno, ali jednostavan bič od ¼ vala (dugačak ~ 165 mm) lako se može napraviti od otpadne žice. Ovo može čak izvesti i antenu "gumene patke"-posebno ako je povišena!

Sveukupno (i -vjerovatno -brzo pod uticajem sve brojnijih ponuda), u vrijeme pisanja (sredina aprila 2015.) Dorjijev DRF1278DM na 433 MHz izgleda kao najlakši način da započnete s LoRa ™. Međutim, ograničeni pristup pinout -u ovog modula, podešavanje HEX nivoa i potreba za većim naponima napajanja (3,4 -5,5V) mogu biti ograničenje.

Korak 6: Dorji DRF1278DM

Kineski proizvođač Shenzhen Dorji prodaje ove mikro komandovane module DRF1278DM za ~ 20 USD svaki od Tindie [12] =>

7 pinova su raspoređeni na uobičajenoj ploči 2,54 mm (= 1/10 inča). Potrebno je napajanje između 3,4 - 5,5 V. Elektronika modula ipak radi na nižim naponima - na ploči je regulator napona od 3,2 V. Ova veća potreba za napajanjem je dosadna u današnjoj eri "3V", jer iako odgovara USB 5V (ili čak glomaznim 3 x AA 1.5V ćelijama), sprječava upotrebu pojedinačnih 3V Li novčinih ćelija itd. Možda bi se moglo zaobići regulator?

Korak 7: DAC02 USB adapter

Jeftini USB - TTL adapter (ovdje Dorjijev DAC02) može se koristiti za konfiguraciju modula putem PC softvera "RF Tools". Međutim, moduli su mehanički prilično nepodržani kada se umetnu, a ponovljena upotreba može napregnuti iglice …

Sličnih adaptera ima po vrlo niskim cijenama, ALI prije korištenja važno je prvo osigurati da pin funkcije na adapteru odgovaraju onima na bežičnom modulu! Ako to ne učine (s uobičajenim zamjenama VCC/GND), možda će se morati koristiti prilaz s letećim olovom. Iako pomalo dosadni, oni mogu biti i svestraniji jer odgovaraju konfiguraciji. drugih modula (pogledajte postavljanje primopredajnika HC-12), pa čak i prikaz direktnog terminala na računaru.

Korak 8: USB Config Tools + SF, BW i CR Insights

Ovdje su ekrani tipični za USB prilagođen korisniku koji konfigurira "RF alate". Dorji moduli su radili bez kutije, ali bi se frekvencije i postavke snage trebali barem promijeniti prema lokalnim propisima. Mnoge zemlje ograničavaju snagu predajnika od 433 MHz na 25 mW (~ 14 dBm) ili čak 10 mW (10dBm) - to su Dorji postavke snage 5 i 3.

ISM opseg bez licence, koji pokriva presjek od ~ 1,7 MHz između 433,050 - 434,790 MHz, takođe NE dozvoljava prijenos na tačno 433 000 MHz!

Na sreću, izgleda da se dogodilo transparentno rukovanje podacima, što znači da se svi serijski podaci koji se unose na kraju naizgled zubno izbacuju nakon prijenosa "u zraku". Međutim, šuškani međuspremnik od 256 bajtova više je ličio na 176 bajtova (CRC opterećenje?), Neke postavke s Dorji alatom bilo je teško protumačiti, a ni "zapisane" promjene se nisu pokazale uvijek prihvaćenima …

Preuzmite Dorjijev alat za konfiguraciju DRF_Tool_DRF1278D.rar (naveden pri dnu kolone RHS "Resursi") putem => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.htmlProvjerite različite uvide (posebno str. 9-10) u njegova upotreba i USB adapteri itd. =>

Objašnjenje LoRa ™ termina proširenog spektra: (N. B. Brzina prijenosa podataka odnosi se na BW i SF)

BW (Širina pojasa u kHz): Iako se samo 10 s kVHz BW može svidjeti, važno je uvažiti da se jeftini kristali od 32 MHz koje koriste mnogi LoRa ™ moduli (Dorji & HOPERF itd.) Možda ne podudaraju baš po frekvenciji. Mogu nastati i pomaci i starenje povezani s temperaturom. Odabir užih širina pojasa može stoga spriječiti sinkronizaciju modula osim ako se ne koristi dosadno dotjerivanje kristala i termička regulacija. Iako kineski proizvođači LoRa ™ modula poput Dorji preporučuju minimalno BW od 125 kHz, za većinu svrha bi uži BW od 62,5 kHz trebao biti sasvim u redu. Pogledajte stupac zasjenjene tablice prikazan u koraku 10.

SF ("čipovi" faktora širenja kao dnevnik-baza 2): U SS sistemima svaki bit u pseudo-slučajnoj binarnoj sekvenci poznat je kao "čip". Povećanje od 7 (2^7 = 128 impulsa čipa po simbolu) do granice od 12 poboljšava osjetljivost za 3 dB u svakom koraku, ali pribl. prepolovljuje brzinu prijenosa podataka. Iako je stoga SF od 11 (2^11 = 2048) 12dB osjetljiviji od SF7, brzina prijenosa podataka pada (na 62,5 kHz BW) sa ~ 2700 bps na samo 268 bps. Predajnici sa sporim protokom podataka ostaju duže uključeni i stoga mogu potrošiti više ukupne energije od odašiljača koji šalju brže podatke.

Međutim, vrlo niske brzine prijenosa podataka mogu biti prihvatljive za povremeno praćenje IoT -a (Internet stvari) (naravno i povećano trošenje energije baterije usput), dok bi povećanje dometa x 4 moglo biti izuzetno vrijedno!

CR (greška kodiranja): Početni testovi u Velikoj Britaniji koristili su CR od 4/5. (Ovo označava da su svaka 4 korisna bita kodirana sa 5 bita za prijenos). Povećanjem CR na 4/8 produljuje se vrijeme odašiljanja za ~ 27%, ali poboljšava prijem za 1 do 1,5dBm, što predstavlja potencijalno poboljšanje raspona za nekih 12 do 18%. Ovo podešavanje CR -a vjerovatno neće dati tako blagotvorno povećanje raspona kao povećanje SF -a.

Većina NZ ispitivanja bila su na 434.000 MHz, 2400 bps serijskim podacima, SF7, 62,5 kHz BW i CR 4/5.

Korak 9: Izravna konfiguracija DRF1278DM

DRF1278DM se također može konfigurirati iz vanjskog mikrokontrolera- čak i skromnog 8-pinskog PICAXE-08. Iako uključuje šifrirano bazno 16 HEX kodiranje, ovo omogućuje podešavanje na brodu/u hodu, a ne stalno uklanjanje modula i konfiguracija USB adaptera. Pogledajte sve detalje str. 7-8 na Dorji. pdf. [13] =>

Iako nudi različite mogućnosti spavanja, uvid u dotjerivanje HEX razine može se steći i putem Appconovih (blizu sličnih) APC-340 podatkovnih listova [14] =>

Zahvaljujući kolegi Kiwi Andrewu "Brightspark" HORNBLOW ovime PICAXE-08M2 fragment koda za moduliranje snage DRF1278DM TX u stepenište rampe prenosa. (Radi lakšeg uvida u raspon/snagu, oni bi se lako mogli povezati sa tonovima generisanim na PICAXE -u). Imajte na umu, međutim, da razine TX 6 i 7 premašuju dozvoljeni iznos od 25 mW za NZ/Australiju (~ 14dBm ili postavka 5). Andrewovi uvidi nastali su nadgledanjem/kopiranjem i lijepljenjem sirovih heksadecimalnih serijskih podataka iz terminala.exe (vrhunski inženjerski alat [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) tokom pregledavanja serije brbljanje podataka u module i sa njih kada se promeni nivo RF snage.

Korak na nivou snage Dorji = 4. bajt sa kraja RH ($ 01, $ 02 itd.) Plus sledeći CS bajt (CheckSum $ AB, $ AC itd.) Samo je potrebno prilagoditi. Primjeri PICAXE kodnih rečenica za promjenu nivoa snage u hodu su sljedeći:

čekaj 2

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

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

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

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

čekaj 2

Korak 10: Procjene učinka i rezultati

PICAXE 28X2 pogonski HOPERF 434 MHz Semtech LoRa ™ bazirani RFM98 moduli podataka korišteni su u ispitivanjima koja su provedena na vezi od 750 m u tipičnom gradskom okruženju u Velikoj Britaniji. Antena predajnika bila je podignuta ~ 2½ m na niskom jarbolu, s prijemnikom na kratkom stupu ~ 1½ m - oba iznad zemlje. S potvrđenim opsegom urbanog okruženja od 750 m pri britanskom TX od 10 mW (koristeći 500kHz BW i na taj način dajući ~ 22kbps), tada na 10,4kHz BW (ili 455 bps) nekih 6 km izgleda izvodljivo sa snagom ispod mW!

Potvrđujući terenski testovi (sa postavkama SF7 i samo BW 62,5 kHz) izvršeni su u Wellingtonu (NZ) sa 3 x AA baterijama napajanim PICAXE-08M Dorji DRF1278DM modulima i sličnom antenom, ali na Aus/NZ-u "mjehurićima boje" većim 25mW (14dBm) TX snaga. Prigradske signalne veze, možda potpomognute otvorenijim okruženjem i drvenim zgradama, dosljedno su pravljene na udaljenosti od 3 - 10 km. (Kako pojačanje od 6 dB udvostručuje raspon LoS -a, tada 4 dB dodatne snage ~ x 1½. I stoga se rasponi mogu poboljšati u odnosu na implicitne UK za> 1½ puta).

Korak 11: Izgled matične ploče

Izgled oplate (koji se ranije koristio za Dorjijeve "7020" GFSK module) odgovara jednostavnoj zamjeni na LoRa uređaj. GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) modulacija ranije se smatrala najboljim pristupom od 433 MHz, pa je bilo korisno uporediti rezultate ponude "7020" sa novim LoRa modulima.

Korak 12: PICAXE shema

I RX i TX koriste gotovo identičan raspored, iako se njihov kod donekle razlikuje. Iako prirodno privlačan i lako postignut sa PICAXE -ovima, u ovoj fazi nije učinjen pokušaj ulaska u režime spavanja koji štede energiju. Struja iz 3 xAA baterije bila je ~ 15mA, pulsirajući na ~ 50mA pri odašiljanju.

Korak 13: Koda odašiljača PICAXE

Naravno, ovaj se kod može uvelike poboljšati i izmijeniti, možda sa kašnjenjima u rješavanju i preambulama. Trenutno je to u suštini samo pljuvanje napredujućeg broja 0-100. Budući da je pokus samo namjeravao provjeriti pouzdane tvrdnje o dometu, nije učinjen nijedan pokušaj (ni s odašiljačem ni s prijemnikom) da se omoguće načini uštede energije.

Korak 14: PICAXE kod prijemnika i prikaz

Ovdje je pridruženi kod prijemnika PICAXE, s brojčanim vrijednostima prikazanim putem uređivačkog ugrađenog terminala "F8". Ljepota jednostavnog brojanja je u tome što se sekvence mogu brzo vizualno skenirati i nedostajuće ili močvarne vrijednosti lako uočiti.

Korak 15: LoRa ™ RF pomoć za podešavanje prilagođena korisnicima?

Kako postavke LoRa ™ modula mogu biti teške za razumijevanje i provjeru, ugodno se pokazalo da je moguće koristiti jeftine (i relativno širokopojasne) ASK 433 MHz prijemničke module kao jednostavno pomagalo za podešavanje.

NZ/Aus utičnica Jaycar nudi ZW3102 modul koji se lako može nagovoriti na "zadaće njuškala" kako bi odgovarao nadzoru zvučnog signala. Kada se prenose LoRa ™ blizu (<5 metara), odlazni signal će se lako čuti kao "ogrebotine", dok se svjetlina priključene LED diode odnosi na RSSI (indikacija jačine primljenog signala).

Sličan (i jeftiniji) Dorjijev modul predstavljen je u Instructable [16] =>

Korak 16: Terenski testovi- Wellington, Novi Zeland

Ova postavka plaže prikazuje ranije testiranje sa Dorjijevim "7020" GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulima. Dometi su tada u takvim uvjetima maksimizirali na ~ 1 km, a u najboljem slučaju bili su ~ 300 m kroz laganu vegetaciju i lokalitete sa drvenim okvirima. Ukrštene lučke veze bile su moguće samo kada je odašiljač bio značajno uzdignut nekih 100 metara na mjestu posmatranja orlovog gnijezda na padini iza.

Nasuprot tome, Dorjijevi LoRa moduli sa istom snagom od 25 mW "preplavili" su predgrađe, s prijenosima visokim (~ 2,4 m) koji se pouzdano detektiraju do ~ 3 km blizu, 6 km na "slatkim mjestima" na uvratini i čak 10 km LOS -a preko luke. Prijem je prestao tek u uvalama iza stjenovitih rtova (vidljivo u pozadini). LoRa postavke su bile, BW 62.5kHz, SR 7, CR 4/5 i 25mW (14dBm) TX snage u vertikalnu antenu sa više smjerova ¼ vala.

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

Zahvaljujući Stuartu Robinsonu (radio ham GW7HPW) sa sjedištem u Cardiffu, uporedni testovi FSK -a (Frequency shift keying) u odnosu na LoRa ™ izvedeni su na povišenoj udaljenosti od 40 km preko britanskog kanala Bristol. Pogledajte sliku.

Regija je prilično bežična povijest jer je 1897. godine Marconi proveo svoje prve testove "velikog dometa" (6-9 km pomoću odašiljača varljivih gladi!) U blizini [17] =>

Stuartovi rezultati govore sami za sebe - LoRa ™ veze za prijenos podataka bile su nevjerojatno moguće u 2014. uz djelić snage potrebne za njegove prethodno cijenjene module Hope RFM22BFSK!

RFM22B s kontrolom PICAXE-40X2 u stvari još uvijek kruži u orbiti u cijenjenih 50 dolara, sa slabim signalima na tlu koji se mogu otkriti dok prolazi u LEO-u (niska zemaljska orbita) na stotine kilometara iznad. (LoRa ™ moduli nisu bili dostupni u vrijeme lansiranja 2013.) [18] =>)

Korak 18: Ostali testovi regiona

Uspješne veze uspostavljene su na 22 km LoS (vidljiva linija) u Španiji i nekoliko km u urbanoj Mađarskoj.

Pogledajte promociju Libeliuma koja pokazuje prednosti tehnologije ~ 900MHz [19] =>

Korak 19: LoRa prijemnik i veze

UK HAB (High Altitude Ballooning) pokusi dali su dvosmjernu LoRa ™ pokrivenost do 240 km. Snižavanje brzine prijenosa podataka sa 1000bps na 100bps trebalo bi omogućiti pokrivenost sve do radio horizonta, što je možda 600 km na tipičnoj nadmorskoj visini ovih balona 6000-8000m. Praćenje balona može se izvršiti putem GPS -a na ploči - provjerite opsežnu HAB & LoRa ™ dokumentaciju na [20] =>

LoRa prijemnik za HAB i buduće LEO satelitske radove je u razvoju - detalji slijede.

Sažetak: LoRa ™ se oblikuje kao remetilačka tehnologija, posebno za aplikacije za bežično umrežavanje u Internetu (Internet of Things) u nastajanju - i mnogo više -. Ostanite informirani putem stranice LoRa Alliance [21] =>

Odricanje od odgovornosti i uvažavanje: Ovaj je račun u suštini zamišljen kao predvodnik u istrazi i sastavljanju - ono što se čini - igre koja mijenja UHF bežičnu podatkovnu tehnologiju. Iako pozdravljam besplatne uzorke (!), Nemam komercijalne veze ni sa jednim od spomenutih proizvođača LoRa ™. Slobodno "kopirajte lijevo" ovaj materijal - posebno za obrazovne svrhe - ali kredit stranice je prirodno cijenjen.

Napomena: Neke slike su nabavljene na webu, za koje se ovim (ako se ne upućuje) produžava zahvalna zahvalnost.

Stan. SWAN => [email protected] Wellington, Novi Zeland. (ZL2APS -od 1967.).

Linkovi: (15. maja 2015.)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]