Představujeme LoRa ™!: 19 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

LoRa ™ = telemetrie bezdrátových dat s dlouhým dosahem a týká se radikálního dvoucestného bezdrátového datového modulačního modulování šířeného spektra VHF/UHF, který byl nedávno vyvinut a chráněn ochrannou známkou (™) společností Semtech - dlouho zavedená (1960) americká nadnárodní elektronická firma. Viz [1] =>

Technologii za LoRa ™ vyvinula společnost Cycleo, francouzská společnost, kterou Semtech získal v roce 2012. LoRa ™ je proprietární, ale zdá se, že používá nějaký „jednodušší“CSS (Chirp Spread Spectrum) pulzní modulaci „rozmetací frekvence“FM spíše než DSSS (Direct Sequence SS) nebo FHSS (Frequency Hopping SS).

Web Semtech uvádí, že „Technologie LoRa ™ nabízí oproti stávajícím řešením výhodu 20dB rozpočtu na propojení, což výrazně rozšiřuje rozsah jakékoli aplikace a zároveň přináší nejnižší spotřebu proudu, aby se maximalizovala životnost baterie“.

Nárokované rozsahy jsou obvykle x10 běžných bezdrátových datových systémů UHF. Ano -ve srovnání s pravidelnými nastaveními úzkopásmových dat poskytuje LoRa ™ 100 metrů spíše než 10 s, několik 1000 m místo pouhých 100 s. Kouzlo!

LoRa ™ je poněkud komplikovaný, protože používá výrazy a vyžaduje nastavení, která jsou pravděpodobně pro mnoho „normálních“uživatelů neznámá. Potěšitelně však bylo zjištěno, že je možné ověřit deklarace pomocí jednoduchého nastavení - zde pomocí spárovaných mikroprocesorů PICAXE ve výši 3 USD ve Velké Británii jako ovladačů. PICAXE jsou téměř ideální pro takové zkoušky, protože jsou naprogramovány ve vysoké úrovni interpretované BASIC a režie rychlosti provádění je u dat s-l-o-w LORA ™ náhodná! Viz [2] => www.picaxe.com

Krok 1: Semtech's SX127x

V posledních desetiletích byly za pomoci levného zpracování PC vyvinuty různé inteligentní digitální režimy (zejména pro radioamatéry) pro nízkofrekvenční vysokofrekvenční (3–30 MHz) práci, kde je šířka pásma vzácná. (Modulace šířeného spektra hladového po šířce pásma je na těchto nižších frekvencích obvykle nezákonná). Některé režimy mohou pokrývat oceány s nízkým výkonem (několik wattů), ale jsou pomalé a vyžadují sofistikovaný počítačový software pro kódování/dekódování spolu s velmi citlivými komunikačními prvky. přijímače a významná anténa. Viz [3] =>

Integrované obvody VHF/UHF SX127x LoRa ™ společnosti Semtech však obsahují téměř vše v inteligentním palci velikosti nehtu ~ 4 USD!

* Aktualizace z počátku roku 2019: Semtech nedávno upgradoval řadu SX127x, přičemž jejich nové moduly na bázi SX126x vypadají VELMI hodnotně. Další komentáře najdete na konci Instructable.

Společnost Semtech vyrábí několik variant RF IC, přičemž SX1278 má nižší frekvenci UHF nakloněnou tak, aby vyhovovala uživatelům pásma ISM 433 MHz. Vyšší frekv. Nabídky 800-900 MHz lákají k profesionálnější práci, i když u těchto frekvencí blízkých 1 GHz může být problémem snížení RF děrování a absorpce signálové cesty. Frekvence sub GHz však mají nižší šum, legálně vyšší vysílací výkon a kompaktnější anténu s vysokým ziskem, která to může kompenzovat.

Kromě modulace LoRa ™. (Zobrazeno na obrázku) mohou moduly přijímače SX127x také produkovat signály FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK/OOK a dokonce i tónové signály FM (Morseova abeceda!), Aby vyhovovaly starším systémům. Viz datové listy Semtech (131 stran!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Poznámka: HOPERF, dlouhodobě zavedená čínská bezdrátová datová společnost, nabízí moduly LoRa ™ s integrovaným obvodem RF96/97/98 „7 a side“, který se zdá být podobný SX127x společnosti Semtech. Není však známo, zda se jedná pouze o asijské LoRa ™ 2. zdroje…

Krok 2: LoRa ™ šíří výhody spektra

Systémy SS (Spread Spectrum) nejsou nové, ale jejich propracovanost znamenala, že byly pro mnoho uživatelů příliš nákladné, dokud se nevyvinul moderní mikroelektronický přístup. Protože techniky SS nabízejí značné rušení a slábnoucí imunitu, zabezpečení a „nezjistitelné“přenosy, jsou již dlouhou dobu doménou armády - dokonce již od 2. světové války. Podívejte se na úžasnou práci bombové herečky Hedy Lamarr ze čtyřicátých let! [5] =>

Pravděpodobná modulace Chirp SS od LoRa ™, stejně jako další výhody SS, může nabídnout také imunitu vůči „posunu frekvence“proti Dopplerovu efektu - možná významnou v rychle se pohybujících družicových aplikacích LEO (Low Earth Orbital). Viz [6] =>

Ale -zde na zemi -největší pozornost vyplývá z tvrzení společnosti Semtech (a propagace mnoha dalších v letech 2014–2015 -včetně IBM a MicroChip!), Že zařízení LoRa ™ s nízkým UHF šířením spektra zvyšují dosahy alespoň o řád (x 10) oproti tradičním datovým modulům NBFM (Narrow Band FM) za podobných podmínek a nastavení.

Zdá se, že velká část tohoto úžasného zvýšení dosahu pochází ze schopnosti LoRa pracovat NÍŽE pod úrovní hluku. Základ toho může souviset s náhodným šumem (a tedy samočinným rušením po určitou dobu), zatímco je uspořádán signál (s více vzorky, čímž se „buduje“). Prohlédněte si koncept na přiloženém surfovém obrázku!

Ačkoli vysílače mW úrovně „zápachu olejnatého elektronu“s velmi nízkým výkonem mohou být proveditelné (a nastavení napájená bateriemi může mít téměř životnost), nevýhodou LoRa ™ však je, že mohou být spojeny slabé signály s dlouhým dosahem s velmi nízkými datovými rychlostmi (<1 kbps). To může být náhodné pro příležitostné sledování IoT (internet věcí) v aplikacích zahrnujících teploty, odečty měřičů, stav a zabezpečení atd.

Krok 3: SIGFOX - síťový soupeř IoT?

Snad nejbližším bezdrátovým soupeřem LoWa ™ s dlouhým dosahem IoT LPWA (Low Power Wide Area) je francouzská společnost SIGFOX [7] =>

Na rozdíl od patentovaného LoRa ™ společnosti Semtech jsou zařízení SigFox příjemně otevřená, ALE vyžadují specializovanou propojovací síť. Když jsou mimo pokrytí sítě SigFox, stanou se proto nepoužitelnými, stejně jako mobilní telefony - což je obzvláště vypovídající faktor v odlehlých oblastech (nebo v mnoha zemích, které dosud nebyly obslouženy!). Problémem mohou být také probíhající poplatky za služby nebo prudký technický pokrok - na mysli je Metricom z konce 90. let, nešťastná 900 MHz „Ricochet“bezdrátová internetová služba [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28 Internet…

Zařízení SigFox se liší od LoRa ™ v použití UNB (ultra úzké pásmo) 100Hz rádiových „kanálů“s modulací BPSK (Binary Phase Shift Keying) rychlostí 100bps. Vysílače jsou podobné baterii šetrné 10-25 mW, ale v licenci zdarma pásma 868-902 MHz. Střešní základnové stanice, které se připojují k internetu pomocí optických vláken atd., Mají ultra citlivé přijímače -142 dBm. Mohou nastat vzdálenosti 10 km (tedy podobné LoRa ™) - datová spojení byla hlášena z vysoko létajících letadel a pobřežních plavidel v blízkosti základnových stanic SigFox.

Povoleno je však pouze 12 bajtových zpráv omezených na 6 zpráv za hodinu. Informace dorazí během několika sekund, ale síť SigFox nemůže podporovat komunikaci v reálném čase, jako jsou autorizace kreditních karet, a systém nejlépe vyhovuje datovým „úryvkům“přenášeným několikrát denně. Typicky to může zahrnovat dálkový odečet měřiče, sledování toku a hladiny, sledování majetku, nouzová upozornění nebo parkovací místa - to je skutečný přínos!

Sítě SigFox jsou poměrně jednoduché a lze je nasadit za zlomek ceny tradičního mobilního systému. Španělsko a Francie jsou již pokryty ~ 1 000 základnovými stanicemi (oproti 15 000 pro standardní mobilní služby), přičemž Belgie, Německo, Nizozemsko, Spojené království (přes Arqiva) a Rusko budou brzy následovat. Zkoušky také probíhají v San Francisku, Sigfox však tyto sítě přímo nestaví, ale uzavírá smlouvy s místními společnostmi, aby zvládly relativně jednoduché nasazení střešních základnových stanic a antén.. Zavádění může být rychlé a nákladově efektivní- jejich partner pro nasazení ve Španělsku utratil 5 milionů dolarů na zavedení sítě po celé zemi za pouhých 7 měsíců. Tito místní partneři poté prodávají služby IoT za poplatky koncových uživatelů kolem ~ 8 USD ročně za zařízení.

Využití přístupu SigFox bylo dramatické, přičemž počátek financování v roce 2015 zvýšil> 100 milionů USD. Bezdrátoví soupeři TI/CC (Texas Instruments/ChipCon), kteří se nedávno připojili k SigFox, ve skutečnosti naznačují, že Lora ™ může mít slabé stránky - viz [9] =>

Ruce vyšetřování SigFox bylo obtížné najít, ale podívejte se na přehledy úrovní „Instructable“[10] =>

Je možné, že oba přístupy nakonec koexistují, stejně jako obousměrné rádia (= LoRa ™) a mobilní telefony (= SigFox) pro komunikace na úrovni hlasu. V současné době (květen 2015) je LoRa ™ určitě THE způsob, jak prozkoumat možnosti bezdrátového IoT s dlouhým dosahem- čtěte dále!

Krok 4: Čínské moduly LoRa ™ -1

Přestože jde o vynález EU, motory Semtech SX127x LoRa ™ byly čínskými výrobci velmi dychtivě využívány. Schopnost LoRa prorazit překážkové budovy v přeplněných asijských městech byla bezpochyby přitažlivá.

Výrobci v čínském velkém e-městě Shenzhen (poblíž Hongkongu) byli obzvláště nadšení, protože nabídky byly zaznamenány od takových „tvůrců“, jako jsou Dorji, Appcon, Ulike, Rion/Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech a GBan. Ačkoli se jejich vývody rozhraní poněkud liší, 2čipové „mikro moderované“moduly od společností Dorji, Appcon, VoRice a NiceRFseem byly téměř navrženy.

Rozsáhlé Googling je proto doporučeno pro ty, kteří po hromadném nákupu, vzorky, doprava zdarma, jasnější technické postřehy, lepší přístup k funkcím/pinům SX127x, snadnější ovládání, lehčí váha, robustní balení (styl YTech E32-TTL-100) atd. Procházet jako EBay, Alibaba nebo Aliexpress [11] =>

Krok 5: Čínské moduly LoRa ™ - 2

Mějte na paměti, že levnější (<$ 10 USD) jednočipové moduly ovládají SX1278 prostřednictvím únavného hodinově propojeného SPI (Serial Peripheral Interface). Ačkoli jsou větší a dražší (~ 20 USD), dva čipové moduly LoRa ™ používají pro propojení SX1278 druhý integrovaný MCU (mikrokontrolér) a je obvykle mnohem snazší je konfigurovat a pracovat s nimi za běhu. Většina nabízí přátelský průmyslový standard TTL (Transistor Transistor Logic) transparentní zpracování dat pomocí jednoduchých pinů RXD a TXD. Malé červené a modré LED diody jsou obvykle osazeny do modulů TTL - praktické pro TX/RX insights.

POZNÁMKA: Nabídky 8 pinů mohou používat rozteč 2 mm spíše než standardní 2,54 mm (1/10. Palec), což by mohlo omezit vyhodnocování nepájivých desek.

Ačkoli zdvojnásobení ceny zařízení TTL LoRa ™ může být skličující, skinflints by mohl uvažovat o levnějších deskách (jak pro nákup, tak pro odeslání) bez zásuvky SMA a odpovídající antény „gumové ducky“. Nebude to samozřejmě tak profesionální, ale jednoduchý ¼ vlnový (~ 165 mm dlouhý) bič lze snadno vyrobit ze šrotu. To může dokonce vyrovnat „gumovou ducky“anténu-zvláště pokud je vyvýšená!

Celkově (a -sigh- pravděpodobně rychle ovlivněn stále početnějšími nabídkami) se v době psaní (polovina dubna 2015) zdá, že Dorji's 433 MHz DRF1278DM je nejjednodušší způsob, jak začít s LoRa ™. Omezení pinoutu tohoto modulu, vylepšení HEX úrovně a potřeba vyšších napájecích napětí (3,4 -5,5 V) však mohou být omezením.

Krok 6: Dorji DRF1278DM

Čínský výrobce Shenzhen Dorji prodává tyto mikrořadicí moduly DRF1278DM za ~ 20 USD každý od Tindie [12] =>

Těchto 7 kolíků je rozmístěno obvyklých 2,54 mm (= 1/10 palce). Je zapotřebí napájení mezi 3,4 - 5,5V. Elektronika modulu však pracuje při nižších napětích - na desce je regulátor napětí 3,2 V. Tato vyšší potřeba napájení je v dnešní éře „3V“nepříjemná, protože ačkoli to vyhovuje USB 5V (nebo dokonce objemným 3 x AA 1,5V článkům), brání to použití jednotlivých 3V Li knoflíkových článků atd. Regulátor by se snad dal obejít?

Krok 7: USB adaptér DAC02

Pro konfiguraci modulu pomocí PC softwaru "RF Tools" lze použít levný USB - TTL adaptér (zde Dorjiho DAC02). Moduly jsou však po vložení mechanicky spíše nepodporované a opakované použití může způsobit namáhání kolíků …

Podobných adaptérů je mnoho za velmi nízké ceny, ALE před použitím je důležité nejprve zajistit, aby funkce pinů na adaptéru odpovídaly těm na bezdrátovém modulu! Pokud tomu tak není (s běžnými swapy VCC/GND), bude pravděpodobně nutné použít přístupy s letícím olovem. Ačkoli jsou nudné, mohou být také univerzálnější, protože vyhovují konfiguraci. jiných modulů (viz nastavení transceiveru HC-12) a dokonce přímé zobrazení programu terminálu na PC.

Krok 8: USB Config Tools + SF, BW a CR Insights

Zde obrazovky typické pro uživatelsky přívětivé USB konfigurující „RF Tools“. Moduly Dorji fungovaly po vybalení z krabice, ale nastavení frekvence a výkonu by mělo být alespoň změněno podle místních předpisů. Mnoho zemí omezuje výkon vysílače 433 MHz na 25 mW (~ 14 dBm) nebo dokonce 10 mW (10 dBm) - to jsou nastavení výkonu Dorji 5 a 3.

Bezplatné licenční pásmo ISM, které pokrývá část ~ 1,7 MHz mezi 433,050 - 434,790 MHz, NEPOVOLUJE ani přenosy přesně na 433 000 MHz!

Zdá se, že naštěstí dochází k transparentní manipulaci s daty, což znamená, že jakákoli sériová data jsou přiváděna, jsou po přenosu „na vzduchu“nakonec transparentně dentálně vyvedena. Říkalo se však, že vyrovnávací paměť 256 bajtů vypadala spíše jako 176 bajtů (režie CRC?), Některá nastavení pomocí nástroje Dorji bylo obtížné interpretovat a „zapsané“změny nebyly vždy prokázány jako přijaté…

Stáhněte si Dorjiho konfigurační nástroj DRF_Tool_DRF1278D.rar (uvedený v dolní části sloupce „Zdroje“RHS) přes => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.htmlZkontrolujte různé poznatky (zejména str. 9-10) do je to použití a USB adaptéry atd =>

Vysvětlení pojmů rozprostřeného spektra LoRa ™: (N. B. Datová rychlost se týká ČB a SF)

BW (šířka pásma v kHz): Přestože pouhých 10 s kHz BW může přitahovat, je důležité si uvědomit, že levné krystaly 32 MHz používané mnoha moduly LoRa ™ (Dorji & HOPERF atd.) Se nemusí přesně shodovat ve frekvenci. Mohou také nastat teplotní závěry a stárnutí. Volba užších šířek pásma může tedy bránit synchronizaci modulu, pokud není použito únavné ladění krystalů a regulace teploty. Přestože čínští výrobci modulů LoRa ™ jako Dorji doporučují BW minimálně 125 kHz, pro většinu účelů by užší BW 62,5 kHz mělo být v pořádku. Viz stínovaný sloupec tabulky uvedený v kroku 10.

SF („čipy“faktoru šíření jako protokol báze 2): V systémech SS je každý bit v pseudonáhodné binární sekvenci známý jako „čip“. Inkrementace od 7 (2^7 = 128 čipových pulzů na symbol) až k hranici 12 zlepšuje citlivost o 3dB v každém kroku, ale přibližně. sníží rychlost přenosu dat na polovinu. Přestože SF 11 (2^11 = 2048) je o 12 dB citlivější než SF7, rychlost přenosu dat klesá (při 62,5 kHz BW) z ~ 2700 bps na pouhých 268 bps. Vysílače s pomalým datovým tokem zůstávají déle zapnuté, a proto mohou také celkově spotřebovat více energie než vysílače odesílající rychlejší data.

Velmi nízké přenosové rychlosti však mohou být pro příležitostné monitorování IoT (Internet of Things) samozřejmě přijatelné (a zvýšený odliv energie z baterie téměř náhodný), zatímco zvýšení dosahu x 4 může být nesmírně užitečné!

CR (error Coding Rate): Počáteční britské testy používaly CR 4/5. (To znamená, že každé 4 užitečné bity jsou kódovány 5 přenosovými bity). Zvýšení CR na 4/8 prodlouží vysílací čas o ~ 27%, ale zlepší příjem o 1 až 1,5 dBm, což představuje zlepšení potenciálního dosahu o přibližně 12 až 18%. Toto vylepšení CR pravděpodobně nepřinese tak příznivý zisk rozsahu, jako je zvýšení SF.

Většina zkoušek NZ byla na 434 000 MHz, 2400 bps sériových datech, SF7, 62,5 kHz BW a CR 4/5.

Krok 9: Přímá konfigurace DRF1278DM

DRF1278DM lze také konfigurovat z externího mikrokontroléru- dokonce i ze skromného 8kolíkového PICAXE-08. Ačkoli zahrnuje kódování HEX s kryptickou základnou 16, umožňuje spíše ladění na palubě/za běhu než neustálé odebírání modulů a konfiguraci USB adaptéru. Další podrobnosti najdete na str. 7-8 v Dorji. pdf. [13] =>

Přestože nabízí různé funkce spánku, lze informace o vylepšení na úrovni HEX získat také prostřednictvím datových listů APC-340 společnosti Appcon (poblíž lookalike) [14] =>

Díky kolegovi Kiwi Andrewovi „Brightsparkovi“HORNBLOWOVI s tímto fragmentem kódu PICAXE-08M2 k modulaci výkonu DRF1278DM TX do schodišťové rampy přenosových výkyvů. (Pro snazší pochopení dosahu/výkonu je lze snadno spojit také s tóny generovanými na konci přijímače PICAXE). Mějte však na paměti, že úrovně TX 6 a 7 překračují příspěvek NZ/Austrálie 25 mW (~ 14 dBm nebo nastavení 5). Andrewovy poznatky vyplynuly ze sledování/kopírování a vkládání nezpracovaných hexadecimálních sériových dat z terminal.exe (skvělý inženýrský nástroj [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) při prohlížení seriálu datový chatter do az modulů při změně úrovně RF výkonu.

Krok úrovně výkonu Dorji = 4. byte od konce RH ($ 01, $ 02 atd.) Plus následující bajt CS (CheckSum $ AB, $ AC atd.) Stačí vyladit. Ukázkové věty kódu PICAXE pro úpravu úrovně výkonu za běhu jsou následující:

počkej 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, $ 00, $ 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, $ 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, $ 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, $ 00, $ 07 ($ B1, $ 0D, $ 0A)

počkej 2

Krok 10: Odhady a výsledky výkonu

Datové moduly RFM98 založené na POPAXE 28X2 poháněné HOPERF 434 MHz Semtech LoRa ™ byly použity ve studiích prováděných přes 750m spojení v typickém britském městském prostředí. Anténa vysílače byla vyvýšena ~ 2½ m na nízkém stožáru, přičemž přijímač byl na krátkém pólu ~ 1½ m - oba nad zemí. S potvrzeným dosahem hustého městského prostředí 750 m při 10 mW TX ve Velké Británii (s použitím 500 kHz BW, což dává ~ 22 kbps), pak při 10,4 kHz BW (nebo 455 bps) vypadá přibližně 6 km proveditelně s výkonem pod mW!

Potvrzující testy v terénu (s nastavením SF7 a pouze BW 62,5 kHz) byly provedeny ve Wellingtonu (NZ) s 3 x AA bateriemi napájenými moduly Dorji DRF1278DM napájenými PICAXE-08M a podobnou anténou, ale u "Aus/NZ" paint blistering "vyšších 25mW (14dBm) TX výkon. Příměstské signálové spoje, možná podporované otevřenějším prostředím a dřevěnými budovami, byly důsledně prováděny na 3 - 10 km. (Vzhledem k tomu, že zisk 6 dB zdvojnásobuje rozsah LoS, pak 4 dB extra výkon ~ x 1½. A proto se rozsahy mohou oproti předpokládaným britským zlepšit o> 1½krát).

Krok 11: Rozložení Breadboardu

Jednoduché rozložení na zařízení LoRa vyhovuje chlebovému uspořádání (dříve používanému pro moduly GFSK „7020“společnosti Dorji). Modulace GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) byla dříve považována za nejlepší přístup 433 MHz, takže bylo výhodné porovnat výsledky nabídek „7020“s novými moduly LoRa.

Krok 12: Schéma PICAXE

Oba RX a TX používají téměř identické rozložení, i když se jejich kód poněkud liší. Ačkoli je to přirozeně přitažlivé a snadno dosažitelné pomocí PICAXE, v této fázi nebyl učiněn žádný pokus vstoupit do energeticky úsporných spánkových režimů. Odběr proudu ze 3 xAA baterií byl ~ 15mA, pulzující až ~ 50mA při vysílání.

Krok 13: Kód vysílače PICAXE

Tento kód lze přirozeně značně vylepšovat a upravovat, možná s usazováním zpoždění a preambulí. V současné době je to v podstatě jen plivání postupujícího čísla 0-100. Vzhledem k tomu, že pokus byl určen pouze k ověření spolehlivých tvrzení o dosahu, nebyl učiněn žádný pokus (s vysílačem nebo přijímačem) povolit režimy úspory energie.

Krok 14: Kód a displej přijímače PICAXE

Zde je přidružený kód přijímače PICAXE s číselnými hodnotami zobrazenými prostřednictvím vestavěného terminálu „F8“editoru. Krása jednoduchého počítání spočívá v tom, že sekvence lze rychle vizuálně naskenovat a chybějící nebo bažinaté hodnoty snadno spatřit.

Krok 15: Uživatelsky přívětivé pomůcky pro vyladění LoRa ™ RF?

Protože nastavení modulu LoRa ™ může být obtížné pochopit a ověřit, s potěšením bylo zjištěno, že je možné použít levné (a relativně širokopásmové) přijímací moduly ASK 433 MHz jako jednoduchou pomoc při ladění.

NZ/Aus outlet Jaycar nabízí modul ZW3102, který lze snadno přesvědčit k „sniffer povinnostem“, aby vyhovoval monitorování zvukového signálu. Když se blíží (<5 metrů) k přenosům LoRa ™, odchozí signál bude snadno slyšet jako "škrábance", zatímco jas připojené LED se vztahuje k RSSI (indikace síly přijatého signálu).

Podobný (a levnější) modul od Dorji je uveden v Instructable [16] =>

Krok 16: Polní testy- Wellington, Nový Zéland

Toto nastavení pláže ukazuje dřívější testování s moduly „7020“GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) společnosti Dorji. Dosahy pak v takových podmínkách dosahovaly max. 1 km a v nejlepším případě byly ~ 300 m přes lehkou vegetaci a lokality s dřevěnými rámovými budovami. Propojení křížových přístavů bylo možné pouze tehdy, když byl vysílač výrazně vyvýšen asi 100 m na místě s výhledem na orlí hnízdo na svahu za ním.

Naproti tomu moduly Dorjiho LoRa se stejným výkonem 25 mW „zaplavily“předměstí a přenosy s vysokým ramenem (~ 2,4 m) spolehlivě detekovaly do vzdálenosti ~ 3 km, 6 km na „sladkých místech“na souvrati a dokonce 10 km povrchový LOS přes přístav. Příjem usnul jen v zátokách za skalnatým souostrovím (viditelné v pozadí). Nastavení LoRa bylo, BW 62,5kHz, SR 7, CR 4/5 a 25mW (14dBm) TX výkon do ¼ vlnové všesměrové vertikální antény.

Krok 17: UK LoRa Versus FSK - 40km LoS (Line of Sight) test

Díky Cardiffskému Stuartovi Robinsonovi (radio ham GW7HPW) byly porovnávací testy FSK (Frequency shift keying) versus LoRa ™ provedeny na zvýšené 40 km vzdálenosti přes britský Bristolský kanál. Viz obrázek.

Tento region je historicky spíše bezdrátový, protože v roce 1897 Marconi provedl své první testy „dlouhého dosahu“(6 - 9 km pomocí vysílačů hladových jisker!) Poblíž [17] =>

Výsledky Stuarta hovoří samy za sebe - datová spojení LoRa ™ byla v roce 2014 úžasně možná za zlomek výkonu potřebného pro jeho dříve respektované moduly Hope RFM22BFSK!

PICAXE-40X2 ovládaný RFM22B je ve skutečnosti stále na oběžné dráze v úctyhodných $ 50 sat, se slabými pozemními signály detekovatelnými při průchodu v LEO (Low Earth Orbital) o mnoho 100 km výše. (Moduly LoRa ™ nebyly v době spuštění 2013 k dispozici) [18] =>)

Krok 18: Další testy regionu

Úspěšná spojení byla provedena na 22 km LoS (Line of Sight) ve Španělsku a několik km v městském Maďarsku.

Podívejte se na propagaci Libelium, která ukazuje výhody technologie ~ 900 MHz [19] =>

Krok 19: Přijímač LoRa a odkazy

Testy UK HAB (High Altitude Ballooning) poskytly obousměrné pokrytí LoRa ™ až 240 km. Snížení datové rychlosti z 1000bps na 100bps by mělo umožnit pokrytí až k rádiovému horizontu, což je asi 600 km v typické 6000-8000m prudké výšce těchto balónků. Sledování balónků lze provádět pomocí integrovaného GPS - podívejte se na rozsáhlou dokumentaci HAB & LoRa ™ na [20] =>

Přijímač LoRa pro HAB i budoucí satelitní práci LEO je ve vývoji - podrobnosti budou následovat.

Shrnutí: LoRa ™ se vyvíjí jako převratná technologie, zejména pro nově se objevující - a hodně medializované - aplikace bezdrátové sítě IoT (Internet of Things). Zůstaňte informováni prostřednictvím stránek LoRa Alliance [21] =>

Prohlášení a uznání: Tento účet je v zásadě zamýšlen jako heads -up/ruce na vyšetřování a kompilaci - co se zdá - hry měnící bezdrátovou datovou technologii UHF. Přestože vítám bezplatné vzorky (!), Nemám žádné komerční spojení se žádným z uvedených výrobců LoRa ™. Tento materiál můžete „zkopírovat vlevo“- zejména pro vzdělávací účely - ale kredit webu je přirozeně vítán.

Poznámka: Některé obrázky byly získány z webu, u kterého (pokud není odkazováno) se tímto rozšiřuje uznání.

Stan. SWAN => [email protected] Wellington, Nový Zéland. (ZL2APS -od roku 1967).

Odkazy: (k 15. květnu 2015)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]