Iluminat stradal inteligent folosind LoRa: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Luminile stradale ale unui oraș oferă condiții de trafic mai sigure, un mediu pietonal mai sigur și pot reprezenta o îmbunătățire deosebită a producției arhitecturale turistice și comerciale a orașului.

Acest proiect vizează dezvoltarea unui prototip de iluminat stradal inteligent, care să ofere utilizatorului o gestionare a nivelului lămpii și feedback despre performanță.

Acest prototip funcționează pe configurația Master-slave, unde fiecare lumină de stradă acționează ca slave, iar LoRa Gateway acționează ca master. Deoarece gateway-ul Lora are o rază mai mare de acțiune în comparație cu alte servicii de comunicații, cum ar fi wifi, Bluetooth, NFC etc. în timpul operației. Master este conectat la internet, astfel încât utilizatorul să poată monitoriza de la distanță luminile stradale. Deci, un număr mare de lumini stradale pot fi conectate și controlate de la gateway-ul Master.

Pasul 1: COMPONENTE NECESARE

• Baterie litiu-ion
• Lumină LED și driver LED
• Senzor cu ultrasunete
• Nodemcu (ESP8266 12E)
• Arduino UNO (ATMEGA 328P)
• Transmițător SX 1728 Lora

Pasul 2: Descrierea componentelor

Nodemcu:

ESP8266, integrează GPIO, PWM, I2C, SPI și ADC toate într-o singură placă. Acest microcontroler are WiFi încorporat, care ne ajută să ne conectăm proiectul la internet. Toți pinii GPIO ai Nodemcu pot fi folosiți ca pini PWM, în plus față de acesta, are și 1 pin analogic.

Drivere LED:

AN30888A și AN30888B sunt controlere DC-DC ideale pentru conducerea LED-urilor cu luminanță ridicată pentru iluminarea cu LED-uri. Sunt echipate cu 2 moduri de reglare a iluminării (control PWM și control al tensiunii de referință) și pot fi compatibile cu tensiunea boost, buck sau buck-boost prin schimbarea componentelor externe

Modulul LORA:

Modulul LoRa (Radio cu rază lungă de acțiune) vă va duce proiectele IoT la distanță cu comunicarea pe un spectru larg răspândit. Această formă de comunicație fără fir are ca rezultat o lățime de bandă mai mare, creșterea rezistenței la interferențe, minimizarea consumului de curent și creșterea securității.

Acest modul utilizează IC SX1278 și funcționează pe o frecvență de 433 MHz. Saltul de frecvență - care vă oferă acel echilibru dulce al transmiterii semnalului de calitate - va acoperi o gamă de 420-450MHz. Această funcție fără fir cu rază lungă de acțiune este ambalată într-un pachet mic (17 x 16 mm) și livrată printr-o antenă cu arc.

Cu LoRa Ra-01, nu trebuie să faceți compromisuri în ceea ce privește echilibrul de autonomie, imunitatea la interferențe sau consumul de energie. Tehnologia din spatele acestui IC înseamnă că este perfectă pentru acele proiecte care necesită autonomie și rezistență.

Caracteristici:

• LoRa ™ comunicare cu spectru larg
• Comunicare SPI semi-duplex
• Rata de biți programabilă poate ajunge la 300 kbps
• Gama de unde RSSI de 127dB.

Specificații:

• Wireless Standard: 433MHz
• Gama de frecvență: 420 - 450MHz
• Port: SPI / GPIO
• Tensiune de operare: 1,8 - 3,7V, implicit 3,3V
• Curent de lucru, recepție: mai puțin de 10,8 mA (LnaBoost închis, banda 1)
• Transmite: mai puțin de 120mA (+ 20dBm),
• Model de somn: 0,2uA

Pasul 3: Schema Maestrului și Sclavului

Dați conexiunile conform schemei.

Maestrul va acționa ca o poartă și conectat la internet. Fiecare sclav este conectat la luminile stradale individuale și controlează luminozitatea luminii.

Senzorul SX1728 și ultrasonic este conectat la Arduino uno conform schemei. Pinul de declanșare și pinul Echo sunt conectate la pinii digitali ai Arduino UNO. Modulul SX1728 LoRa este conectat la Arduino prin comunicare SPI.

SX1728 acționează în 433Mhz. fiecare țară are lățimea de bandă respectivă pentru LoRa. În India bandă liberă în 866-868 MHz. Pentru modelul prototip, aici este utilizat modulul de 433 MHz.

Pasul 4: Operațiune

Atunci când un obstacol traversează semaforul (SLAVE), senzorul cu ultrasunete va detecta obstacolul și crește luminozitatea acelei lumini stradale. Și acest lucru trimite, de asemenea, mesaje către viitoarele lumini stradale sub formă de pachete RF. Astfel, lanțul luminilor stradale își va crește luminozitatea constant. Apoi va reveni la modul normal. Mai departe, fiecare lumină stradală poate fi controlată individual de la comandant prin trimiterea de mesaje către un anumit sclav.

Am folosit baterie litiu-ion de 3,2 V și driver LED în modul boost pentru a oferi LED-ului tensiunea necesară

Slave aici va funcționa în 3 moduri, care pot fi configurate în software

• Mod "1" Luminozitate completă întotdeauna (Zile ploioase și zile de urgență)
• Mod "2" Luminozitate alternativă (ore de seară - timpi de lumină scăzută)
• Mod "3" Control complet cu ultrasunete (miezul nopții și timpi de utilizare reduși)

Maestrul va difuza mesajul cu o anumită adresă. Sclavul cu adresa corespunzătoare va accepta doar mesajul și va acționa în consecință.

Pentru controlul luminozității LED-urilor, se poate utiliza un driver LED, cum ar fi AN30888A / B. Am obținut una de la o lampă de urgență veche și am proiectat-o invers.

Pasul 5: Coduri

Aici vă prezint codurile utilizate pentru Master și Slave, Foaie de date pentru driverul LED pe care l-am folosit.

github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa - de aici puteți descărca biblioteca pentru LoRa.