Vă prezentăm LoRa ™!: 19 pași

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

LoRa ™ = Telemetrie de date fără fir cu rază lungă de acțiune și se referă la o abordare radicală de modulare a spectrului de frecvență wireless cu 2 căi VHF / UHF, care a fost recent dezvoltată și înregistrată (™) de Semtech - o firmă multinațională electronică americană de multă vreme (1960). Consultați [1] =>

Tehnologia din spatele LoRa ™ a fost dezvoltată de Cycleo, o companie franceză achiziționată de Semtech în 2012. LoRa ™ este proprietară, dar se pare că folosește un fel de „mai simplă” CSS (Chirp Spread Spectrum) cu frecvență de modulare „frecvență de măturare” FM, mai degrabă decât DSSS (Direct Sequence SS) sau FHSS (Frequency Hopping SS).

Site-ul web al Semtech menționează că „tehnologia LoRa ™ oferă un avantaj bugetar de link de 20 dB în comparație cu soluțiile existente, care extinde în mod semnificativ gama oricărei aplicații, oferind în același timp cel mai mic consum de curent pentru a maximiza durata de viață a bateriei.”

Intervalele revendicate sunt în mod obișnuit x10 față de sistemele de date fără fir UHF obișnuite. Da - în comparație cu setările regulate de date cu bandă îngustă LoRa ™ oferă 100 de metri, mai degrabă decât 10, mai mulți 1000 de metri, decât simpli 100 de ani. Magie!

LoRa ™ este oarecum complicat, deoarece folosește termeni și necesită setări probabil necunoscute pentru mulți utilizatori „normali”. Cu toate acestea, în mod plăcut, s-a găsit posibilă verificarea revendicărilor cu setări simple - aici folosind ca controlere micros PICAXE de 3 USD provenind din Marea Britanie. PICAXE sunt aproape ideale pentru astfel de încercări, deoarece sunt programate în BASIC interpretat la nivel înalt și orice cheltuieli generale de viteză de execuție sunt întâmplătoare pentru datele LORA ™ s-l-o-w! Consultați [2] => www.picaxe.com

Pasul 1: Semtech's SX127x

În ultimele decenii, și ajutate de procesarea ieftină a computerului, au fost dezvoltate diverse moduri digitale inteligente (în special de radioamatori) pentru funcționarea HF cu frecvență mai mică (3-30MHz), unde lățimea de bandă este prețioasă. (Modulația spectrului răspândit de foame de lățime de bandă este de obicei ilegală pe aceste frecvențe mai mici). Unele moduri pot acoperi oceanele cu putere redusă (câțiva wați), dar sunt lente și au nevoie de software sofisticat pentru computer pentru codificare / decodare, împreună cu comunicări foarte sensibile. receptoare și antenă semnificativă. Consultați [3] =>

Cu toate acestea, IC-urile RF VHF / UHF SX127x LoRa ™ ale Semtech adăpostesc aproape totul într-un cip inteligent de dimensiuni ~ cip de 4 USD!

* Actualizare la începutul anului 2019: Semtech a actualizat recent seria SX127x, cu noile lor module bazate pe SX126x care arată MERITANT. Consultați alte comentarii la sfârșitul instructabil.

Semtech face mai multe variante RF IC, SX1278 fiind o frecvență UHF mai mică înclinată pentru a se potrivi utilizatorilor de bandă ISM de 433 MHz. Frecvență mai mare Ofertele de 800-900 MHz fac apel la munca mai profesionistă, deși la aceste frecvențe de aproape 1 GHz poate fi o problemă absorbția redusă a pumnului RF și a semnalului. Cu toate acestea, frecvențele sub GHz au un zgomot mai redus, o putere de transmisie legal mai mare și o antenă mai compactă cu câștig ridicat care ar putea compensa acest lucru.

Pe lângă modulația LoRa ™ (prezentată în imagine), modulele de emisie-recepție SX127x pot produce, de asemenea, semnale de tonuri FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK / OOK și chiar FM (cod Morse!) Pentru a se potrivi sistemelor vechi. Consultați fișele tehnice Semtech (131 de pagini!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Notă: HOPERF, o companie chineză de date fără fir, de multă vreme, oferă module LoRa ™ cu un IC „'7 a side” RF96 / 97/98 care pare asemănător cu SX127x al Semtech. Cu toate acestea, nu se știe dacă acestea sunt doar a doua sursă asiatică LoRa ™ …

Pasul 2: LoRa ™ răspândește beneficiile spectrului

Sistemele SS (Spread Spectrum) nu sunt noi, dar sofisticarea lor a însemnat că erau mult prea costisitoare pentru mulți utilizatori până la evoluția abordărilor microelectronice moderne. Deoarece tehnicile SS oferă o interferență semnificativă și o imunitate care se estompează, securitatea și transmisiile „nedetectabile”, acestea au de mult timp domeniul armatei - chiar și din al doilea război mondial. Verificați munca uimitoare a anilor 1940 a actriței bombă Hedy Lamarr! [5] =>

Modulația probabilă Chirp SS a LoRa ™, precum și să se bucure de alte beneficii SS, poate oferi și efectul Doppler imunitate la „frecvență de deplasare” - poate semnificativă în aplicațiile radio prin satelit LEO (Low Earth Orbital) în mișcare rapidă. A se vedea [6] =>

Dar, aici pe pământ, cea mai mare atenție provine din afirmațiile făcute de Semtech (și promovarea 2014-2015 a multor altele - incluse IBM și MicroChip!), Că dispozitivele LoRa ™ cu spectru răspândit UHF scăzut cresc gamele cu cel puțin un ordin de mărime (x 10) peste modulele de date tradiționale NBFM (Narrow Band FM) în condiții și configurări similare.

O mare parte din această creștere uimitoare a gamei pare să provină din capacitatea LoRa de a lucra sub nivelul de zgomot. Baza acestui lucru se poate referi la faptul că zgomotul este aleatoriu (și, prin urmare, se auto-anulează pe o perioadă), în timp ce un semnal este comandat (cu mai multe eșantioane, astfel „construindu-l”). Consultați conceptul în imaginea de surf atașată!

Deși transmițătorii de nivel mW de „miros de electron uleios” cu putere foarte redusă pot fi, prin urmare, fezabili (și configurările alimentate cu baterii pot avea o durată de valabilitate de aproape ani), dezavantajul LoRa ™ este totuși că pot fi asociate legături de semnal slab cu distanță lungă cu rate de date foarte mici (<1 kbps). Acest lucru poate fi întâmplător pentru monitorizarea ocazională a IoT (Internet of Things) în aplicații care implică temperaturi, citirea contorului, starea și securitatea etc.

Pasul 3: SIGFOX - Rivalitate IoT bazată pe rețea?

Poate că cel mai apropiat rival pentru wireless LPWA (Low Power Wide Area), cel mai apropiat IoT, este compania franceză SIGFOX [7] =>

Spre deosebire de LoRa ™ patentat de Semtech, dispozitivele SigFox sunt plăcute cu sursă deschisă, DAR cer o rețea specializată de conectare. Prin urmare, devin inutile, la fel ca telefoanele mobile, atunci când nu sunt acoperite de rețeaua SigFox - un factor deosebit de grăitor în regiunile îndepărtate (sau pentru numeroasele țări care nu au fost încă deservite!). Cheltuielile de servicii continue sau creșterea progresului tehnic pot deveni și ele o problemă - ne vine în minte serviciul de internet wireless „Ricochet” de 900 MHz al Metricom, la sfârșitul anilor 90 [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28 Internet …

Dispozitivele SigFox diferă de LoRa ™ prin utilizarea „canalelor” radio UNB (bandă ultra-îngustă) de 100Hz, cu modulație BPSK (Binary Phase Shift Keying) la 100bps. Transmițătoarele sunt similare cu baterii de 10-25 mW, dar în benzile de licență 868-902 MHz gratuite. Stațiile de bază de pe acoperiș, care se conectează la Internet prin fibră etc., au receptoare ultra-sensibile de -142dBm. Pot rezulta distanțe de 10 km (deci similare cu LoRa ™) - au fost raportate legături de date de la aeronavele cu zboruri mari și de la navele offshore în apropierea stațiilor de bază SigFox.

Dar sunt permise doar mesaje de 12 octeți, limitate la 6 mesaje pe oră. Informațiile ajung în câteva secunde, dar rețeaua SigFox nu poate accepta comunicări în timp real precum autorizațiile cardului de credit, iar sistemul se potrivește cel mai bine „fragmentelor” de date transmise de câteva ori pe zi. De obicei, acestea pot include citirea contorului de la distanță, monitorizarea debitului și a nivelului, urmărirea activelor, alerte de urgență sau locuri de parcare auto - acesta din urmă un activ real!

Rețelele SigFox sunt destul de simple și pot fi implementate la o fracțiune din costul unui sistem celular tradițional. Spania și Franța sunt deja acoperite cu aproximativ 1000 de stații de bază (față de 15 000 pentru serviciul celular standard), urmând să urmeze în curând Belgia, Germania, Olanda, Marea Britanie (prin Arqiva) și Rusia. Procese sunt în curs de desfășurare și în San Francisco, Sigfox nu construiește însă direct aceste rețele, ci contractează cu companii locale pentru a gestiona implementarea relativ simplă a stațiilor de bază pe acoperiș și a antenelor.. Implementarea poate fi rapidă și rentabilă - partenerul lor de desfășurare în Spania a cheltuit 5 milioane de dolari pentru a implementa o rețea în toată țara în doar 7 luni. Acești parteneri locali revind apoi serviciile IoT, la taxele utilizatorilor finali în jur de ~ 8 USD pe an pe dispozitiv.

Adoptarea abordării SigFox a fost dramatică, cu o creștere a finanțării la începutul anului 2015> 100 de milioane de dolari SUA. Rivalii wireless TI / CC (Texas Instruments / ChipCon), care s-au alăturat recent SigFox, indică de fapt că Lora ™ poate avea puncte slabe - vezi [9] =>

Investigațiile practice pe SigFox au fost dificil de localizat, dar consultați informații de nivel „instructabile” [10] =>

S-ar putea ca ambele abordări să coexiste în cele din urmă, la fel ca radiourile bidirecționale (= LoRa ™) și telefoanele mobile (= SigFox) pentru comunicările la nivel de voce. În prezent (mai 2015) LoRa ™ este cu siguranță MODUL de a explora posibilitățile fără fir IoT wireless - citiți mai departe!

Pasul 4: Module chineze LoRa ™ -1

Deși este o invenție a UE, motoarele SX127x LoRa ™ ale Semtech au fost preluate cu nerăbdare de producătorii chinezi. Abilitatea LoRa de a pătrunde prin „obstrucționarea clădirilor din orașele asiatice aglomerate a fost, fără îndoială, atrăgătoare.

Producătorii din mega-orașul Shenzhen din China (lângă Hong Kong) au fost deosebit de entuziaști, oferte remarcate de la „producători” precum Dorji, Appcon, Ulike, Rion / Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech și GBan. Deși pinout-urile lor de interfață diferă oarecum, modulele „micro moderate” cu 2 cipuri de la Dorji, Appcon, VoRice și NiceRFseem aproape concepute.

Googling-ul extensiv este, prin urmare, recomandat celor care cumpără în vrac, mostre, transport gratuit, informații tehnice mai lucide, acces mai bun la caracteristicile / pini SX127x, control mai ușor, greutate mai mică, ambalaje robuste (stilul YTech's E32-TTL-100) etc. aprecieri precum eBay, Alibaba sau Aliexpress [11] =>

Pasul 5: Module chinezesti LoRa ™ - 2

Fiți atenți că modulele cu un singur cip mai ieftine (<10 dolari SUA) controlează SX1278 prin SPI (Interfață Serială Periferică) legată de ceas. Deși sunt mai mari și mai costisitoare (~ 20 USD), două module LoRa ™ cu cip folosesc un al doilea MCU (microcontroler) la bord pentru legătura SX1278 și sunt, de obicei, mult mai ușor de configurat și de lucrat din mers. Majoritatea oferă o manipulare transparentă a datelor TTL (Transistor Transistor Logic) standard, prin intermediul unor pini RXD și TXD simpli. LED-uri mici roșii și albastre sunt de obicei montate la bordul modulelor TTL - la îndemână pentru informații TX / RX.

NOTĂ: ofertele cu 8 pini pot utiliza distanțarea pinilor de 2 mm mai degrabă decât standardul de 2,54 mm (1/10 inch), ceea ce ar putea limita evaluarea plăcilor fără sudură.

Deși dublarea aproape de preț a dispozitivelor TTL LoRa ™ poate fi descurajantă, skinflint-urile ar putea considera plăci mai ieftine (atât pentru achiziționare, cât și pentru livrare) fără mufa SMA și antenă „cauciucată”. Desigur, nu va fi la fel de profesionist, dar un simplu bici de undă ((lungime de ~ 165 mm) poate fi ușor realizat din fier vechi. Acest lucru poate chiar să efectueze și antena „cauciucată”, mai ales dacă este ridicată!

Per ansamblu (și -sus- probabil influențat rapid de ofertele din ce în ce mai numeroase), la momentul scrierii (la mijlocul lunii aprilie 2015) DRJ1233DM a lui Dorji de 433 MHz pare cel mai simplu mod de a începe cu LoRa ™. Cu toate acestea, accesul limitat al acestui modul, ajustarea nivelului HEX și necesitatea unor tensiuni de alimentare mai mari (3,4 -5,5 V) pot fi o limitare.

Pasul 6: Dorji DRF1278DM

Producătorul chinez Shenzhen Dorji vinde aceste module DRF1278DM micro comandate pentru ~ 20 USD fiecare de la Tindie [12] =>

Cei 7 pini sunt distanțați între plăcile obișnuite de 2,54 mm (= 1/10 inch). Este necesară o alimentare între 3,4 - 5,5 V. Cu toate acestea, electronica modulului funcționează la tensiuni mai mici - există un regulator de tensiune de 3.2V la bord. Această necesitate mai mare de aprovizionare este deranjantă în epoca actuală „3V”, deoarece, deși acest lucru se potrivește cu USB 5V (sau chiar celule voluminoase de 3 x AA 1,5V), împiedică utilizarea celulelor monede Li 3V etc. Regulatorul ar putea fi ocolit?

Pasul 7: Adaptor USB DAC02

Un adaptor USB - TTL ieftin (aici DAC02 al lui Dorji) poate fi utilizat pentru configurarea modulului prin intermediul software-ului pentru computer "RF Tools". Modulele sunt mecanic destul de neacceptate atunci când sunt introduse, însă utilizarea repetată poate stresa pinii …

Adaptoare similare abundă la prețuri foarte mici, DAR preutilizarea este esențială pentru a vă asigura mai întâi că funcțiile pin ale adaptorului se potrivesc cu cele de pe modulul wireless! Dacă nu (cu schimburi VCC / GND comune), atunci ar trebui să fie folosite abordări cu plumb zburător. Deși un pic plictisitor, acestea pot fi, de asemenea, mai versatile, deoarece se potrivesc configurației. altor module (consultați setarea transmițătorului HC-12) și chiar afișarea directă a programului terminalului pe un PC.

Pasul 8: Instrumente de configurare USB + SF, BW și CR Insights

Aici sunt afișate ecrane tipice USB ușor de utilizat care configurează „Instrumente RF”. Modulele Dorji au funcționat din cutie, dar setările de frecvență și putere ar trebui cel puțin modificate pentru reglementările locale. Multe țări limitează puterea transmițătorului de 433 MHz la 25 mW (~ 14 dBm) sau chiar 10 mW (10 dBm) - acestea sunt setările de putere Dorji 5 și respectiv 3.

Banda ISM fără licență, care acoperă o porțiune de ~ 1,7 MHz între 433,050 - 434,790 MHz, NU permite transmisiile exact pe 433,000 MHz!

Manevrarea transparentă a datelor pare să se întâmple din fericire, ceea ce înseamnă că orice date seriale sunt introduse în cele din urmă în mod transparent în mod dentar după transmiterea „aeriană”. Cu toate acestea, zvonul de buffer de 256 de octeți arăta mai degrabă ca 176 de octeți (CRC overhead?), Unele setări cu instrumentul Dorji au fost dificil de interpretat, iar modificările „scrise” nu s-au dovedit întotdeauna acceptate …

Descărcați instrumentul de configurare DRF_Tool_DRF1278D.rar al lui Dorji (listat în coloana „Resurse” RHS de jos) prin => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.html Verificați diverse perspective (în special P. 9-10) în este de utilizare și adaptoare USB etc =>

Explicația termenilor LoRa ™ cu spectru răspândit: (N. B. Rata datelor se referă la BW și SF)

BW (Band Width in kHz): Deși doar 10s de kHz BW pot atrage, este important să apreciem că cristalele ieftine de 32 MHz utilizate de multe module LoRa ™ (Dorji și HOPERF etc.) s-ar putea să nu se potrivească exact în frecvență. De asemenea, pot apărea scurgeri legate de temperatură și îmbătrânire. Selectarea lățimilor de bandă mai înguste poate, prin urmare, împiedica sincronizarea modulelor, cu excepția cazului în care se utilizează ajustarea plictisitoare a cristalului și reglarea termică. Deși producătorii chinezi de module LoRa ™, cum ar fi Dorji, recomandă un minim BW de 125 kHz, în majoritatea scopurilor un BW mai îngust de 62,5 kHz ar trebui să fie destul de OK. Consultați coloana tabelului umbrit prezentată la pasul 10.

SF („jetoane” cu factor de răspândire ca jurnal de bază 2): în sistemele SS fiecare bit din secvența binară pseudo-aleatorie este cunoscut sub numele de „cip”. Creșterea de la 7 (2 ^ 7 = 128 impulsuri de cip pe simbol) până la limita de 12 îmbunătățește sensibilitatea cu 3dB la fiecare pas, dar aprox. reduce la jumătate rata de date. Deși, prin urmare, un SF de 11 (2 ^ 11 = 2048) este cu 12 dB mai sensibil decât SF7, rata de date scade (la 62,5 kHz BW) de la ~ 2700 bps la doar 268 bps. Transmițătoarele cu viteză redusă a datelor rămân aprinse și mai mult și, prin urmare, pot consuma mai multă energie în general decât emițătoarele care trimit date mai rapide.

Cu toate acestea, ratele de date foarte scăzute pot fi tolerabile pentru monitorizarea ocazională IoT (Internet of Things), desigur (și consumul mai mare de energie a bateriei aproape incidental), în timp ce amplificarea gamei x 4 ar putea fi extrem de utilă!

CR (rata de codare a erorilor): testele inițiale din Marea Britanie au folosit un CR de 4/5. (Aceasta indică faptul că fiecare 4 biți utili sunt codificați de 5 biți de transmisie). Creșterea CR la 4/8 prelungește timpul de transmisie cu ~ 27%, dar îmbunătățește recepția cu 1 până la 1,5 dBm, reprezentând o potențială îmbunătățire a intervalului de aproximativ 12 până la 18%. Această ajustare CR probabil nu va oferi un câștig de gamă la fel de benefic ca și incrementarea SF.

Cele mai multe studii NZ au fost la 434.000 MHz, 2400 bps date seriale, SF7, 62.5kHz BW și CR 4/5.

Pasul 9: Configurare directă DRF1278DM

DRF1278DM poate fi configurat și de la un microcontroler extern - chiar și un umil PICAXE-08 cu 8 pini. Deși implică codarea HEX criptică de bază 16, aceasta permite modificarea la bord / din mers, mai degrabă decât eliminarea continuă a modulului și configurarea adaptorului USB. Consultați detaliile complete P.7-8 la Dorji. pdf. [13] =>

Deși oferă diverse funcții de somn, cunoștințele de ajustare la nivel HEX pot fi obținute și prin intermediul fișelor de date APC-340 de la Appcon (aproape asemănătoare) [14] =>

Mulțumim colegului Kiwi Andrew "Brightspark" HORNBLOW, cu un fragment de cod PICAXE-08M2 pentru a modula puterea DRF1278DM TX într-o rampă de blocuri de transmisie. (Pentru informații mai ușoare despre gamă / putere, acestea ar putea fi ușor asociate și cu tonurile generate de PICAXE la capătul receptorului). Rețineți însă că nivelurile TX 6 și 7 depășesc alocația NZ / Australia de 25mW (~ 14dBm sau setarea 5). Perspectivele lui Andrew au apărut în urma monitorizării / copierii și lipirii datelor seriale hex brute din terminal.exe (un instrument de inginerie superb [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) în timp ce vizualizați serialul conversații de date către și de la module atunci când se modifică nivelul de putere RF.

Pasul nivelului de putere Dorji = al patrulea octet de la capătul RH ($ 01, $ 02 etc) plus următorul octet CS (CheckSum $ AB, $ AC etc) trebuie doar modificat. Exemple de propoziții de cod PICAXE pentru a modifica nivelul de putere din mers sunt următoarele:

așteptați 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)

așteptați 2

Pasul 10: Estimări de performanță și rezultate

Modulele de date RFM98 bazate pe Semtech LoRa ™ bazate pe PICAXE 28X2 HOPERF 434 MHz au fost utilizate în testele efectuate pe o legătură de 750 m într-un mediu urban tipic din Marea Britanie. Antena emițătorului a fost ridicată ~ 2½ m pe un catarg jos, cu receptorul pe un stâlp scurt ~ 1½ m - ambele deasupra solului. Cu o autonomie de mediu urban dens de 750 m confirmată la 10mW TX din Marea Britanie (folosind 500kHz BW și astfel oferind ~ 22kbps), apoi la 10,4kHz BW (sau 455 bps), aproximativ 6 km arată posibil cu o putere sub mW!

Testele de confirmare a câmpului (cu setări SF7 și numai BW 62,5 kHz) au fost făcute la Wellington (NZ) cu 3 x module alimentate cu baterie AA PICAXE-08M Dorji DRF1278DM și antenă similară, dar la „vopsirea cu vopsea” Aus / NZ mai mare de 25 mW (14 dBm)) Putere TX. Legăturile de semnal suburbane, probabil ajutate de un mediu mai deschis și clădiri din lemn, au fost realizate în mod constant pe o distanță de 3 - 10 km. (Întrucât câștigul de 6 dB dublează intervalul LoS, atunci puterea suplimentară de 4 dB ~ x 1½. Prin urmare, intervalele se pot îmbunătăți față de cele implicite din Marea Britanie de> 1½ ori).

Pasul 11: Aspectul panoului de calcul

Un aspect de panou (utilizat anterior pentru modulele GFSK "7020" ale lui Dorji) se potrivește cu simpla schimbare pe dispozitivul LoRa. Modulația GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) a fost considerată anterior cea mai bună abordare de 433 MHz, deci a fost benefic să comparăm rezultatele ofertelor „7020” cu noile module LoRa.

Pasul 12: Schema PICAXE

Ambele RX și TX utilizează un aspect aproape identic, deși codul lor diferă oarecum. Deși atrăgător în mod natural și ușor realizat cu PICAXE, în această etapă nu s-a făcut nicio încercare de a intra în modurile de somn cu economie de energie. Extragerea curentului de la 3 baterii xAA a fost de ~ 15mA, pulsând la ~ 50mA la transmisie.

Pasul 13: Codul emițătorului PICAXE

Bineînțeles, acest cod poate fi îmbunătățit și modificat pe scară largă, poate cu întârzieri de stabilire și preambuluri. În prezent, este în esență doar scuipând un număr 0-100 în avans. Întrucât procesul a fost destinat doar pentru a verifica revendicările de încredere, nu s-a făcut nicio încercare (nici cu emițător, nici cu receptor) de a activa modurile de economisire a energiei.

Pasul 14: Cod și afișaj receptor PICAXE

Iată codul receptorului PICAXE asociat, cu valori numerice afișate prin terminalul "F8" încorporat al editorului. Frumusețea unui număr simplu este că secvențele pot fi rapid scanate vizual și lipsesc sau pot fi observate valori mlăștinoase.

Pasul 15: Ajutoare de optimizare RF LoRa ™ prietenoase cu utilizatorul?

Deoarece setările modulului LoRa ™ pot fi dificil de înțeles și verificat, s-a găsit, în mod plăcut, posibil să se utilizeze module de recepție ASK 433 MHz ieftine (și relativ în bandă largă) ca ajutoare simple de reglare.

Priza NZ / Aus Jaycar oferă un modul ZW3102 care poate fi ușor convins în „sarcini sniffer” pentru a se potrivi monitorizării semnalului sonor. Când este aproape (<5 metri) de transmisiile LoRa ™, semnalul de ieșire va fi ușor auzit ca „zgârieturi”, în timp ce luminozitatea unui LED atașat se referă la RSSI (Indicarea puterii semnalului recepționat).

Un modul similar (și mai ieftin) realizat de Dorji este prezentat în Instructable [16] =>

Pasul 16: Teste de teren - Wellington, Noua Zeelandă

Această configurație de plajă arată testarea anterioară cu modulele GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) „7020” Dorji. Rangurile au ajuns apoi la ~ 1 km în astfel de condiții și, în cel mai bun caz, au fost de ~ 300m prin vegetație ușoară și clădirile încadrate din lemn ale localităților. Legăturile portuare încrucișate au fost găsite posibile numai atunci când transmițătorul a fost ridicat semnificativ la aproximativ 100 m în sus, la un punct de vedere al cuibului de vultur pe un deal din spate.

Spre deosebire de modulele LoRa ale lui Dorji, la aceeași putere de 25 mW, au „inundat” suburbia, cu transmisii cu braț înalt (~ 2,4 m) detectate în mod fiabil până la ~ 3 km aproape, 6 km în „punctele dulci” de pe promontor și chiar 10 km de suprafață LOS peste port. Recepția a încetat doar atunci când se află în golfuri în spatele promontoriilor stâncoase (vizibile în fundal). Setările LoRa au fost, BW 62,5kHz, SR 7, CR 4/5 și 25mW (14dBm) TX putere într-o antenă verticală omnidirecțională cu undă ¼.

Pasul 17: UK LoRa Versus FSK - 40km LoS (Line of Sight) Test

Mulțumită lui Stuart Robinson (șuncă radio GW7HPW) din Cardiff, testele de comparație FSK (frecvență de schimbare a frecvenței) versus LoRa ™ au fost efectuate pe o distanță ridicată de 40 km pe Canalul Bristol din Marea Britanie. Consultați imaginea.

Regiunea este destul de wireless istorică, deoarece în 1897 Marconi a efectuat primele sale teste de "rază lungă de acțiune" (6 - 9 km folosind emițătoare de scânteie înfometate!) În apropiere [17] =>

Rezultatele lui Stuart vorbesc de la sine - link-urile de date LoRa ™ au fost uimitor de posibile în 2014, la o fracțiune din puterea necesară pentru modulele sale RFM22BFSK Hope, bine respectate anterior!

Un RFM22B controlat de PICAXE-40X2 este de fapt în orbită în jurul valorii de 50sat de dolari, cu semnale de sol slabe detectabile pe măsură ce trece în LEO (Low Earth Orbital) cu mulți sute de km deasupra. (Modulele LoRa ™ nu erau disponibile la momentul lansării din 2013) [18] =>)

Pasul 18: alte teste de regiune

Legăturile de succes au fost realizate pe o distanță de 22 km LoS (Line of Sight) în Spania și câțiva km în Ungaria urbană.

Verificați promoția Libelium care arată avantajele tehnologiei ~ 900 MHz [19] =>

Pasul 19: Receptor și link-uri LoRa

Încercările din Marea Britanie HAB (High Altitude Ballooning) au oferit o acoperire LoRa ™ cu 2 căi, până la 240 km. Reducerea ratei de date de la 1000bps la 100bps ar trebui să permită acoperirea până la orizontul radio, care este probabil de 600 km la altitudinea tipică de 6000-8000m a acestor baloane. Urmărirea balonului poate fi făcută prin intermediul GPS-ului de pe bord - verificați documentația extinsă HAB & LoRa ™ la [20] =>

Un receptor LoRa atât pentru HAB, cât și pentru viitoarele lucrări prin satelit LEO este în curs de dezvoltare - detalii de urmat.

Rezumat: LoRa ™ se perfecționează ca o tehnologie perturbatoare, în special pentru aplicațiile în rețea fără fir emergente - și mult hyped- IoT (Internet of Things). Rămâneți informat prin intermediul site-ului LoRa Alliance [21] =>

Declinare de responsabilitate și apreciere: acest cont este destinat în esență ca investigație și compilare a ceea ce pare un joc care schimbă tehnologia de date wireless UHF. Deși primesc mostre gratuite (!), Nu am legături comerciale cu niciunul dintre producătorii LoRa ™ menționați. Simțiți-vă liber să „copiați din stânga” acest material - în special pentru uz educațional - dar creditul site-ului este apreciat în mod natural.

Notă: Unele imagini au fost obținute de pe web, pentru care (dacă nu sunt făcute referințe) se acordă credit apreciativ.

Stan. SWAN => [email protected] Wellington, Noua Zeelandă. (ZL2APS -din 1967).

Link-uri: (La 15 mai 2015)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]