Mergând dincolo de orizont cu LoRa RF1276: 12 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Am găsit transmițător RF1276 de livrat

cea mai remarcabilă performanță în ceea ce privește gama și calitatea semnalului. La primul meu zbor am reușit să ating o distanță de 56 km la un nivel de semnal de -70dB cu antene cu un sfert mic de lungime de undă.

Pasul 1: BOM (Lista materialelor)

1.

ARDUINO PRO Mini

2. Modul GPS Ublox NEO-6M

3. Senzor de presiune barometrică BMP-085

4. Adaptor pentru card SD

5. LED de 3 Watt

6. 2 baterii 18650 2600mAh

7. Convertor de tensiune DC-DC

8. 2x RF1276 Tranceivers de pe appconwireless.com

Pasul 2: CONECTIVITATE HARDWARE

- Senzorul BMP085 este conectat la A4 (SDA) și A5 (SCL)

- Cardul SD este conectat la 10 (SS), 11 (MISO), 12 (MOSI), 13 (SCK)

- GPS-ul este conectat la 6 (TX), 7 (RX) - software de serie

- RF1276 este conectat la TX-> RX, RX-> TX - serial hardware

- Monitorul de tensiune al bateriei este conectat la A0 prin intermediul divizorului de tensiune

- Controlul LED ON / OFF se face prin N-FET (IRLZ44N), care este conectat la pinul 9 prin intermediul unui rezistor pull-down.

- Pinul 8 este conectat la RST (pentru o resetare la distanță a microcontrolerului)

- Bateria este conectată la buck DC / DC convertit, care este reglat pentru ieșirea de 5V

Pasul 3: ANTENE

Am găsit acea antenă dipol pe

Capătul de transmisie și antena cu bici de sârmă pe capătul de recepție oferă cele mai bune rezultate

Pasul 4: Configurare RADIO

Pentru a alege intervalul maxim, trebuie să faceți acest lucru

să înțeleagă fizica de bază din spatele comunicării radio.

- Creșterea lățimii de bandă reduce sensibilitatea (și invers)

- Creșterea câștigului antenei reduce puterea de transmisie necesară

- Linia de vedere este o necesitate

Pe baza regulilor de mai sus, am ales următorii parametri pentru instrumentul RF:

- SF: 2048

- BW: 125kHz

- Putere TX: 7 (max.)

- Viteza UART: 9600bps

Setările de mai sus vor da doar 293bps, dar vor permite -135dB să primească sensibilitate. Asta înseamnă că puteți transmite pachete mici (adică latitudine sau longitudine) aprox. la fiecare 2 secunde. Dacă doriți, de asemenea, să vă controlați electronicele de la distanță, trebuie să lăsați, adică 1 secundă pentru a asculta comenzile de la sol. Deci, datele pot fi transmise la fiecare 3 secunde.

Pasul 5: CONFIGURAREA MODULULUI

Firmware-ul necesită atât modulul GPS

și RF1276 pentru a fi configurat pentru 9600bps UART. Configurarea GPS poate fi realizată cu software-ul u-blox U-Center.

Vizualizare-> Mesaje-> UBX-> CFG-> PRT-> Baudrate-> 9600. Atunci, Receiver-> Action-> Save configuration.

Configurarea RF1276 poate fi realizată cu instrumentul RF1276.

Pasul 6: FIRMWARE

Firmware-ul va:

- Monitorizați presiunea atmosferică și temperatura

- Monitorizați tensiunea bateriei

- Capturați o varietate de valori GPS

- Înregistrați toate datele pe cardul SD

- Transmite toate datele

Firmware-ul permite următoarele opțiuni de telecomandă:

- resetați modulul

- porniți / opriți ledul

- actualizați contorul intern după primirea pachetului ping de la sol

Cititorul de card SD și senzorul de presiune BMP sunt programate pentru o funcționare tolerantă la erori. Eșecul uneia dintre acestea nu va bloca modulul.

Pasul 7: CONFIGURAREA ZBORULUI

Am conectat sarcina utilă la balon.

Greutatea utilă este puțin peste 300g. Balonul este mai greu - aprox. 1 kg. L-am umplut cu 2 metri cubi de heliu, oferind astfel 700g de ridicare gratuită. L-am umflat pentru a exploda la 1,5 km (85% din volum).

Pasul 8: REZULTATE

Balonul a atins 4,6 km altitudine și

distanta de 56km. Călătorea la 40 km / h peste un oraș uriaș și a aterizat undeva într-o mlaștină. A izbucnit doar la 4,6 km, deci rezistența la tracțiune a fost de 3 ori mai bună decât am estimat inițial.

Nu am recuperat sarcina utilă, deoarece nu am putut conduce și mă concentrez doar pe monitorizarea telemetriei în timp real.

Am capturat ultimele pachete când balonul era la cca. 1km altitudine. Atunci a trecut dincolo de orizont.

Pasul 9: DATE DE ZBOR

Am colectat mult mai mulți parametri, dar

aceste extra-one sunt GPS în principal. Traseul de zbor reconstruit este furnizat în imaginea de mai sus și iată datele senzorului intern.

Pasul 10: CONCLUZII

RF1276 este cu siguranță un remarcabil

transmițător. Nu am testat nimic mai bun decât acesta. Zburând deasupra orașului uriaș (condiții de interferență ridicată) în vânturi puternice, cu poziția instabilă a antenei, a reușit să livreze un nivel de semnal de -70dB la o distanță de 56 km, fiind la 1 km deasupra solului, lăsând astfel un buget de legătură -65dB! (limita de sensibilitate configurată a fost -135dB). Dacă nu s-ar fi dus în spatele orizontului (sau dacă aș fi mai sus - adică pe vreun deal sau turn de telecomunicații) aș fi putut captura locul de aterizare. Sau, alternativ, dacă balonul nu ar exploda, aș fi putut atinge de două ori sau distanța!