Memperkenalkan LoRa ™!: 19 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

LoRa ™ = Telemetri data tanpa wayar jarak jauh dan berkaitan dengan pendekatan modulasi data spektrum penyebaran wayarles 2-arah VHF / UHF radikal yang baru-baru ini dikembangkan & ditandakan (™) oleh Semtech - sebuah firma elektronik multinasional AS (1960) yang telah lama ditubuhkan. Rujuk [1] =>

Teknologi di sebalik LoRa ™ dikembangkan oleh Cycleo, sebuah syarikat Perancis yang diakuisisi oleh Semtech pada tahun 2012. LoRa ™ adalah hak milik, tetapi nampaknya menggunakan semacam modulasi "frekuensi menyapu" FMS yang lebih sederhana "Chirp Spread Spectrum) DSSS (Direct Sequence SS) atau FHSS (Frequency Hopping SS).

Laman web Semtech menyebutkan bahawa "teknologi LoRa ™ menawarkan kelebihan anggaran pautan 20dB berbanding dengan penyelesaian yang ada, yang secara signifikan memperluas jangkauan aplikasi apa pun sambil memberikan penggunaan semasa terendah untuk memaksimumkan hayat bateri."

Julat yang dituntut biasanya x10 daripada sistem data tanpa wayar UHF biasa. Ya -dibandingkan dengan penyediaan data jalur sempit biasa LoRa ™ memberikan 100s meter daripada 10s, beberapa 1000m dan bukan hanya 100s. Sihir!

LoRa ™ agak rumit, kerana menggunakan istilah dan memerlukan tetapan yang mungkin tidak biasa bagi banyak pengguna "normal". Walau bagaimanapun, dengan senang hati didapati mengesahkan tuntutan dengan penyediaan mudah - di sini menggunakan mikro PICAXE US $ 3 berpasangan sebagai pengawal. PICAXE hampir sesuai untuk percubaan seperti yang diprogramkan dalam BASIC yang ditafsirkan tahap tinggi & apa-apa overhead kelajuan pelaksanaan adalah kebetulan untuk data s-l-o-w LORA ™! Rujuk [2] => www.picaxe.com

Langkah 1: Semtech's SX127x

Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, & dibantu oleh pemprosesan PC yang murah, pelbagai mod digital pintar telah dikembangkan (terutamanya oleh hams radio) untuk kerja frekuensi rendah HF (3-30MHz) di mana lebar jalur sangat berharga. (Modulasi spektrum penyebaran lapar lebar biasanya tidak sah pada frekuensi rendah ini). Beberapa mod boleh merangkumi lautan dengan daya rendah (beberapa Watt) tetapi lambat & memerlukan perisian PC yang canggih untuk pengekodan / penyahkodan, bersama dengan koma yang sangat sensitif. penerima dan antena yang ketara. Rujuk [3] =>

IC RF VHF / UHF SX127x Semtech RF bagaimanapun merangkumi hampir semua item dalam kuku ibu jari pintar yang berukuran ~ US $ 4 cip!

* Kemas kini awal 2019: Semtech baru-baru ini meningkatkan siri SX127x, dengan modul berasaskan SX126x baru mereka kelihatan sangat bermanfaat. Rujuk komen selanjutnya di akhir Instructable.

Semtech membuat beberapa variasi IC RF, dengan SX1278 menjadi frekuensi UHF yang lebih rendah yang disesuaikan dengan pengguna jalur ISM 433 MHz. Frekuensi lebih tinggi. Penawaran 800-900 MHz menarik pekerjaan yang lebih profesional, walaupun pada frekuensi 1GHz yang dekat ini mengurangkan pukulan RF dan penyerapan jalur isyarat mungkin menjadi masalah. Walau bagaimanapun, frekuensi Sub GHz mempunyai bunyi yang lebih rendah, kuasa penghantaran yang lebih tinggi secara sah & antena keuntungan tinggi yang lebih padat yang mungkin mengimbangi ini.

Serta modulasi LoRa ™ (ditunjukkan gambar), modul transceiver SX127x juga dapat menghasilkan isyarat FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK / OOK dan juga nada nada FM (Morse Code!) Yang sesuai dengan sistem warisan. Rujuk lembaran data Semtech (131 halaman!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Catatan: HOPERF, sebuah firma data tanpa wayar Cina yang telah lama wujud, menawarkan modul LoRa ™ dengan IC RF96 / 97/98 "" 7 a side "yang sepertinya serupa dengan SX127x Semtech. Namun tidak diketahui apakah ini hanya sumber LoRa ™ ke-2 Asia…

Langkah 2: Faedah Spektrum LoRa ™

Sistem SS (Spread Spectrum) bukanlah sesuatu yang baru, tetapi kecanggihannya bermaksud terlalu mahal untuk banyak pengguna sehingga pendekatan mikroelektronik moden berkembang. Oleh kerana teknik SS menawarkan gangguan yang ketara dan kekebalan yang memudar, keselamatan & transmisi "tidak dapat dikesan" mereka telah lama menguasai tentera - bahkan sejak WW2. Lihat karya hebat pelakon bomoh tahun 1940-an Hedy Lamarr! [5] =>

Modulasi Chirp SS yang mungkin LoRa ™, serta menikmati faedah SS yang lain, mungkin juga memberikan imuniti "frekuensi peralihan" kesan Doppler - mungkin juga penting dalam aplikasi radio satelit LEO (Low Earth Orbital) yang bergerak pantas. Lihat [6] =>

Tetapi -di mana-mana- perhatian paling banyak timbul dari tuntutan yang dibuat oleh Semtech (& promosi 2014-2015 untuk banyak yang lain -IBM & MicroChip termasuk!), Bahawa UHF spektrum penyebaran rendah peranti LoRa ™ meningkatkan julat sekurang-kurangnya urutan besarnya (x 10) melebihi modul data NBFM tradisional (Narrow Band FM) dalam keadaan dan persediaan yang serupa.

Sebilangan besar peningkatan jarak luar biasa ini nampaknya berasal dari kemampuan LoRa untuk bekerja DI BAWAH tahap kebisingan. Asas ini mungkin berkaitan dengan kebisingan secara acak (& dengan itu membatalkan diri sendiri dalam satu tempoh), sementara isyarat dipesan (dengan beberapa sampel sehingga "membangunnya"). Rujuk konsep pada gambar melayari yang dilampirkan!

Walaupun pemancar aras mW "bau elektron berminyak" yang sangat rendah mungkin dapat dilaksanakan (& persediaan bateri mungkin mempunyai jangka hayat hampir beberapa tahun), kelemahan LoRa ™ adalah bahawa pautan jarak jauh isyarat lemah mungkin berkaitan dengan kadar data yang sangat rendah (<1kbps). Ini mungkin berkaitan dengan pemantauan IoT (Internet of Things) sekali-sekala dalam aplikasi yang melibatkan suhu, bacaan meter, status & keselamatan dll.

Langkah 3: SIGFOX - Rival IoT Berasaskan Rangkaian?

Mungkin saingan tanpa wayar jarak jauh IoT terdekat LoPa ™ LPWA (Low Power Wide Area) adalah syarikat Perancis SIGFOX [7] =>

Tidak seperti LoRa ™ milik Semtech, peranti SigFox bersumber terbuka dengan senang hati, TAPI mereka menuntut rangkaian penghubung khusus. Oleh itu, telefon bimbit menjadi tidak berguna, sama seperti telefon bimbit, ketika berada di luar liputan rangkaian SigFox - faktor yang sangat terkenal di kawasan terpencil (atau untuk banyak negara yang belum dilayan!). Caj perkhidmatan yang berterusan atau kemajuan teknikal yang melambung tinggi juga boleh menjadi masalah - Perkhidmatan Internet tanpa wayar "Ricochet" 900 MHz yang lewat tahun 90-an Metricom menjadi perhatian [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28 Internet …

Peranti SigFox berbeza dengan LoRa ™ dalam menggunakan "saluran" radio 100Hz UNB (jalur sempit ultra), dengan modulasi BPSK (Binary Phase Shift Keying) pada 100bps. Pemancar adalah mesra bateri serupa 10-25 mW, tetapi dalam jalur bebas lesen 868-902 MHz. Stesen pangkalan di atas bumbung, yang menyambung ke Internet melalui fiber dll, mempunyai penerima -142dBm yang sangat sensitif. Jangkauan jarak 10 km mungkin terjadi (karenanya serupa dengan LoRa ™) - pautan data telah dilaporkan dari pesawat terbang tinggi dan kapal luar pesisir ketika berhampiran stesen pangkalan SigFox.

Tetapi hanya 12 mesej bait, terhad kepada 6 mesej per jam, dibenarkan. Maklumat tiba dalam beberapa saat, tetapi rangkaian SigFox tidak dapat menyokong komunikasi masa nyata seperti kebenaran kad kredit, dan sistem paling sesuai dengan data "potongan" yang dihantar beberapa kali sehari. Biasanya ini termasuk pembacaan meter utiliti jarak jauh, pemantauan aliran & tahap, penjejakan aset, amaran kecemasan atau tempat letak kereta - yang terakhir adalah aset sebenar!

Rangkaian SigFox cukup mudah dan dapat digunakan dengan sebahagian kecil dari kos sistem selular tradisional. Sepanyol & Perancis sudah diliputi ~ 1000 stesen pangkalan (berbanding 15, 000 untuk perkhidmatan selular standard), dengan Belgium, Jerman, Belanda, UK (melalui Arqiva) dan Rusia akan segera menyusul. Percubaan juga sedang dijalankan di San Francisco, Sigfox tidak secara langsung membina rangkaian ini, tetapi kontrak dengan syarikat tempatan untuk menangani penyebaran stesen pangkalan dan antena bumbung yang agak sederhana.. Peluncuran dapat dilakukan dengan cepat dan menjimatkan - rakan kiriman mereka di Sepanyol menghabiskan $ 5 juta untuk menyebarkan rangkaian di seluruh negara hanya dalam 7 bulan. Rakan kongsi tempatan ini kemudian menjual semula perkhidmatan IoT, dengan bayaran pengguna akhir sekitar ~ US $ 8 setahun per peranti.

Penggunaan pendekatan SigFox sangat dramatik, dengan peningkatan pendanaan awal 2015> AS $ 100 juta. TI / CC saingan tanpa wayar (Texas Instruments / ChipCon), yang baru-baru ini bergabung dengan SigFox, sebenarnya menunjukkan bahawa Lora ™ mungkin mempunyai kelemahan - lihat [9] =>

Penyiasatan SigFox sukar dijumpai, tetapi lihat wawasan tahap "Diperolehi" [10] =>

Mungkin kedua-dua pendekatan itu akhirnya wujud bersama, seperti radio 2 arah (= LoRa ™) dan telefon bimbit (= SigFox) untuk komunikasi tahap suara. Pada masa ini (Mei 2015) LoRa ™ tentunya adalah kaedah untuk meneroka kemungkinan jarak jauh IoT tanpa wayar - baca terus!

Langkah 4: Modul LoRa ™ Cina -1

Walaupun penemuan EU, enjin SX127x LoRa ™ Semtech telah diambil oleh pengeluar China dengan penuh semangat. Kemampuan LoRa untuk menumbuk bangunan yang menghalang di bandar-bandar Asia yang padat tidak diragukan lagi menarik.

Pembuat di bandar raya mega China di China (berhampiran Hong Kong) sangat bersemangat, dengan persembahan yang dicatat dari "pembuat" seperti Dorji, Appcon, Ulike, Rion / Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech & GBan. Walaupun pin antara muka mereka sedikit berbeza, modul "micro moderated" 2 cip dariDorji, Appcon, VoRice & NiceRFseem hampir lencana direkayasa.

Oleh itu, Googling yang luas disarankan bagi mereka yang selepas pembelian pukal, sampel, penghantaran percuma, pandangan teknikal yang lebih jelas, akses yang lebih baik ke ciri / pin SX127x, kawalan yang lebih mudah, berat yang lebih ringan, pembungkusan kasar (gaya YTech's E32-TTL-100) dan lain-lain. seperti EBay, Alibaba atau Aliexpress [11] =>

Langkah 5: Modul LoRa ™ Cina - 2

Berhati-hatilah bahawa modul cip tunggal yang lebih murah (<$ US10) mengendalikan SX1278 melalui SPI (Serial Peripheral Interface) yang dihubungkan jam yang membosankan. Walaupun ia lebih besar & lebih mahal (~ US $ 20), modul LoRa ™ dua cip menggunakan MCU on board (mikrokontroler) ke-2 untuk sambungan SX1278, dan biasanya jauh lebih mudah untuk dikonfigurasi & digunakan dengan cepat. Sebilangan besar menawarkan pengendalian data telus TTL (Transistor Transistor Logic) standard industri yang mesra melalui pin RXD & TXD ringkas. LED merah & biru kecil biasanya dipasang di modul TTL - berguna untuk pandangan TX / RX.

CATATAN: Penawaran 8 pin mungkin menggunakan jarak pin 2mm daripada standard 2.54 mm (inci 1/10), yang dapat membatasi penilaian papan roti tanpa pateri.

Walaupun harga hampir dua kali ganda dari peranti TTL LoRa ™ mungkin menakutkan, skinflints boleh mempertimbangkan papan yang lebih murah (baik untuk membeli & menghantar) tanpa soket SMA & udara "getah bebek" yang sepadan. Sudah tentu tidak profesional, tetapi cambuk gelombang sederhana (~ 165mm) mudah dibuat dari wayar sekerap. Ini juga mungkin menggunakan antena "getah bebek" juga-terutamanya jika dinaikkan!

Secara keseluruhan (dan -sangat mungkin cepat dipengaruhi oleh penawaran yang semakin banyak), pada saat penulisan (pertengahan April 2015) Dorji's433 MHz DRF1278DM nampaknya cara termudah untuk memulakan dengan LoRa ™. Walau bagaimanapun, akses pinout modul ini terhad, tahap HEX tweaking & keperluan untuk voltan bekalan yang lebih tinggi (3.4 -5.5V) mungkin menjadi batasan.

Langkah 6: Dorji DRF1278DM

Pembuat China Shenzhen Dorji menjual modul DRF1278DM yang diperintahkan mikro ini dengan harga ~ US $ 20 setiap satu dari Tindie [12] =>

7 pin dijarakkan dengan papan roti biasa yang mesra 2.54 mm (= 1/10 inci). Bekalan antara 3.4 - 5.5V diperlukan. Elektronik modul bagaimanapun berfungsi pada voltan yang lebih rendah - terdapat pengatur voltan 3.2V di atas kapal. Keperluan bekalan yang lebih tinggi ini menjengkelkan di era "3V" hari ini, kerana walaupun ini sesuai dengan USB 5V (atau bahkan sel 3 x AA 1.5V besar), ia menghalang penggunaan sel koin 3V Li tunggal dan lain-lain. Pengatur mungkin boleh dilewati?

Langkah 7: Penyesuai USB DAC02

Penyesuai USB - TTL yang murah (di sini Dorji's DAC02) dapat digunakan untuk konfigurasi modul melalui perisian PC "Alat RF". Modul secara mekanik agak tidak disokong ketika dimasukkan, dan penggunaan berulang dapat menekan pin…

Adaptor serupa berlimpah dengan harga yang sangat rendah, TETAPI penggunaan sebelum ini adalah mustahak untuk memastikan fungsi pin pada penyesuai sesuai dengan yang terdapat pada modul tanpa wayar! Sekiranya tidak (dengan pertukaran VCC / GND biasa) maka pendekatan memimpin terbang mungkin harus digunakan. Walaupun sedikit membosankan, ini juga boleh menjadi lebih serba boleh kerana sesuai dengan konfigurasi. modul lain (rujuk persediaan transceiver HC-12) dan bahkan paparan program terminal langsung pada PC.

Langkah 8: Alat Konfigurasi USB + Wawasan SF, BW dan CR

Dengan ini skrin khas USB yang mesra pengguna yang mengkonfigurasi "Alat RF". Modul Dorji berfungsi di luar kotak, tetapi tetapan frekuensi dan kuasa sekurang-kurangnya harus diubah untuk peraturan tempatan. Banyak negara mengehadkan kuasa pemancar 433 MHz hingga 25 mW (~ 14 dBm) atau bahkan 10mW (10dBm) - masing-masing adalah tetapan kuasa Dorji 5 & 3.

Jalur ISM tanpa lesen, yang meliputi potongan ~ 1.7 MHz antara 433.050 - 434.790 MHz, TIDAK membenarkan penghantaran tepat pada 433.000 MHz!

Pengendalian data yang telus nampaknya berlaku, yang bermaksud apa sahaja data bersiri yang dimasukkan akhirnya dikeluarkan secara gigi secara tidak sengaja selepas penghantaran "di udara". Namun penyangga 256 byte yang dikhabarkan kelihatan lebih mirip 176 bait (CRC overhead?), Beberapa tetapan dengan alat Dorji sukar ditafsirkan, dan perubahan "ditulis" tidak selalu terbukti telah diterima baik …

Muat turun alat konfigurasi DRF_Tool_DRF1278D.rar Dorji (disenaraikan berhampiran lajur "Sumber" RHS bawah) melalui => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.htmlPeriksa pelbagai pandangan (terutamanya P. 9 -10) ke penggunaannya dan penyesuai USB dll =>

Penjelasan mengenai istilah spektrum penyebaran LoRa ™: (Kadar data PB berkaitan dengan BW & SF)

BW (Lebar Band dalam kHz): Walaupun hanya 10s kHz BW mungkin menarik, penting untuk menghargai bahawa kristal 32 MHz murah yang digunakan oleh banyak modul LoRa ™ (Dorji & HOPERF dll) mungkin tidak sepadan dengan frekuensi. Pergerakan dan penuaan yang berkaitan dengan suhu juga mungkin timbul. Oleh itu, pemilihan lebar jalur yang lebih sempit dapat mengelakkan penyegerakan modul kecuali penggunaan tetapan kristal yang membosankan & peraturan terma digunakan. Walaupun pembuat modul LoRa ™ Cina seperti Dorji mencadangkan BW minimum 125 kHz, untuk kebanyakan tujuan BW yang lebih kecil iaitu 62,5 kHz semestinya cukup baik. Rujuk lajur jadual berlorek yang ditunjukkan dalam Langkah 10.

SF (Spreading Factor "chip" sebagai log base-2): Dalam sistem SS setiap bit dalam urutan binari pseudo-random dikenali sebagai "chip". Peningkatan dari 7 (2 ^ 7 = 128 denyutan cip setiap simbol) hingga had 12 meningkatkan kepekaan oleh 3dB setiap langkah, tetapi lebih kurang. separuh kadar data. Walaupun dengan itu SF 11 (2 ^ 11 = 2048) 12dB lebih sensitif daripada SF7, kadar data turun (pada 62.5 kHz BW) dari ~ 2700 bps menjadi hanya 268 bps. Pemancar kadar data yang perlahan juga akan bertahan lebih lama & dengan itu mungkin juga menggunakan lebih banyak tenaga secara keseluruhan daripada pemancar yang menghantar data yang lebih pantas.

Walau bagaimanapun, kadar data yang sangat rendah mungkin boleh diterima untuk pemantauan IoT (Internet of Things) sesekali (& peningkatan pengeluaran tenaga bateri yang hampir tidak disengajakan), sementara rentang x 4 boleh menjadi sangat bermanfaat!

CR (Kadar Pengekodan ralat): Ujian UK awal menggunakan CR 4/5. (Ini menunjukkan bahawa setiap 4 bit berguna dikod oleh 5 bit penghantaran). Meningkatkan CR hingga 4/8 memanjangkan masa penghantaran sebanyak ~ 27%, tetapi meningkatkan penerimaan sebanyak 1 hingga 1.5dBm, mewakili peningkatan potensi berpotensi sekitar 12 hingga 18%. Tweak CR ini mungkin tidak akan memberikan keuntungan pelbagai seperti meningkatkan SF.

Sebilangan besar percubaan NZ berada pada 434.000 MHz, data bersiri 2400 bps, SF7, 62.5kHz BW dan CR 4/5.

Langkah 9: Konfigurasi DRF1278DM Langsung

DRF1278DM juga boleh dikonfigurasi dari mikrokontroler luaran - bahkan PICAXE-08 8 pin yang rendah hati. Walaupun melibatkan pengkodan 16 HEX asas kripto, ini membolehkan tweaking on / on fly dan bukannya penyingkiran modul berterusan & konfigurasi penyesuai USB. Rujuk butiran lengkap P.7-8 di Dorji. pdf. [13] =>

Walaupun menawarkan ciri tidur yang pelbagai, pandangan tweaking tahap HEX juga dapat diperoleh melalui helaian data APC-340 Appcon (hampir sama seperti) [14] =>

Terima kasih kepada rakan Kiwi Andrew "Brightspark" HORNBLOW dengan ini dengan cebisan kod PICAXE-08M2 untuk memodulasi kuasa DRF1278DM TX ke jalan setrip pemancar. (Untuk pandangan jarak / kuasa yang lebih mudah, ini mudah dikaitkan dengan nada penghasil PICAXE yang dihasilkan oleh penerima). Walau bagaimanapun, perhatikan bahawa tahap TX 6 & 7 melebihi peruntukan NZ / Australia 25mW (~ 14dBm atau tetapan 5). Pandangan Andrew timbul daripada memantau / menyalin dan menampal data siri hex mentah dari terminal.exe (alat kejuruteraan yang hebat [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) semasa melihat siri perbincangan data ke dan dari modul apabila tahap kuasa RF diubah.

Langkah tahap daya Dorji = bait ke-4 dari hujung RH ($ 01, $ 02 dll) ditambah bait CS berikut (CheckSum $ AB, $ AC dll) hanya perlu diubah. Contoh ayat kod PICAXE untuk mengubah tahap kuasa dengan cepat adalah seperti berikut:

tunggu 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)

tunggu 2

Langkah 10: Anggaran & Hasil Prestasi

Modul data RFM98 berasaskan HOPERF 434 MHz Semtech LoRa ™ yang digerakkan oleh PICAXE 28X2 digunakan dalam percubaan yang dilakukan melalui pautan 750m di persekitaran bandar UK yang khas. Antena pemancar dinaikkan ~ 2½ m pada tiang rendah, dengan penerima pada tiang pendek ~ 1½ m - kedua-duanya berada di atas tanah. Dengan lingkungan bandar 750 m yang padat yang disahkan pada 10mW TX di UK (menggunakan 500kHz BW & dengan itu memberikan ~ 22kbps), kemudian pada 10.4kHz BW (atau 455 bps) kira-kira 6 km kelihatan layak dengan daya sub mW!

Pengesahan ujian lapangan (dengan tetapan SF7 & hanya BW 62.5 kHz) dibuat di Wellington (NZ) dengan modul Dorji DRF1278DM yang didorong oleh bateri 3X AA & bateri AA & antena serupa, tetapi pada "pelepasan cat" Aus / NZ lebih tinggi 25mW (14dBm)) Kuasa TX. Pautan isyarat pinggir bandar, mungkin dibantu oleh persekitaran yang lebih terbuka dan bangunan kayu, dibuat secara konsisten sepanjang 3 - 10 km. (Oleh kerana keuntungan 6dB menggandakan julat LoS, maka daya tambahan 4dB ~ x 1½. & Justeru julat boleh bertambah berbanding yang tersirat di UK sebanyak> 1½ kali).

Langkah 11: Susun atur Papan Roti

Susun atur papan roti (digunakan sebelumnya untuk modul GFSK "7020" Dorji) sesuai dengan pertukaran mudah ke peranti LoRa. Modulasi GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) sebelumnya telah dianggap sebagai pendekatan terbaik 433 MHz, jadi bermanfaat untuk membandingkan hasil penawaran "7020" dengan modul LoRa baru.

Langkah 12: Skema PICAXE

Kedua-dua RX & TX menggunakan susun atur yang hampir sama, walaupun kodnya agak berbeza. Walaupun secara semula jadi menarik dan mudah dicapai dengan PICAXE, tidak ada usaha yang dilakukan pada tahap ini untuk memasuki mod tidur penjimatan tenaga. Cabutan semasa dari 3 bateri xAA ialah ~ 15mA, berdenyut hingga ~ 50mA semasa menghantar.

Langkah 13: Kod Pemancar PICAXE

Secara semula jadi kod ini dapat ditingkatkan dan dimodifikasi secara meluas, mungkin dengan penundaan dan pembukaan. Pada masa ini pada dasarnya hanya mengeluarkan nombor 0-100 yang maju. Oleh kerana percubaan itu hanya bertujuan untuk mengesahkan tuntutan jangkauan yang boleh dipercayai, tidak ada usaha (dengan pemancar atau penerima) untuk membolehkan mod penjimatan kuasa.

Langkah 14: Kod & Paparan Penerima PICAXE

Inilah kod penerima PICAXE yang berkaitan, dengan nilai angka ditunjukkan melalui terminal "F8" yang dibina oleh editor. Keindahan pengiraan yang sederhana ialah urutan dengan cepat dapat diimbas secara visual & hilang atau hilang nilai yang mudah dilihat.

Langkah 15: Alat Tuneup RF LoRa ™ Mesra Pengguna?

Oleh kerana tetapan modul LoRa ™ sukar difahami dan disahkan, didapati senang menggunakan modul penerima ASK 433 MHz yang murah (& jalur lebar relatif) sebagai alat penyesuaian sederhana.

Outlet NZ / Aus Jaycar menawarkan modul ZW3102 yang dapat dengan mudah dipujuk menjadi "tugas sniffer" agar sesuai dengan pemantauan isyarat yang dapat didengar. Apabila jarak dekat (<5 meter) ke LoRa ™, isyarat keluar akan mudah didengar sebagai "calar", sementara kecerahan LED yang dilampirkan berkaitan dengan RSSI (Indikasi Kekuatan Isyarat yang Diterima).

Modul serupa (& lebih murah) yang dibuat oleh Dorji terdapat dalam Instructable [16] =>

Langkah 16: Ujian Padang- Wellington, New Zealand

Penyediaan pantai ini menunjukkan pengujian sebelumnya dengan modul GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) Dorji "7020". Julat kemudian maksimum pada ~ 1km dalam keadaan seperti itu, dan yang terbaik adalah ~ 300m melalui tumbuh-tumbuhan ringan & kawasan bangunan berbingkai kayu. Pautan lintas pelabuhan hanya dapat didapati apabila pemancar ditinggikan dengan ketinggian kira-kira 100 meter di tempat sarang burung helang di lereng bukit di belakang.

Sebaliknya modul LoRa Dorji dengan kekuatan 25mW yang sama "membanjiri" pinggir bandar, dengan transmisi tinggi (~ 2.4m) transmisi dapat dikesan hingga ~ 3km dekat, 6km di "tempat manis" tanjung dan bahkan 10km permukaan LOS di seberang pelabuhan. Penerimaan hanya berhenti ketika di teluk di belakang tanjung berbatu (kelihatan di latar belakang). Tetapan LoRa adalah, BW 62.5kHz, SR 7, CR 4/5 dan 25mW (14dBm) kuasa TX menjadi antena menegak omnidirectional gelombang ¼.

Langkah 17: UK LoRa Versus FSK - Ujian LoS (Line of Sight) 40km

Terima kasih kepada Stuart Robinson yang berpusat di Cardiff (ham radio GW7HPW), ujian perbandingan FSK (Frequency shift keying) berbanding LoRa ™ dilakukan pada jarak 40km yang tinggi di Bristol Channel UK. Rujuk gambar.

Wilayah ini agak bersejarah tanpa wayar kerana pada tahun 1897 Marconi melakukan ujian "jarak jauh" pertamanya (6 - 9km menggunakan alat pemancar percikan elektrik!) Berdekatan [17] =>

Hasil Stuart bercakap untuk diri mereka sendiri - Pautan data LoRa ™ sangat mungkin dilakukan pada tahun 2014 dengan sebahagian kecil daripada kekuatan yang diperlukan untuk modul Hope RFM22BFSK yang sebelumnya disegani!

RFM22B yang dikendalikan oleh PICAXE-40X2 sebenarnya masih mengorbit pada harga $ 50sat, dengan isyarat tanah yang lemah dapat dikesan ketika melintas di LEO (Orbital Bumi Rendah) sejauh 100-an km di atas. (Modul LoRa ™ tidak tersedia pada waktu pelancaran 2013) [18] =>)

Langkah 18: Ujian Wilayah Lain

Pautan berjaya dibuat sepanjang 22km LoS (Line of Sight) di Sepanyol & beberapa km di bandar Hungary.

Lihat promosi Libelium yang menunjukkan kelebihan ~ 900MHz teknologi [19] =>

Langkah 19: Penerima & Pautan LoRa

Percubaan UK HAB (High Altitude Ballooning) memberikan liputan LoRa ™ 2 arah sehingga 240 km. Menurunkan kadar data dari 1000bps menjadi 100bps harus memungkinkan liputan hingga ke cakrawala radio, yang mungkin 600 km pada ketinggian tinggi 6000-8000m belon ini. Penjejakan belon boleh dibuat melalui GPS di dalamnya - periksa dokumentasi HAB & LoRa ™ yang luas di [20] =>

Penerima LoRa untuk kedua-dua kerja satelit HAB & LEO masa depan sedang dalam proses - butiran untuk diikuti.

Ringkasan: LoRa ™ muncul sebagai teknologi yang mengganggu, terutamanya untuk aplikasi rangkaian tanpa wayar IoT (Internet of Things) yang baru muncul - dan sangat hiped. Ikuti maklumat melalui laman LoRa Alliance [21] =>

Penafian & penghargaan: Akaun ini pada dasarnya dimaksudkan sebagai perhatian / penyiasatan & penyusunan-sepertinya- permainan yang mengubah teknologi data tanpa wayar UHF. Walaupun menyambut sampel percuma (!), Saya tidak mempunyai pautan komersial dengan mana-mana pembuat LoRa ™ yang disebutkan. Jangan ragu untuk "menyalin kiri" bahan ini - terutamanya untuk kegunaan pendidikan - tetapi kredit laman web sememangnya dihargai.

Catatan: Sebilangan gambar bersumber dari web, yang mana (jika tidak dirujuk) kredit penghargaan dengan ini dilanjutkan.

Stan. SWAN => [email protected] Wellington, New Zealand. (ZL2APS - sejak 1967).

Pautan: (Pada 15 Mei 2015)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]