ESP32 LoRa: Anda Boleh Mencapai Hingga 6.5 Km !: 8 Langkah

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

6.5km! Ini adalah hasil ujian penghantaran yang saya laksanakan dengan ESP32 OLED TTGO LoRa32, dan hari ini saya akan membincangkannya lebih lanjut dengan anda. Oleh kerana model yang saya gunakan pada awalnya mempunyai antena yang saya anggap buruk, saya memilih untuk menggunakan model antena lain dengan keuntungan 5 dB dalam ujian. Jadi, selain membicarakan skop yang kami ada dengan ujian kami, kami akan membincangkan sebab-sebab kehilangan kuasa isyarat. Kami juga akan menilai secara kualitatif pengaruh persekitaran (medan, rintangan, dan lain-lain) ketika menerima isyarat ini.

Langkah 1: Sumber yang Digunakan

• 2 Modul ESP32 OLED TTG LoRa32

• 2 antena gelombang UHF 5/8 900MHz - AP3900

• Bekalan kuasa mudah alih 2 x 5V

(Pek bateri dengan pengatur voltan boleh laras)

Lembaran data antena ditunjukkan melalui pautan:

www.steelbras.com.br/wp-content/uploads/201…

Pautan kedua ini adalah untuk mereka yang meminta cadangan mengenai tempat membeli antena:

Antena

www.shopantenas.com.br/antena-movel-uhf-5-8…

Pemasangan antena:

www.shopantenas.com.br/suporte-magnetico-preto-p--antena-movel/p

***** "Perhatian, kami menukar penyambung kilang untuk SMA lelaki untuk berhubung dengan ekor babi"

Langkah 2: Antena

Dalam gambar ini, saya menunjukkan lembaran data antena dan grafik prestasinya.

• Kami juga menggunakan dua antena gelombang 900MHz UHF 5/8

• Salah satu antena diletakkan di atas bumbung kereta, dan yang lain di atas pemancar

Langkah 3: Mencapai Ujian

Dalam ujian pertama kami, kami mencapai jarak isyarat 6.5km. Kami meletakkan salah satu antena di atas bangunan, di titik C, dan kami berjalan sejauh 6.5km di kawasan bandar yang terus menjadi luar bandar. Saya menunjukkan bahawa di tengah perjalanan, pada pelbagai masa, kita kehilangan isyarat.

Mengapa ini berlaku? Kerana kita mempunyai pengaruh topologi, yang merupakan ciri ruang yang dilalui berkaitan dengan perubahan geografi. Contohnya: jika kita mempunyai bukit di tengah jalan, ia tidak akan dilintasi oleh isyarat kita, dan kita akan mempunyai isyarat yang gagal.

Saya mengingatkan anda bahawa ini berbeza dengan ketika anda menggunakan LoRa dalam radius 400 meter, kerana jangkauan anda cukup tinggi di ruang ini, dengan kemampuan melintasi dinding, misalnya. Apabila jarak ini meningkat, halangan dapat menyebabkan gangguan.

Langkah 4: Eksperimen Kedua

Kami melakukan ujian kedua, dan kali ini, daripada meninggalkan antena di atas bangunan, ia berada di permukaan tanah di atas pintu pagar. Saya meletakkan antena kedua di dalam kereta dan mula memandu. Hasilnya adalah jarak tempuh sejauh 4.7km. Jarak ini dan jarak pertama yang kami rakam (6.5km) melebihi jarak yang dinyatakan oleh Heltec (diunjurkan sejauh 3.6km). Penting untuk diingat bahawa kami hanya menggunakan dua TTGO yang dikuasakan oleh bateri melalui pengatur voltan.

Langkah 5: Pautkan Kos di DB

Kos pautan adalah konsep yang sangat menarik. Ini membolehkan anda membayangkan bagaimana tenaga akan hilang semasa penghantaran, dan di mana tindakan pembetulan tepat harus diutamakan untuk memperbaiki hubungan.

Ideanya adalah untuk mengukur berapa banyak isyarat yang dihantar harus sampai ke penerima, dengan mengambil kira keuntungan dan kerugian isyarat dalam proses, atau:

Daya Diterima (dB) = Daya Dihantar (dB) + Keuntungan (dB) - Kerugian (dB)

Untuk pautan radio yang mudah, kita dapat mengenal pasti 7 bahagian penting untuk menentukan kuasa yang diterima:

1 - Kekuatan pemancar (+) T

2 - Kerugian saluran penghantaran ke antena (-) L1

3 - Perolehan antena (+) A1

4 - Kerugian dalam perambatan gelombang (-) P

5 - Kerugian kerana faktor lain (-) D

6 - Keuntungan antena penerima (+) A2

7 - Kerugian pada saluran penghantaran ke penerima (-) L2

Kuasa Diterima = T - L1 + A1 - P - D + A2 - L2

Dengan mengekalkan nilai dalam dBm dan dBi, plot dapat dijumlahkan dan dikurangkan secara langsung. Untuk melakukan pengiraan ini, anda boleh menemui kalkulator dalam talian yang membantu anda memasukkan nilai dalam ungkapan.

Di samping itu, beberapa mempunyai rujukan mengenai pelemahan beberapa kabel komersial. Ini membolehkan pengiraan lebih mudah.

Anda boleh mendapatkan kalkulator seperti ini di:

Langkah 6: Pengaruh Halangan

Selain mengambil langkah berjaga-jaga yang tepat untuk mengelakkan kerugian pada bahagian integral dari rangkaian pemancar dan penerima, faktor lain yang tidak boleh diabaikan adalah Jalur Penglihatan Jelas antara pemancar dan penerima.

Walaupun dengan pengoptimuman hubungan antara keuntungan dan kerugian, halangan seperti bangunan, atap, pokok, bukit, dan struktur, antara lain, dapat mengganggu isyarat.

Walaupun perhitungan mengambil kira penyebaran gelombang, ia mengandaikan transmisi langsung tanpa halangan.

Langkah 7: Ujian Tambahan

Ujian di bawah ini, yang mencapai 800 meter, dilakukan menjaga pemancar dan antena di menara kecil, yang ditandai pada peta berlabel "Pemancar." Dengan menggunakan penerima, laluan (dalam warna ungu) dilaksanakan. Titik yang ditandai menunjukkan titik dengan penerimaan yang baik.

Kami memeriksa titik menggunakan peta topologi wilayah dan, sebenarnya, ketinggiannya adalah hampir. Data muncul dalam gambar di bawah dan dapat dilihat di laman web ini:

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah ini, terdapat sebuah lembah yang hampir tidak ada halangan di wilayah ini di antara kedua titik tersebut.

Langkah 8: Kesimpulannya

Ujian ini memberi saya lebih yakin pada LoRa, kerana saya sangat berpuas hati dengan hasil yang dicapai. Namun, saya menunjukkan bahawa ada antena lain yang dapat memberi kita lebih banyak kekuatan untuk dicapai. Itu bermakna kita mempunyai cabaran baru untuk video seterusnya.