Intelligent gatelys ved bruk av LoRa: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

En bys gatelys gir tryggere trafikkforhold, tryggere fotgjengermiljø og kan representere en stor forbedring av byens arkitektoniske turistmessige og kommersielle produksjon.

Dette prosjektet tar sikte på utviklingen av en prototype av smart gatelys som gir styring av lampenivå og tilbakemelding om ytelsen til brukeren.

Denne prototypen fungerer på Master-slave-konfigurasjon, der hvert gatelys fungerer som slave, og LoRa Gateway fungerer som master. Siden Lora gateway har lengre rekkevidde sammenlignet med andre kommunikasjonstjenester som wifi, Bluetooth, NFC osv. Selv om GSM har lengre rekkevidde, inkluderer det abonnementskostnader som ikke er det, er LoRa (gratis) og LoRa bruker også mye mindre strøm under drift. Master er koblet til internett slik at brukeren kan fjernovervåke gatelys. Så stort antall gatelys kan kobles til og styres fra hovedgatewayen.

Trinn 1: KOMPONENTER NØDVENDIG

• Litium-ion-batteri
• LED -lys og LED -driver
• Ultralydsensor
• Nodemcu (ESP8266 12E)
• Arduino UNO (ATMEGA 328P)
• SX 1728 Lora -mottaker

Trinn 2: Beskrivelse av komponenter

Nodemcu:

ESP8266, integrerer GPIO, PWM, I2C, SPI og ADC alt i ett kort. Denne mikrokontrolleren har innebygd WiFi med seg, noe som hjelper oss å koble prosjektet vårt til internett. Alle GPIO -pinnene til Nodemcu kan brukes som PWM -pinner, i tillegg til at den også har en analog pin.

LED -drivere:

AN30888A og AN30888B er DC-DC-kontrollere som er ideelle for kjøring av lysdioder med høy luminans for LED-belysning. De er utstyrt med to lysjusteringsmoduser (PWM-kontroll og referansespenningskontroll), og kan gjøres kompatible med boost-, buck- eller buck-boost-spenning ved å endre de eksterne komponentene

LORA -modul:

LoRa (Long-range Radio) -modulen tar IoT-prosjektene dine avstanden med kommunikasjon over et langt spredt spekter. Denne formen for trådløs kommunikasjon resulterer i større båndbredde, økt interferensmotstand, minimering av strømforbruk og økt sikkerhet.

Denne modulen bruker SX1278 IC og fungerer på en 433MHz frekvens. Frekvenshopping-som gir deg den søte balansen mellom kvalitetssignaloverføring-dekker et område på 420-450MHz. Denne trådløse langdistansefunksjonen er pakket inn i en liten (17 x 16 mm) pakke og leveres gjennom en fjærantenne.

Med LoRa Ra-01 trenger du ikke gå på kompromiss med balansen mellom rekkevidde, interferensimmunitet eller energiforbruk. Teknologien bak denne IC betyr at den er perfekt for de prosjektene som krever rekkevidde og styrke.

Funksjoner:

• LoRaTM spredt spektrumkommunikasjon
• Halv dupleks SPI-kommunikasjon
• Programmerbar bithastighet kan nå 300 kbps
• 127dB RSSI -bølgeområde.

Spesifikasjoner:

• Trådløs standard: 433MHz
• Frekvensområde: 420 - 450MHz
• Port: SPI/GPIO
• Driftsspenning: 1,8 - 3,7V, standard 3,3V
• Arbeidsstrøm, motta: mindre enn 10,8mA (LnaBoost stengt, bånd 1)
• Overfør: mindre enn 120mA (+20dBm),
• Søvnmodell: 0,2 uA

Trinn 3: Skjematisk over Master and Slave

Gi tilkoblingene i henhold til skjematisk.

Master vil fungere som en gateway og koblet til internett. Hver slave er koblet til individuelle gatelys og styrer lysstyrken.

SX1728 og ultralydsensor er koblet til Arduino uno i henhold til skjematisk. Trig -pin og Echo -pin er koblet til digitale pins av Arduino UNO. SX1728 LoRa -modulen er koblet til Arduino via SPI -kommunikasjon.

SX1728 virker i 433Mhz. hvert land har sin respektive båndbredde for LoRa. I India gratisbånd i 866-868 MHz. For prototypemodellen brukes 433MHz -modulen her.

Trinn 4: Drift

Når en hindring krysser gatelyset (SLAVE), vil ultralydsensoren oppdage hindringen og øke lysstyrken til det aktuelle gatelyset. Og dette sender også meldinger til kommende gatelys som RF -pakker. Dermed vil kjeden av gatelys øke lysstyrken jevnt. Deretter går den tilbake til normal modus. Videre kan hvert gatelys styres individuelt fra masteren ved å sende meldinger til den bestemte slaven.

Jeg har brukt 3,2 V litiumionbatteri og LED-driver i boost-modus for å gi LED den nødvendige spenningen

Slave her vil fungere i 3 moduser, som kan konfigureres i programvaren

• Modus "1" Full lysstyrke alltid (regnværsdager og nøddager)
• Modus "2" Alternativ lysstyrke (kveldstid - svakt lys)
• Modus "3" Full kontroll med ultralyd (midnatt og lav brukstid)

Mesteren vil sende meldingen med en bestemt adresse. Slaven med tilsvarende adresse vil bare godta meldingen og handle deretter.

For lysstyrkekontroll av LED kan LED -driver brukes som AN30888A/B. Jeg har skaffet meg en slik fra gammel nødlampe og ombygd den.

Trinn 5: Koder

Her presenterer jeg kodene som brukes for Master and Slave, Datablad for LED -driveren jeg har brukt.

github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa - her kan du laste ned biblioteket for LoRa.