Vi introduserer LoRa ™!: 19 trinn

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

LoRa ™ = Long Range trådløs datatelemetri og forholder seg til en radikal VHF/UHF 2 -veis trådløs spredt spektrum datamoduleringsmetode som nylig har blitt utviklet og varemerke (™) av Semtech - et lenge etablert (1960) amerikansk multinasjonalt elektronikkfirma. Se [1] =>

Teknologien bak LoRa ™ ble utviklet av Cycleo, et fransk selskap kjøpt av Semtech i 2012. LoRa ™ er proprietær, men det ser ut til å bruke en slags "enklere" CSS (Chirp Spread Spectrum) pulserende FM "feiende frekvens" modulasjon i stedet for DSSS (Direct Sequence SS) eller FHSS (Frequency Hopping SS).

Semtechs nettsted nevner at "LoRa ™ -teknologi gir en 20dB budsjettfordel i forhold til eksisterende løsninger, noe som utvider rekkevidden til alle applikasjoner betydelig, samtidig som det gir det laveste strømforbruket for å maksimere batterilevetiden."

Påståtte områder er vanligvis x10 for vanlige UHF trådløse datasystemer. Ja -sammenlignet med vanlige smalbåndsdataoppsett LoRa ™ gir 100 meter i stedet for 10 sek, flere 1000 meter i stedet for bare 100. Magi!

LoRa ™ er noe komplisert, ettersom den bruker begreper og krever innstillinger som sannsynligvis er ukjente for mange "normale" brukere. Gledelig nok har det blitt funnet mulig å bekrefte påstander med enkle oppsett - her ved å bruke sammenkoblede PICAXE -mikroplater fra US $ 3 som kontrollerne. PICAXE-er er nesten ideelle for slike forsøk, ettersom de er programmert i tolkede BASIC på høyt nivå, og alle kostnader for utførelseshastighet er tilfeldige for s-l-o-w LORA ™ -data! Se [2] => www.picaxe.com

Trinn 1: Semtechs SX127x

I de siste tiårene, og hjulpet av billig PC-behandling, har forskjellige smarte digitale moduser blitt utviklet (spesielt av radioskink) for lavere frekvens HF (3-30MHz) arbeid der båndbredde er dyrebar. (Båndbredde sulten spredt spektrum modulasjon er vanligvis ulovlig på disse lavere frekvensene). Noen moduser kan strekke seg over hav med lav effekt (noen få watt), men er trege og trenger sofistikert PC -programvare for koding/dekoding, sammen med svært følsomme kommandoer. mottakere og betydelig antenne. Se [3] =>

Semtechs VHF/UHF SX127x LoRa ™ RF -ICer inneholder imidlertid nesten alt innenfor en smart tommelfingerstørrelse på ~ US $ 4 -brikke!

* Tidlig oppdatering i 2019: Semtech har nylig oppgradert SX127x -serien, med sine nye SX126x -baserte moduler som ser VELDIG verdt ut. Se ytterligere kommentarer på Instructable -slutten.

Semtech lager flere RF IC -varianter, med SX1278 som lavere UHF -frekvens skrått for å passe 433 MHz ISM -båndbrukere. Høyere frekvens. 800-900 MHz-tilbud appellerer til mer profesjonelt arbeid, selv om ved disse nær 1 GHz-frekvensene kan redusert RF-slag og signalbaneabsorpsjon være et problem. Sub GHz -frekvenser har imidlertid lavere støy, lovlig høyere sendeeffekt og mer kompakt høyforsterkningsantenne som kan kompensere for dette.

I tillegg til LoRa ™.modulering (vist på bildet), kan SX127x transceivermoduler også produsere FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK/OOK og til og med FM -tonesignaler (Morse Code!) Som passer eldre systemer. Se Semtech -datablad (131 sider!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Merk: HOPERF, et lenge etablert kinesisk trådløst datafirma, tilbyr LoRa ™ -moduler med en "'7 a side" RF96/97/98 IC som virker lik Semtechs SX127x. Det er imidlertid ukjent om dette bare er en asiatisk LoRa ™ andre kilde …

Trinn 2: Fordeler med LoRa ™ -spredning av spektrum

SS (Spread Spectrum) -systemer er ikke nye, men deres sofistikering betydde at de var altfor kostbare for mange brukere til moderne mikroelektroniske tilnærminger utviklet seg. Siden SS -teknikker gir betydelig forstyrrelse og falming av immunitet, sikkerhet og "uoppdagbare" overføringer, har de lenge militærets domene - til og med helt tilbake til andre verdenskrig. Sjekk det fantastiske arbeidet fra 1940 -tallet til bombeskuespillerinnen Hedy Lamarr! [5] =>

LoRa ™ s sannsynlige Chirp SS -modulasjon, i tillegg til å nyte andre SS -fordeler, kan også tilby Doppler -effekt "skiftende frekvens" -immunitet - kanskje betydelig i hurtig bevegelige LEO (Low Earth Orbital) satellittradioapplikasjoner. Se [6] =>

Men -her på jorden oppstår størst oppmerksomhet fra påstander fra Semtech (og kampanjen 2014-2015 for mange andre -IBM & MicroChip inkludert!), At LoRa ™ -enheter med lavt UHF -spekter øker rekkevidden med minst en størrelsesorden (x 10) over tradisjonelle NBFM (Narrow Band FM) datamoduler under lignende forhold og oppsett.

Mye av dette fantastiske rekkeviddeøkningen ser ut til å komme fra LoRas evne til å jobbe NEDEN for støynivået. Grunnlaget for dette kan relatere seg til at støy er tilfeldig (og dermed selvdempende over en periode), mens et signal blir bestilt (med flere prøver og dermed "bygger det opp"). Se konseptet på det vedlagte surfebildet!

Selv om svært lavdrevne "lukt av et oljeaktig elektron" mW -nivå sendere derfor kan være mulig (og batteridrevne oppsett kan ha en nær holdbarhet på kanskje år), er imidlertid LoRas ™ ulempe at svake signaler for langdistanse lenker kan være forbundet med svært lave datahastigheter (<1 kbps). Dette kan være tilfeldig for sporadisk IoT (Internet of Things) -overvåking i applikasjoner som involverer temperaturer, måleravlesning, status og sikkerhet etc.

Trinn 3: SIGFOX - Nettverksbasert IoT -konkurrent?

Kanskje LoRa ™ sin nærmeste IoT langdistanse LPWA (Low Power Wide Area) trådløse rival er det franske selskapet SIGFOX [7] =>

I motsetning til Semtechs proprietære LoRa ™, er SigFox -enheter behagelig åpne, MEN de krever et spesialisert koblingsnettverk. De blir derfor ubrukelige, i likhet med mobiltelefoner, når de er ute av SigFox -nettverksdekning - en spesielt talende faktor i fjerntliggende regioner (eller for de mange landene som ennå ikke er betjent!). Pågående servicekostnader eller stigende teknisk fremgang kan også bli et problem - Metricoms sent 90 -talls skjebnesvangre 900 MHz "Ricochet" trådløse internettjeneste kommer i tankene [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28 Internett …

SigFox-enheter skiller seg fra LoRa ™ ved å bruke UNB (ultra-smalbånd) 100Hz radio "kanaler", med BPSK (Binary Phase Shift Keying) modulasjon på 100bps. Sendere er lignende batterivennlige 10-25 mW, men i lisensen gratis 868-902 MHz-bånd. Basestasjoner på taket, som kobles til Internett via fiber osv., Har ultrafølsomme -142dBm -mottakere. Rekkevidder på 10 km kan resultere (derav ligner LoRa ™) - dataforbindelser er rapportert fra høytflygende fly og offshorefartøyer i nærheten av SigFox -basestasjoner.

Men bare 12 byte meldinger, begrenset til 6 meldinger per time, er tillatt. Informasjon kommer i løpet av få sekunder, men SigFox-nettverket kan ikke støtte slik sanntidskommunikasjon som kredittkortautorisasjoner, og systemet passer best til data "utdrag" som sendes noen ganger om dagen. Vanligvis kan disse omfatte ekstern måleravlesning, flyte- og nivåovervåking, aktivasporing, nødvarsler eller parkeringsplasser - sistnevnte er en virkelig ressurs!

SigFox -nettverk er ganske enkle og kan distribueres til en brøkdel av kostnaden for et tradisjonelt mobilsystem. Spania og Frankrike er allerede dekket med ~ 1000 basestasjoner (mot 15 000 for standard mobiltjeneste), og Belgia, Tyskland, Nederland, Storbritannia (via Arqiva) og Russland følger snart. Forsøk pågår også i San Francisco, Sigfox bygger imidlertid ikke disse nettverkene direkte, men inngår avtaler med lokale selskaper for å håndtere den relativt enkle distribusjonen av takstasjoner og antenner.. Utrullingen kan være rask og kostnadseffektiv- distribusjonspartneren deres i Spania brukte 5 millioner dollar på å distribuere et nettverk over hele landet på bare 7 måneder. Disse lokale partnerne videreselger deretter IoT -tjenester, til sluttbrukerkostnader rundt $ 8 per år per enhet.

Opptaket av SigFox -tilnærmingen har vært dramatisk, med en tidlig finansieringsstasjon tidlig i 2015 som økte> 100 millioner dollar. Trådløse rivaler TI/CC (Texas Instruments/ChipCon), som nylig begynte i SigFox, indikerer faktisk at Lora ™ kan ha svakheter - se [9] =>

Det har vært vanskelig å finne hendene på SigFox-undersøkelser, men se innsikt på "instruerbart" nivå [10] =>

Det kan være at begge tilnærmingene til slutt sameksisterer, omtrent som toveis radioer (= LoRa ™) og mobiltelefoner (= SigFox) for talemeldinger. For tiden (mai 2015) er LoRa ™ absolutt måten å utforske trådløse muligheter for IoT på lang rekkevidde- les videre!

Trinn 4: Kinesiske LoRa ™ -moduler -1

Selv om det er en EU -oppfinnelse, har Semtechs SX127x LoRa ™ -motorer blitt ivrig tatt opp av kinesiske produsenter. LoRas evne til å slå gjennom hindrende bygninger i overfylte asiatiske byer har uten tvil vært tiltalende.

Produsenter i Kinas mega-e-by Shenzhen (nær Hong Kong) har vært spesielt entusiastiske, med tilbud fra slike "produsenter" som Dorji, Appcon, Ulike, Rion/Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech & GBan. Selv om grensesnittets pinouts varierer noe, er de 2 -brikken "mikromodererte" modulene fra Dorji, Appcon, VoRice og NiceRFseem nesten merket.

Omfattende googling anbefales derfor for de som har kjøpt masse, prøver, gratis frakt, mer klar teknisk innsikt, bedre tilgang til SX127x-funksjoner/pinner, lettere kontroll, lettere vekt, robust emballasje (YTech's E32-TTL-100-stil) etc. Bla gjennom slike som EBay, Alibaba eller Aliexpress [11] =>

Trinn 5: Kinesiske LoRa ™ -moduler - 2

Vær oppmerksom på at billigere (<$ US10) enkeltbrikkemoduler styrer SX1278 via kjedelig klokke koblet SPI (Serial Peripheral Interface). Selv om de er større og mer kostbare (~ 20 dollar), bruker LoRa ™ -moduler med to brikker en andre MCU (mikrokontroller) ombord for SX1278 -koblingen, og er vanligvis mye lettere å konfigurere og jobbe med i farten. De fleste tilbyr vennlig industristandard TTL (Transistor Transistor Logic) transparent datahåndtering via enkle RXD- og TXD -pinner. Små røde og blå lysdioder er vanligvis montert ombord på TTL -modulene - praktisk for TX/RX -innsikt.

MERK: 8 -pinners tilbud kan bruke 2 mm pinneavstand i stedet for standard 2,54 mm (1/10 tommer), noe som kan begrense loddefri evaluering av brødbrett.

Selv om den doble prisen på TTL LoRa ™ -enheter tilnærmet kan være skremmende, kan hudfarger vurdere billigere (både å kjøpe og sende) brett uten SMA -kontakten og matchende "rubber ducky" antenne. Det vil selvfølgelig ikke være så profesjonelt, men en enkel ¼ bølge (~ 165 mm lang) pisk kan lett lages av skraptråd. Dette kan til og med utføre "gummi-ducky" -antennen også-spesielt hvis den er forhøyet!

Totalt sett (og -sukk -sannsynligvis raskt påvirket av de stadig flere tilbudene), i skrivende stund (midten av april 2015) virker Dorjis 433 MHz DRF1278DM den enkleste måten å komme i gang med LoRa ™. Imidlertid kan denne modulens begrensede pinout -tilgang, justering av HEX -nivå og behov for høyere forsyningsspenninger (3,4 -5,5V) være en begrensning.

Trinn 6: Dorji DRF1278DM

Den kinesiske produsenten Shenzhen Dorji selger disse mikrokommanderte DRF1278DM-modulene for ~ US $ 20 hver fra Tindie [12] =>

De 7 pinnene er på avstand fra den vanlige brødbrettvennlige 2,54 mm (= 1/10 tommer). En forsyning mellom 3,4 - 5,5 V er nødvendig. Modulelektronikken fungerer imidlertid ved lavere spenninger - det er en innebygd 3.2V spenningsregulator. Dette større forsyningsbehovet er irriterende i dagens "3V" -tid, selv om dette passer til USB 5V (eller til og med store 3 x AA 1,5V -celler), forhindrer det bruk av enkle 3V Li -myntceller etc. Regulatoren kan kanskje omgås?

Trinn 7: DAC02 USB -adapter

En billig USB - TTL -adapter (her Dorjis DAC02) kan brukes til modulkonfigurasjon via "RF Tools" PC -programvare. Moduler støttes imidlertid mekanisk heller når de settes inn, og gjentatt bruk kan stresse pinnene …

Lignende adaptere florerer til svært lave priser, MEN før bruk er det viktig å først sikre at pinfunksjonene på adapteren samsvarer med de på den trådløse modulen! Hvis de ikke gjør det (med vanlige VCC/GND -bytte), må det kanskje brukes flygende blymetoder. Selv om de er litt kjedelige, kan disse også være mer allsidige som de passer til config. andre moduler (se oppsett av HC-12-mottakeren) og til og med direkte terminalprogramvisning på en PC.

Trinn 8: USB Config Tools + SF, BW og CR Insights

Herved skjermer som er typiske for brukervennlig USB som konfigurerer "RF Tools". Dorji -moduler fungerte ut av esken, men frekvens- og effektinnstillingene bør i det minste endres for lokale forskrifter. Mange land begrenser 433 MHz sendereffekt til 25 mW (~ 14 dBm) eller til og med 10 mW (10 dBm) - dette er Dorji -effektinnstillinger 5 og 3 henholdsvis.

Det lisensfrie ISM -båndet, som dekker et stykke på ~ 1,7 MHz mellom 433.050 - 434.790 MHz, tillater IKKE overføringer på nøyaktig 433.000 MHz heller!

Gjennomsiktig databehandling ser heldigvis ut til å skje, noe som betyr at alle serielle data som mates inn, til slutt blir matet ut på en transparent måte etter "på luft" -overføring. Imidlertid så den ryktede 256 byte -bufferen mer ut som 176 byte (CRC overhead?), Noen innstillinger med Dorji -verktøyet var vanskelige å tolke, og endringer "skrevet" viste seg ikke alltid å ha blitt akseptert heller …

Last ned Dorjis konfigurasjonsverktøy DRF_Tool_DRF1278D.rar (oppført nederst i RHS "Ressurser" -kolonnen) via => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.htmlSjekk mangfoldig innsikt (spesielt s. 9 -10) i det er bruk og USB -adaptere etc =>

Forklaring av LoRa ™ spredt spekter: (N. B. Datahastighet gjelder BW & SF)

BW (båndbredde i kHz): Selv om bare 10s kHz BW kan appellere, er det viktig å sette pris på at billige 32 MHz -krystaller som brukes av mange LoRa ™ -moduler (Dorji & HOPERF osv.) Kanskje ikke helt matcher frekvensen. Temperaturrelaterte avvik og aldring kan også oppstå. Valg av smalere båndbredder kan derfor forhindre synkronisering av moduler, med mindre kjedelig krystalljustering og termisk regulering brukes. Selv om kinesiske LoRa ™ -modulprodusenter som Dorji anbefaler et BW -minimum på 125 kHz, burde en smalere BW på 62,5 kHz for de fleste formål være ganske OK. Se skyggelagt tabellkolonne vist i trinn 10.

SF (Spreading Factor "chips" som en base-2-logg): I SS-systemer er hver bit i den pseudo-tilfeldige binære sekvensen kjent som en "chip". Økning fra 7 (2^7 = 128 brikkeimpulser per symbol) til grensen på 12 forbedrer følsomheten med 3dB hvert trinn, men ca. halverer datahastigheten. Selv om en SF på 11 (2^11 = 2048) derfor er 12dB mer sensitiv enn SF7, faller datahastigheten (ved 62,5 kHz BW) fra ~ 2700 bps til bare 268 bps. Sakte datahastighetssendere forblir også lenger og kan derfor også forbruke mer energi totalt enn sendere som sender raskere data.

Imidlertid kan svært lave datahastigheter være akseptable for sporadisk IoT (Internet of Things) -overvåking selvfølgelig (og økt batteridrenering i nærheten av tilfeldige), mens boostet på 4 -rekkevidde kan være ekstremt verdt!

CR (error Coding Rate): De første britiske testene brukte en CR på 4/5. (Dette angir at hver fjerde nyttige bit er kodet av fem overføringsbiter). Å øke CR til 4/8 forlenger sendetiden med ~ 27%, men forbedrer mottaket med 1 til 1,5 dBm, noe som representerer en potensiell rekkeviddeforbedring på rundt 12 til 18%. Denne CR -tilpasningen vil sannsynligvis ikke gi en så fordelaktig rekkeviddeøkning som å øke SF.

De fleste NZ -forsøk var på 434.000 MHz, 2400 bps serielle data, SF7, 62,5 kHz BW og CR 4/5.

Trinn 9: Direkte DRF1278DM -konfigurasjon

DRF1278DM kan også konfigureres fra en ekstern mikrokontroller- til og med en ydmyk 8-pinners PICAXE-08. Selv om den involverer kryptisk base 16 HEX -koding, tillater dette ombord/på farten tweaking i stedet for kontinuerlig modulfjerning og USB -adapterkonfigurasjon. Se alle detaljene s.7-8 på Dorji. pdf. [13] =>

Selv om den tilbyr forskjellige søvnfunksjoner, kan du også få innsikt i HEX-nivå via Appcons (nær utseende) APC-340 datablad [14] =>

Takket være andre Kiwi Andrew "Brightspark" HORNBLOW hermed et PICAXE-08M2-kodefragment for å modulere DRF1278DM TX-strømmen til en trappetrinn av transmisjonsblipper. (For enklere rekkevidde/effektinnsikt kan disse lett være assosiert med mottakere av PICAXE -genererte toner også). Vær imidlertid oppmerksom på at TX -nivåene 6 og 7 overskrider NZ/Australia -godtgjørelsen på 25mW (~ 14dBm eller innstilling 5). Andrews innsikt kom fra å overvåke/kopiere og lime inn de rå hex-serielle dataene fra terminal.exe (et ypperlig ingeniørverktøy [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) mens du ser serien data chatter til og fra modulene når RF -effektnivået endres.

Dorji -effektnivået trinn = 4. byte fra RH -enden ($ 01, $ 02 osv.) Pluss følgende CS -byte (CheckSum $ AB, $ AC osv.) Trenger bare å finjusteres. Eksempel på PICAXE -kodesetninger for å endre effektnivået på farten er som følger:

vent 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)

vent 2

Trinn 10: Ytelsesestimater og resultater

PICAXE 28X2 -drevne HOPERF 434 MHz Semtech LoRa ™ -baserte RFM98 -datamoduler ble brukt i forsøk utført over en 750 m lenke i et typisk britisk bymiljø. Senderantennen ble hevet ~ 2½ m på en lav mast, med mottakeren på en kort stang ~ 1½ m - begge over bakken. Med et bekreftet 750m tett bymiljøområde ved Storbritannias 10mW TX (ved bruk av 500kHz BW og gir dermed ~ 22kbps), så ser det ut med 10,4kHz BW (eller 455 bps) at ca 6 km er mulig med sub mW effekt!

Bekreftende felttester (med innstillinger SF7 og bare BW 62,5 kHz) ble gjort i Wellington (NZ) med 3 x AA-batteridrevne PICAXE-08M-drevne Dorji DRF1278DM-moduler og lignende antenne, men ved Aus/NZs "malingsblister" høyere 25mW (14dBm)) TX -strøm. Forbunds signalforbindelser, kanskje hjulpet av et mer åpent miljø og trebygninger, ble konsekvent laget over 3 - 10 km. (Ettersom 6dB forsterkning dobler LoS -rekkevidden, så kan 4dB ekstra effekt ~ x 1½. Og dermed kan områdene bli bedre enn de underforståtte britiske med> 1½ ganger).

Trinn 11: Oppsett av brødbrett

Et brødbrettet oppsett (tidligere brukt for Dorjis "7020" GFSK -moduler) passer til enkel bytte til LoRa -enheten. GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) modulasjon har tidligere blitt ansett som den beste 433 MHz tilnærmingen, så det var fordelaktig å sammenligne resultatene av "7020" tilbudene med de nye LoRa modulene.

Trinn 12: PICAXE skjematisk

Både RX og TX bruker et nesten identisk oppsett, selv om koden deres er noe forskjellig. Selv om det var naturlig tiltalende og lett oppnådd med PICAXE -er, ble det ikke gjort noe forsøk på å gå inn i energisparende søvnmoduser på dette stadiet. Gjeldende trekning fra 3 xAA batterier var ~ 15mA, pulserende til ~ 50mA ved sending.

Trinn 13: PICAXE -senderkode

Naturligvis kan denne koden utvides og modifiseres grundig, kanskje med forsinkelser og innledninger. For øyeblikket er det egentlig bare å spytte et fremrykkende 0-100-tall. Ettersom forsøket bare var ment å verifisere pålitelige rekkeviddekrav, ble det ikke forsøkt (med verken sender eller mottaker) å aktivere strømsparingsmoduser.

Trinn 14: PICAXE -mottakerkode og -skjerm

Her er den tilhørende PICAXE -mottakerkoden, med numeriske verdier vist via redaktørens innebygde "F8" -terminal. Det fine med en enkel telling er at sekvenser raskt kan skannes visuelt og manglende eller sumpete verdier lett kan oppdages.

Trinn 15: Brukervennlig LoRa ™ RF -justeringshjelpemiddel?

Ettersom LoRa ™ -modulinnstillinger kan være vanskelige å forstå og verifisere, har det med glede blitt funnet mulig å bruke billige ASK 433 MHz mottakermoduler som enkle justeringshjelpemidler.

NZ/Aus -uttaket Jaycar tilbyr en ZW3102 -modul som lett kan overtales til "snifferplikter" for å passe til lydovervåking. Når det er (<5 meter) til LoRa ™ -overføringer, vil det utgående signalet lett bli hørt som "riper", mens lysstyrken til en tilkoblet LED er relatert til RSSI (mottatt signalstyrkeindikasjon).

En lignende (og billigere) modul laget av Dorji er omtalt i Instructable [16] =>

Trinn 16: Feltprøver- Wellington, New Zealand

Dette strandoppsettet viser den tidligere testen med Dorjis "7020" GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) moduler. Rekkevidder maksimalt da på ~ 1km under slike forhold, og i beste fall var ~ 300m gjennom lett vegetasjon og lokalitetene i tre innrammede bygninger. Tverrhavnforbindelser ble bare funnet mulige når senderen var betydelig hevet rundt 100 meter oppe ved et ørnereds utsiktspunkt på en åsside bak.

I kontrast Dorji's LoRa -moduler med den samme 25mW kraften "oversvømmet" forstaden, med armhøye (~ 2,4 m) overføringer pålitelig oppdaget til ~ 3 km tett inn, 6 km ved odden "sweet spots" og til og med 10 km overflate LOS over havnen. Mottakelsen opphørte bare i bukter bak steinete nes (synlig i bakgrunnen). LoRa -innstillingene var BW 62,5 kHz, SR 7, CR 4/5 og 25 mW (14 dBm) TX -strøm til en ¼ -bølge omnidireksjonell vertikal antenne.

Trinn 17: UK LoRa Versus FSK - 40km LoS (Siktlinje) Test

Takket være Cardiff -baserte Stuart Robinson (radioskink GW7HPW) ble FSK (Frequency shift keying) versus LoRa ™ sammenligningstester utført over en forhøyet 40 km avstand over Storbritannias Bristol Channel. Se bildet.

Regionen er ganske trådløs historisk, ettersom Marconi i 1897 utførte sine første tester for "lang rekkevidde" (6 - 9 km ved bruk av kraftsultne gnistsendere!) [17] =>

Stuarts resultater taler for seg selv - LoRa ™ -datakoblinger var utrolig mulige i 2014 med en brøkdel av kraften som trengs for hans tidligere velrenommerte Hope RFM22BFSK -moduler!

En PICAXE-40X2 kontrollert RFM22B er faktisk fortsatt i bane rundt den anerkjente $ 50sat, med svake bakkesignaler som kan oppdages når den passerer i LEO (Low Earth Orbital) mange 100 km km over. (LoRa ™ -moduler var ikke tilgjengelige ved lanseringstidspunktet for 2013) [18] =>)

Trinn 18: Andre regionstester

Vellykkede forbindelser ble gjort over 22 km LoS (Line of Sight) i Spania og flere km i urbane Ungarn.

Sjekk Libelium-kampanjen som viser teknologiens ~ 900MHz fordeler [19] =>

Trinn 19: LoRa -mottaker og lenker

UK HAB (High Altitude Ballooning) forsøk ga 2 -veis LoRa ™ -dekning på opptil 240 km. Å senke datahastigheten fra 1000bps til 100bps bør tillate dekning helt til radiohorisonten, som kanskje er 600 km i den typiske 6000-8000m høye høyden til disse ballongene. Ballongsporing kan gjøres via GPS ombord - sjekk den omfattende HAB & LoRa ™ -dokumentasjonen på [20] =>

En LoRa -mottaker for både HAB og fremtidig LEO -satellittarbeid er under utvikling - detaljer følger.

Oppsummering: LoRa ™ former seg som forstyrrende teknologi, spesielt for nye - og mye hypede - IoT (Internet of Things) applikasjoner for trådløse nettverk. Hold deg informert via LoRa Alliance-nettstedet [21] =>

Ansvarsfraskrivelse og takknemlighet: Denne kontoen er i hovedsak ment som en heads up/hands on undersøkelse og samling av - det som virker - et spill som forandrer UHF trådløs datateknologi. Selv om jeg ønsker gratis prøver (!), Har jeg ingen kommersielle forbindelser med noen av de nevnte LoRa ™ -produsentene. "Kopier til venstre" dette materialet - spesielt for pedagogisk bruk - men nettstedskreditt er naturligvis verdsatt.

Merk: Noen bilder har blitt hentet fra nettet, og det er utvidet anerkjennende kreditt (hvis ikke referert til).

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

Lenker: (Per 15. mai 2015)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]