ESP32 LoRa: Du kan nå opptil 6,5 km !: 8 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

6,5 km! Dette var resultatet av en overføringstest jeg utførte med ESP32 OLED TTGO LoRa32, og i dag skal jeg diskutere dette videre med deg. Siden modellen jeg brukte opprinnelig hadde en antenne som jeg anser som dårlig, valgte jeg å bruke en annen antennemodell med en forsterkning på 5 dB i testen. Så, i tillegg til å snakke om omfanget vi hadde med testen, vil vi diskutere årsakene til tap av signalstrøm. Vi vil også kvalitativt vurdere miljøpåvirkninger (terreng, hindringer og andre) når vi mottar dette signalet.

Trinn 1: Ressurser brukt

• 2 moduler ESP32 OLED TTG LoRa32

• 2 UHF 5/8 bølgeantenner 900MHz - AP3900

• 2 x 5V bærbare strømforsyninger

(Batteripakke med justerbar spenningsregulator)

Et antennedatablad vises via lenken:

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

Denne andre lenken er for de som spurte meg om forslag til hvor jeg kan kjøpe antenner:

Antenner

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

Antennefeste:

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

***** "Vær oppmerksom på at vi endret fabrikkontakten for en mannlig SMA for å koble til grisehalen"

Trinn 2: Antenner

I disse bildene viser jeg antennens datablad og ytelsesgrafen.

• Vi bruker også to UHF 5/8 mobile 900MHz bølgeantenner

• En av antennene ble plassert på biltaket, og den andre var på senderen

Trinn 3: Nå test

I vår første test oppnådde vi et signalområde på 6,5 km. Vi la en av antennene på toppen av en bygning, på punkt C, og vi gikk 6,5 km i et byområde som jevnt ble landlig. Jeg påpeker at midt på reisen, på forskjellige tidspunkter, mistet vi signalet.

Hvorfor skjer dette? Fordi vi har topologiinnflytelse, som er kjennetegnene på rommet som er reist i forhold til geografiske endringer. Et eksempel: hvis vi har en høyde midt på veien, krysses den ikke av signalet vårt, og vi får et sviktende signal.

Jeg minner deg om at dette er annerledes enn når du bruker en LoRa i en radius på 400 meter, fordi rekkevidden din er ganske høy i dette rommet, for eksempel med muligheten til å krysse vegger. Når denne avstanden øker, kan hindringer forårsake forstyrrelser.

Trinn 4: Andre eksperiment

Vi gjorde en ny test, og denne gangen, i stedet for å la en antenne ligge på toppen av en bygning, var den på bakkenivå over en port. Jeg satte den andre antennen i bilen og begynte å kjøre. Resultatet var en rekkevidde på 4,7 km. Både denne distansen og den første vi registrerte (6,5 km) overskred rekkevidde uttrykt av Heltec (anslått til 3,6 km). Det er viktig å huske at vi bare brukte de to TTGO -ene som drives av batterier gjennom spenningsregulatorer.

Trinn 5: Koble kostnad i DB

Kostnaden for lenken er et veldig interessant konsept. Den lar deg visualisere hvordan energi vil gå tapt under overføringen, og hvor nøyaktig korrigerende handlinger må prioriteres for å forbedre koblingen.

Tanken er å måle hvor mye av signalet som skal sendes til mottakeren, med tanke på gevinster og tap av signalet i prosessen, eller:

Mottatt effekt (dB) = Overført effekt (dB) + Gain (dB) - Tap (dB)

For en enkel radiokobling kan vi identifisere 7 viktige deler for å bestemme strømmen som mottas:

1 - Senderens effekt (+) T

2 - Tapene på overføringslinjen til antennen (-) L1

3 - Antenneforsterkningen (+) A1

4 - Tap ved bølgeutbredelse (-) P

5 - Tap på grunn av andre faktorer (-) D

6 - Forsterkningen til mottakerantennen (+) A2

7 - Tap i overføringslinjen til mottakeren (-) L2

Mottatt effekt = T - L1 + A1 - P - D + A2 - L2

Ved å beholde verdiene i dBm og dBi, kan plottene summeres og trekkes direkte. For å gjøre disse beregningene kan du finne online kalkulatorer som hjelper deg med å angi verdiene i uttrykket.

I tillegg har noen referanser om demping av noen kommersielle kabler. Dette gir lettere beregning.

Du finner en kalkulator som denne på:

Trinn 6: Påvirkning av hindringer

I tillegg til å ta riktige forholdsregler for å unngå tap i integrerte deler av sender- og mottakerkretsene, er en annen faktor som ikke bør ignoreres, Clear Vision Line mellom senderen og mottakeren.

Selv med optimalisering av forholdet mellom gevinst og tap, kan hindringer som bygninger, tak, trær, åser og strukturer blant annet avbryte signalet.

Selv om beregningen tar hensyn til bølgeutbredelsen, forutsetter den en direkte overføring uten hindringer.

Trinn 7: Tilleggstest

Denne testen nedenfor, som nådde 800 meter, ble utført med å holde senderen og antennen i et lite tårn, merket på kartet merket "sender". Ved hjelp av en mottaker ble ruten (i lilla) utført. De merkede punktene indikerer punkter med god mottakelse.

Vi sjekket punktene ved hjelp av et topologisk kart over regionen, og faktisk er høyden omtrentlig. Dataene vises på bildet nedenfor og kan nås på dette nettstedet:

Som vist på bildet nedenfor, er det en dal med praktisk talt ingen hindringer i regionen mellom de to punktene.

Trinn 8: Konklusjon

Disse testene ga meg mer tillit til LoRa, ettersom jeg var veldig fornøyd med de oppnådde resultatene. Imidlertid påpeker jeg at det er andre antenner som kan gi oss enda mer kraft å nå. Det betyr at vi har nye utfordringer for de neste videoene.