LoRa™ ile Tanışın !: 19 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

LoRa™ = Uzun Menzilli kablosuz veri telemetrisi ve köklü bir (1960) ABD çokuluslu elektronik firması olan Semtech tarafından yakın zamanda geliştirilmiş ve ticari markalı (™) olan radikal bir VHF/UHF 2 yönlü kablosuz yayılmış spektrum veri modülasyonu yaklaşımıyla ilgilidir. [1]=> https://www.semtech.com/ adresine bakın

LoRa™'nın arkasındaki teknoloji, 2012 yılında Semtech tarafından satın alınan bir Fransız şirketi olan Cycleo tarafından geliştirilmiştir. LoRa™ tescillidir, ancak bir tür "basit" CSS (Chirp Spread Spectrum) darbeli FM "süpürme frekansı" modülasyonu kullanıyor gibi görünmektedir. DSSS (Doğrudan Sıra SS) veya FHSS (Frekans Atlamalı SS).

Semtech'in web sitesinde "LoRa™ teknolojisi, mevcut çözümlere kıyasla 20dB bağlantı bütçesi avantajı sunuyor, bu da pil ömrünü en üst düzeye çıkarmak için en düşük akım tüketimini sağlarken herhangi bir uygulamanın kapsamını önemli ölçüde genişletiyor."

İddia edilen aralıklar tipik olarak normal UHF kablosuz veri sistemlerinin 10 katıdır. Evet - normal dar bant veri kurulumlarıyla karşılaştırıldığında, LoRa™ 10s yerine 100s metre, sadece 100s yerine birkaç 1000m verir. Büyü !

LoRa™, terimler kullandığından ve birçok "normal" kullanıcının muhtemelen aşina olmadığı ayarlar gerektirdiğinden biraz karmaşıktır. Ancak hoş bir şekilde, iddiaları basit kurulumlarla doğrulamanın mümkün olduğu bulundu - burada, kontrolörler olarak eşleştirilmiş Birleşik Krallık kaynaklı 3 ABD Doları PICAXE mikroları kullanılıyor. PICAXE'ler, yüksek düzeyde yorumlanmış BASIC'te programlandıkları ve herhangi bir yürütme hızı ek yükü s-l-o-w LORA™ verileri için tesadüfi olduğu için bu tür denemeler için neredeyse idealdir !Refer [2] => www.picaxe.com

Adım 1: Semtech'in SX127x'i

Son yıllarda ve ucuz PC işlemenin yardımıyla, bant genişliğinin değerli olduğu daha düşük frekanslı HF (3-30MHz) çalışması için çeşitli akıllı dijital modlar (özellikle radyo amatörleri tarafından) geliştirilmiştir. (Bant genişliği aç yayılmış spektrum modülasyonu genellikle bu düşük frekanslarda yasa dışıdır). Bazı modlar düşük güçle (birkaç Watt) okyanuslara yayılabilir, ancak yavaştır ve kodlama/kod çözme için çok hassas iletişimlerin yanı sıra karmaşık PC yazılımına ihtiyaç duyar. alıcılar ve önemli anten. Bakınız [3] =>

Ancak Semtech'in VHF/UHF SX127x LoRa™ RF IC'leri, neredeyse her şeyi ~ 4 ABD Doları büyüklüğünde bir akıllı parmak çivisi içinde barındırır!

* Erken 2019 güncellemesi: Semtech, son zamanlarda SX127x serisini yeni SX126x tabanlı modülleriyle ÇOK değerli görünen yükseltti. Eğitilebilir sonunda daha fazla yoruma bakın.

Semtech, birkaç RF IC varyasyonu yapar, SX1278, 433 MHz ISM bandı kullanıcılarına uyacak şekilde eğimli daha düşük UHF frekansına sahiptir. Daha yüksek frekans 800-900 MHz teklifleri daha profesyonel çalışma için çekicidir, ancak bu 1GHz'e yakın frekanslarda azaltılmış RF darbesi ve sinyal yolu emilimi bir sorun olabilir. Alt GHz frekansları ancak daha düşük gürültüye, yasal olarak daha yüksek iletim gücüne ve bunu dengeleyebilecek daha kompakt yüksek kazançlı antene sahiptir.

LoRa™.modulation'ın (resimde gösterilmiştir) yanı sıra SX127x alıcı-verici modülleri, eski sistemlere uyacak şekilde FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK/OOK ve hatta FM ton sinyallerini (Mors Kodu!) üretebilir. Semtech veri sayfalarına bakın (131 sayfa!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Not: Köklü bir Çinli kablosuz veri firması olan HOPERF, Semtech'in SX127x'ine benzeyen "'7 a side" RF96/97/98 IC'ye sahip LoRa™ modülleri sunmaktadır. Ancak bunların yalnızca bir Asya LoRa™ 2. kaynak olup olmadığı bilinmiyor…

2. Adım: LoRa™yayılan Spektrum Faydaları

SS (Spread Spectrum) sistemleri yeni değil, ancak gelişmiş olmaları, modern mikroelektronik yaklaşımlar gelişene kadar birçok kullanıcı için çok maliyetli oldukları anlamına geliyordu. SS teknikleri, önemli düzeyde parazit ve zayıf bağışıklık, güvenlik ve "tespit edilemeyen" iletimler sunduğundan, ordunun etki alanı uzundur - 2. Dünya Savaşı'na kadar bile. Muhteşem 1940'larda bomba gibi görünen aktris Hedy Lamarr'ın çalışmasına göz atın! [5] =>

LoRa™'nın olası Chirp SS modülasyonunun yanı sıra diğer SS avantajlarının keyfini çıkarması, Doppler etkisi "frekansı değiştiren" bağışıklığı da sunabilir - belki de hızlı hareket eden LEO (Düşük Dünya Yörüngesi) uydu radyo uygulamalarında önemlidir. Bkz. [6] =>

Ancak -burada dünyada- en çok dikkat, Semtech tarafından yapılan iddialardan kaynaklanmaktadır (ve diğer birçoklarının 2014-2015 promosyonu -IBM ve MicroChip dahil!), Düşük UHF yayılma spektrumlu LoRa™ cihazlarının aralıkları en azından bir büyüklük sırası ile artırdığı (x 10) benzer koşullar ve kurulumlar altında geleneksel NBFM (Dar Bant FM) veri modülleri üzerinden.

Bu inanılmaz menzil artışının çoğu, LoRa'nın gürültü seviyesinin ALTINDA çalışma yeteneğinden geliyor gibi görünüyor. Bunun temeli, bir sinyal sipariş edilirken (birden çok örnekle "böylece "oluşturmak") gürültünün rastgele olması (ve dolayısıyla bir süre boyunca kendi kendini iptal etmesi) ile ilgili olabilir. Ekteki sörf resmindeki konsepte bakın!

Çok düşük güçlü "yağlı elektron kokusu" mW seviye vericileri bu nedenle uygulanabilir olsa da (ve pille çalışan kurulumların raf ömrü belki yıllara yakın olabilir), ancak LoRa™'nın dezavantajı, zayıf sinyal uzun menzilli bağlantıların ilişkilendirilebilmesidir. çok düşük veri hızlarıyla (<1kbps). Bu, sıcaklık, sayaç okuma, durum ve güvenlik vb. içeren uygulamalarda ara sıra IoT (Nesnelerin İnterneti) izlemesi için tesadüfi olabilir.

Adım 3: SIGFOX - Ağ Tabanlı IoT Rakibi?

Belki de LoRa™'nın en yakın IoT uzun menzilli LPWA (Düşük Güç Geniş Alan) kablosuz rakibi Fransız SIGFOX şirketidir [7] =>

Semtech'in tescilli LoRa™'sının aksine, SigFox'un cihazları hoş bir şekilde açık kaynaklıdır, ANCAK özel bir bağlantı ağı talep ederler. Bu nedenle, SigFox şebeke kapsamı dışında olduklarında cep telefonları gibi işe yaramaz hale gelirler - özellikle uzak bölgelerde (veya henüz hizmet verilmeyen birçok ülke için!) Devam eden servis ücretleri veya artan teknik ilerleme de bir sorun haline gelebilir - Metricom'un 90'ların sonundaki talihsiz 900 MHz "Ricochet" kablosuz İnternet hizmeti akla geliyor [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28İnternet…

SigFox cihazları, 100bps'de BPSK (İkili Faz Kaydırmalı Anahtarlama) modülasyonu ile UNB (ultra dar bant) 100Hz radyo "kanalları" kullanma konusunda LoRa™'dan farklıdır. Vericiler benzer pil dostu 10-25 mW'dir, ancak lisanssız 868-902 MHz bantlarındadır. Fiber vb. ile internete bağlanan çatı baz istasyonları, ultra hassas -142dBm alıcılara sahiptir. 10 km'lik menziller ortaya çıkabilir (dolayısıyla LoRa™'ya benzer) - SigFox baz istasyonlarının yakınındayken yüksek uçan uçaklardan ve açık deniz gemilerinden veri bağlantıları bildirilmiştir.

Ancak saatte 6 mesajla sınırlı olmak üzere yalnızca 12 baytlık mesajlara izin verilir. Bilgi birkaç saniye içinde gelir, ancak SigFox ağı, kredi kartı yetkilendirmeleri gibi gerçek zamanlı iletişimleri destekleyemez ve sistem, günde birkaç kez iletilen veri "parçacıklarına" en iyi şekilde uyar. Tipik olarak bunlar, uzaktan tesisat sayacı okuma, akış ve seviye izleme, varlık takibi, acil durum uyarıları veya araba park yerleri içerebilir - ikincisi gerçek bir varlıktır!

SigFox ağları oldukça basittir ve geleneksel bir hücresel sistemin maliyetinin çok altında kurulabilir. İspanya ve Fransa şimdiden ~1000 baz istasyonuyla (standart hücresel hizmet için 15.000'e karşı) kapsama alanına sahipken, Belçika, Almanya, Hollanda, Birleşik Krallık (Arqiva aracılığıyla) ve yakında Rusya onu takip edecek. San Francisco'da da denemeler sürüyor.

Ancak Sigfox bu ağları doğrudan kurmaz, ancak çatıdaki baz istasyonlarının ve antenlerin nispeten basit dağıtımını yürütmek için yerel şirketlerle sözleşme yapar.. Devreye alma hızlı ve uygun maliyetli olabilir - İspanya'daki dağıtım ortakları, yalnızca 7 ayda ülke çapında bir ağ kurmak için 5 milyon dolar harcadı. Bu yerel iş ortakları daha sonra IoT hizmetlerini, son kullanıcı ücretleriyle cihaz başına yılda yaklaşık 8 ABD Doları karşılığında yeniden satar.

SigFox yaklaşımının benimsenmesi, 2015'in başlarında 100 milyon ABD Doları'nın üzerinde bir finansman artışıyla dramatik olmuştur. SigFox'a yeni katılan kablosuz rakipleri TI/CC (Texas Instruments/ChipCon), aslında Lora™'nın zayıf yönleri olabileceğini gösteriyor - bkz. [9] =>

Uygulamalı SigFox araştırmalarını bulmak zordu, ancak "Eğitilebilir" düzeydeki içgörülere bakın [10] =>

Ses seviyesi iletişimleri için 2 yönlü telsizler (= LoRa™) ve cep telefonları (= SigFox) gibi, her iki yaklaşım da nihayetinde bir arada var olabilir. Şu anda (Mayıs 2015) LoRa™ kesinlikle uzun menzilli IoT kablosuz olanaklarını keşfetmenin yoludur - okumaya devam edin!

Adım 4: Çin LoRa™ Modülleri -1

Bir AB buluşu olmasına rağmen, Semtech'in SX127x LoRa™ motorları Çinli üreticiler tarafından çok hevesle alındı. LoRa'nın kalabalık Asya şehirlerindeki engelleyici binaları delme yeteneği şüphesiz çekici olmuştur.

Dorji, Appcon, Ulike, Rion/Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech ve GBan. Arayüz pin çıkışları biraz farklı olsa da, Dorji, Appcon, VoRice ve NiceRF'den gelen 2 çipli "mikro moderatörlü" modüller neredeyse rozet mühendisliği gibi görünüyor.

Bu nedenle, toplu satın alma, numuneler, ücretsiz gönderim, daha anlaşılır teknik bilgiler, SX127x özelliklerine/pimlerine daha iyi erişim, daha kolay kontrol, daha hafif ağırlık, sağlam paketleme (YTech'sE32-TTL-100 stili) vb. sonrasında olanlar için Kapsamlı Google Arama önerilir. EBay, Alibaba veya Aliexpress beğenileri [11]=>

Adım 5: Çin LoRa™ Modülleri - 2

Daha ucuz (<$10) tek çipli modüllerin SX1278'i sıkıcı saat bağlantılı SPI (Seri Çevre Birimi Arayüzü) aracılığıyla kontrol ettiğine dikkat edin. Daha büyük ve daha maliyetli (~20 ABD Doları) olmalarına rağmen, iki çipli LoRa™ modülü, SX1278 bağlantısı için 2. bir yerleşik MCU (mikrodenetleyici) kullanır ve genellikle yapılandırmak ve anında çalışmak çok daha kolaydır. Çoğu, basit RXD ve TXD pinleri aracılığıyla kolay endüstri standardı TTL (Transistör Transistör Mantığı) şeffaf veri işleme sunar. Küçük kırmızı ve mavi LED'ler genellikle TTL modüllerine takılır - TX/RX içgörüleri için kullanışlıdır.

NOT: 8 pim seçeneği, lehimsiz devre tahtası değerlendirmesini sınırlayabilecek standart 2,54 mm (1/10 inç) yerine 2 mm pim aralığı kullanabilir.

TTL LoRa™ cihazlarının fiyatının neredeyse iki katına çıkması göz korkutucu olsa da, skinflint'ler SMA soketi ve eşleşen "kauçuk ördek" anteni olmadan daha ucuz (hem satın almak hem de göndermek için) panoları düşünebilir. Tabii ki o kadar profesyonel olmayacak, ancak hurda telden basit bir ¼ dalga (~165 mm uzunluğunda) kırbaç kolayca yapılabilir. Bu, özellikle yükseltilmişse, "kauçuk ördek" antenini de gerçekleştirebilir!

Genel olarak (ve muhtemelen artan sayıdaki tekliflerden hızla etkilenmiştir), bu yazının yazıldığı tarihte (Nisan 2015 ortası) Dorji'nin 433 MHz DRF1278DM'si LoRa™ ile başlamanın en kolay yolu gibi görünüyor. Ancak bu modülün sınırlı pin çıkışı erişimi, HEX düzeyinde ince ayar ve daha yüksek besleme voltajlarına (3.4 -5.5V) duyulan ihtiyaç bir sınırlama olabilir.

Adım 6: Dorji DRF1278DM

Çinli üretici Shenzhen Dorji, bu mikro komutlu DRF1278DM modüllerinin her birini Tindie [12] =>

7 pim, normal devre tahtası dostu 2,54 mm (= 1/10 inç) aralıklıdır. 3.4 - 5.5V arasında bir besleme gereklidir. Ancak modül elektroniği daha düşük voltajlarda çalışır - yerleşik bir 3.2V voltaj regülatörü vardır. Bu yüksek tedarik ihtiyacı günümüzün "3V" çağında can sıkıcıdır, çünkü bu USB 5V'ye (hatta hantal 3 x AA 1.5V hücrelere) uygun olsa da, tek 3V Li madeni para hücrelerinin vs. kullanımını engeller. Regülatör baypas edilmiş olabilir mi?

Adım 7: DAC02 USB Adaptörü

"RF Tools" PC yazılımı aracılığıyla modül konfigürasyonu için ucuz bir USB - TTL adaptörü (burada Dorji'nin DAC02'si) kullanılabilir. Modüller, takıldığında mekanik olarak desteklenmez ve tekrar tekrar kullanım pimleri zorlayabilir…

Benzer adaptörler çok düşük fiyatlara satılmaktadır, ancak kullanım öncesi, öncelikle adaptördeki pin fonksiyonlarının kablosuz modüldekilerle eşleşmesini sağlamak çok önemlidir! Olmazlarsa (ortak VCC/GND takasları ile), o zaman uçan kurşun yaklaşımlarının kullanılması gerekebilir. Biraz sıkıcı olsa da, bunlar yapılandırmaya uygun oldukları için daha çok yönlü olabilir. diğer modüllerin (HC-12 alıcı-verici kurulumuna bakın) ve hatta bir PC'de doğrudan terminal program gösterimi.

8. Adım: USB Yapılandırma Araçları + SF, BW ve CR Insights

Burada, "RF Araçları"nı yapılandıran kullanıcı dostu USB'nin tipik ekranları bulunmaktadır. Dorji modülleri kutudan çıktı, ancak frekans ve güç ayarları en azından yerel düzenlemeler için değiştirilmelidir. Birçok ülke 433 MHz verici gücünü 25 mW (~14 dBm) ve hatta 10mW (10dBm) ile sınırlar - bunlar sırasıyla Dorji güç ayarları 5 ve 3'tür.

433.050 - 434.790 MHz arasında ~1.7 MHz'lik bir dilimi kapsayan lisanssız ISM bandı, tam olarak 433.000 MHz'de de aktarımlara izin vermiyor!

Şeffaf veri işleme, neyse ki gerçekleşiyor gibi görünüyor, yani hangi seri veri beslenirse gelsin, sonunda "canlı" aktarımdan sonra şeffaf bir şekilde densel olarak besleniyor. Bununla birlikte, söylentili 256 bayt arabellek 176 bayta benziyordu (CRC ek yükü?), Dorji aracıyla bazı ayarların yorumlanması zordu ve "yazılan" değişikliklerin de her zaman kabul edilmediği gösterildi…

Dorji'nin DRF_Tool_DRF1278D.rar yapılandırma aracını (RHS "Kaynaklar" sütununun yakınında listelenmiştir) => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.html adresinden indirin (özellikle S. 9 -10) kullanımı ve USB adaptörleri vs. =>

LoRa™ yayılmış spektrum terimlerinin açıklaması: (N. B. Veri hızı BW ve SF ile ilgilidir)

BW (kHz cinsinden Bant Genişliği): Yalnızca 10s kHz BW çekici gelse de, birçok LoRa™ modülü (Dorji & HOPERF vb.) tarafından kullanılan ucuz 32 MHz kristallerin frekans açısından tam olarak eşleşmeyebileceğini bilmek önemlidir. Sıcaklıkla ilgili kaymalar ve yaşlanma da ortaya çıkabilir. Daha dar bant genişliklerinin seçilmesi, bu nedenle, sıkıcı kristal ince ayar ve termal düzenleme kullanılmadığı sürece modül senkronizasyonunu önleyebilir. Dorji gibi Çinli LoRa™ modül üreticileri minimum 125 kHz BW önermesine rağmen, çoğu amaç için 62,5 kHz'lik daha dar bir BW oldukça iyi olmalıdır. Adım 10'da gösterilen gölgeli tablo sütununa bakın.

SF (Spreading Factor “chips” as a base-2 log): SS sistemlerinde, sözde rastgele ikili dizideki her bit bir “çip” olarak bilinir. 7'den (sembol başına 2^7 = 128 çip darbesi) 12 sınırına kadar artış, hassasiyeti her adımda 3dB artırır, ancak yakl. veri hızını yarıya indirir. Bu nedenle 11'lik bir SF (2^11 = 2048) SF7'den 12dB daha hassas olmasına rağmen, veri hızı (62.5 kHz BW'de) ~2700 bps'den sadece 268 bps'ye düşer. Yavaş veri hızı vericileri de daha uzun süre açık kalır ve bu nedenle, daha hızlı veri gönderen vericilere göre genel olarak daha fazla enerji tüketebilir.

Bununla birlikte, zaman zaman IoT (Nesnelerin İnterneti) izlemesi için çok düşük veri hızları elbette tolere edilebilir (ve tesadüfen artan pil enerjisi tüketimi), x 4 menzil artışı son derece faydalı olabilir!

CR (hata Kodlama Oranı): İlk Birleşik Krallık testlerinde 4/5'lik bir CR kullanıldı. (Bu, her 4 faydalı bitin 5 iletim biti tarafından kodlandığını gösterir). CR'yi 4/8'e çıkarmak, iletim süresini ~%27 uzatır, ancak alımı 1 ila 1.5dBm kadar iyileştirir, bu da yaklaşık %12 ila 18'lik potansiyel bir menzil iyileştirmesini temsil eder. Bu CR ayarı, muhtemelen SF'yi artırmak kadar faydalı bir menzil kazancı vermeyecektir.

NZ denemelerinin çoğu 434.000 MHz, 2400 bps seri veri, SF7, 62.5kHz BW ve CR 4/5'teydi.

Adım 9: Doğrudan DRF1278DM Yapılandırması

DRF1278DM ayrıca harici bir mikro denetleyiciden, hatta mütevazı bir 8 pinli PICAXE-08'den de yapılandırılabilir. Şifreli temel 16 HEX kodlamayı içermesine rağmen, bu, sürekli modül çıkarma ve USB adaptör yapılandırması yerine yerleşik/anında ince ayar yapılmasına izin verir. Dorji'deki tüm ayrıntılar S.7-8'e bakın. pdf. [13] =>

Çeşitli uyku özellikleri sunmasına rağmen, Appcon'un (benzerine yakın) APC-340 veri sayfaları [14] => https://www.propox.com/download/docs/APC340_Datasheet.pdf aracılığıyla HEX düzeyinde ince ayar bilgileri de elde edilebilir.

Kiwi Andrew "Brightspark" HORNBLOW'a teşekkürler, DRF1278DM TX gücünü merdivenli bir iletim rampasına modüle etmek için bir PICAXE-08M2 kod parçası ile. (Daha kolay menzil/güç içgörüleri için bunlar, alıcı uç PICAXE tarafından üretilen tonlarla da kolayca ilişkilendirilebilir). Bununla birlikte, TX seviyeleri 6 ve 7'nin 25mW'lik (~14dBm veya ayar 5) NZ/Avustralya ödeneğini aştığını unutmayın. Andrew'un içgörüleri, seriyi görüntülerken terminal.exe'den (mükemmel bir mühendislik aracı [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) ham onaltılık seri verilerinin izlenmesinden / kopyalanmasından ve yapıştırılmasından kaynaklandı. RF güç seviyesi değiştirildiğinde modüller arasında ve modüllerden gelen veri sohbeti.

Dorji güç seviyesi adımı = RH ucundan ($01, $02 vb.) 4. bayt artı aşağıdaki CS baytının (CheckSum $AB, $AC vb.) ayarlanması gerekir. Güç seviyesini anında değiştirmek için örnek PICAXE kod cümleleri aşağıdaki gibidir:

bekle 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)

bekle 2

Adım 10: Performans Tahminleri ve Sonuçları

PICAXE 28X2 tahrikli HOPERF 434 MHz Semtech LoRa™ tabanlı RFM98 veri modülleri, tipik bir Birleşik Krallık kentsel ortamında 750m'lik bir bağlantı üzerinden yürütülen denemelerde kullanıldı. Verici anteni, alçak bir direk üzerinde ~2½ m yükseltildi, alıcı ise ~1½ m kısa bir kutup üzerinde - her ikisi de yerden yüksekte. Birleşik Krallık'ın 10 mW TX'inde (500 kHz BW kullanarak ve dolayısıyla ~ 22 kbps vererek) onaylanmış 750 m yoğun kentsel çevre menzili ile, daha sonra 10.4 kHz BW'de (veya 455 bps) mW altı güçle yaklaşık 6 km mümkün görünüyor!

Doğrulama saha testleri (SF7 ve sadece BW 62,5 kHz ayarlarıyla) Wellington'da (NZ) 3 x AA pille çalışan PICAXE-08M tahrikli Dorji DRF1278DM modülleri ve benzer antenle yapıldı, ancak Aus/NZ'nin "boya kabarması" 25mW (14dBm) daha yüksek) TX gücü. Belki daha açık bir çevre ve ahşap binalar tarafından desteklenen banliyö sinyal bağlantıları, sürekli olarak 3 - 10 km boyunca yapılmıştır. (6dB kazanç, LoS aralığını iki katına çıkardığı için, 4dB ekstra güç ~x 1½. ve dolayısıyla aralıklar, İngiltere'deki ima edilenlere göre >1½ kat daha iyi olabilir).

Adım 11: Breadboard Düzeni

Breadboard düzeni (önceden Dorji'nin "7020" GFSK modülleri için kullanılıyordu) LoRa cihazına basit geçiş için uygundur. GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) modülasyonu daha önce en iyi 433 MHz yaklaşımı olarak kabul edildi, bu nedenle "7020" tekliflerinin sonuçlarını yeni LoRa modülleriyle karşılaştırmak faydalı oldu.

Adım 12: PICAXE Şeması

Hem RX hem de TX, kodları biraz farklı olsa da, neredeyse aynı düzeni kullanır. PICAXE'lerle doğal olarak çekici ve kolayca elde edilmiş olsa da, bu aşamada enerji tasarruflu uyku modlarına girmek için hiçbir girişimde bulunulmadı. 3 xAA pilden gelen akım çekimi ~15mA idi, iletim sırasında ~50mA'ya kadar titreşiyordu.

Adım 13: PICAXE Verici Kodu

Doğal olarak, bu kod, belki de gecikmeleri ve başlangıçları düzelterek kapsamlı bir şekilde geliştirilebilir ve değiştirilebilir. Şu anda aslında sadece ilerleyen bir 0-100 sayısını tükürüyor. Deneme, yalnızca güvenilir menzil iddialarını doğrulamayı amaçladığından, güç tasarrufu modlarını etkinleştirmek için (verici veya alıcı ile) hiçbir girişimde bulunulmadı.

Adım 14: PICAXE Alıcı Kodu ve Ekranı

Editörün dahili "F8" terminali aracılığıyla görüntülenen sayısal değerlerle ilişkili PICAXE alıcı kodu burada. Basit bir sayımın güzelliği, dizilerin hızla görsel olarak taranabilmesi ve eksik veya bataklık değerlerin kolayca tespit edilebilmesidir.

Adım 15: Kullanıcı Dostu LoRa™RF Ayarlama Yardımları?

LoRa™ modül ayarlarının anlaşılması ve doğrulanması zor olabileceğinden, basit ayarlama yardımcıları olarak ucuz (ve nispeten geniş bantlı) ASK 433 MHz alıcı modüllerinin kullanılması memnuniyetle mümkün bulunmuştur.

NZ/Aus çıkışlı Jaycar, sesli sinyal izlemeye uyması için kolayca "koklama görevleri" için ikna edilebilen bir ZW3102 modülü sunar. LoRa™ aktarımlarına yakın (< 5 metre) olduğunda, giden sinyal "çizikler" olarak kolayca duyulurken, takılı bir LED'in parlaklığı RSSI (Alınan Sinyal Gücü Göstergesi) ile ilgilidir.

Dorji tarafından yapılan benzer (ve daha ucuz) bir modül Instructable [16] =>

Adım 16: Saha Testleri- Wellington, Yeni Zelanda

Bu sahil kurulumu, Dorji'nin "7020" GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modülleri ile daha önceki testleri göstermektedir. Menziller daha sonra bu koşullarda ~1km'de maksimuma çıktı ve en iyi ihtimalle hafif bitki örtüsü ve yerleşim yerlerinde ahşap çerçeveli binalar ile ~300m idi. Çapraz liman bağlantıları, ancak verici, arkadaki bir yamaçta bir kartal yuvası görüş noktasında yaklaşık 100 m yukarıya önemli ölçüde yükseltildiğinde mümkün bulundu.

Buna karşılık, Dorji'nin aynı 25mW gücündeki LoRa modülleri banliyöyü "su bastı", kol yüksekliğinde (~2,4m) iletimler güvenilir bir şekilde ~3km yakınlıkta, 6km burnu "tatlı noktalarda" ve hatta liman boyunca 10km yüzey LOS'unda tespit edildi. Alım yalnızca kayalık burunların arkasındaki koylarda (arka planda görünür) durdu. LoRa ayarları, BW 62.5kHz, SR 7, CR 4/5 ve 25mW (14dBm) TX gücünden bir ¼ dalga çok yönlü dikey antene verildi.

Adım 17: İngiltere LoRa Karşı FSK - 40km LoS (Görüş Hattı) Testi

Cardiff merkezli Stuart Robinson (radyo hamili GW7HPW) sayesinde, FSK (Frekans kaydırmalı anahtarlama) ile LoRa™ karşılaştırma testleri, Birleşik Krallık'ın Bristol Kanalı boyunca 40 km'lik yükseltilmiş bir mesafe üzerinde gerçekleştirildi. resme bakın.

Bölge, 1897'de Marconi'nin yakınlarda ilk "uzun menzilli" (6 - 9 km'lik güç aç kıvılcım vericileri kullanarak!) testlerini gerçekleştirdiği için oldukça kablosuz bir tarihidir [17] =>

Stuart'ın sonuçları kendileri için konuşuyor - LoRa™ veri bağlantıları, daha önce saygın Hope RFM22BFSK modülleri için gereken gücün çok küçük bir kısmıyla 2014'te inanılmaz bir şekilde mümkün oldu!

Aslında, PICAXE-40X2 kontrollü bir RFM22B, 100'lerce km yukarıdan LEO'dan (Düşük Dünya Yörüngesi) geçerken zayıf yer sinyalleri algılanabilen, saygın 50$sat'ta hala yörüngede. (LoRa™ modülleri 2013 lansmanında mevcut değildi) [18] =>)

Adım 18: Diğer Bölge Testleri

İspanya'da 22 km'lik LoS (Görüş Hattı) üzerinde ve kentsel Macaristan'da birkaç km'de başarılı bağlantılar yapıldı.

Teknolojinin ~900MHz faydalarını gösteren Libelium promosyonunu kontrol edin[19] =>https://www.libelium.com/extreme-range-wireless-sen…

Adım 19: LoRa Alıcısı ve Bağlantıları

UK HAB (Yüksek İrtifa Balonlama) denemeleri, 240 km'ye kadar 2 yönlü LoRa™ kapsama alanı verdi. Veri hızını 1000bps'den 100bps'ye düşürmek, bu balonların tipik 6000-8000m yükselen irtifasında belki de 600 km olan radyo ufkuna kadar kapsamaya izin vermelidir. Balon takibi, yerleşik GPS aracılığıyla yapılabilir - [20] => https://goo.gl/t4UkoN adresindeki kapsamlı HAB & LoRa™ belgelerini kontrol edin

Hem HAB hem de gelecekteki LEO uydu çalışmaları için bir LoRa alıcısı geliştirme aşamasındadır - ayrıntılar takip edilecek.

Özet: LoRa™, özellikle yeni ortaya çıkan ve çok abartılı IoT (Nesnelerin İnterneti) kablosuz ağ bağlantılı uygulamalar için yıkıcı bir teknoloji olarak şekilleniyor. LoRa Alliance sitesi aracılığıyla haberdar olun [21] =>

Sorumluluk Reddi ve takdir: Bu hesap esasen oyunun kurallarını değiştiren bir UHF kablosuz veri teknolojisinin -göründüğü kadarıyla- araştırılması ve derlenmesine yönelik bir ön bilgilendirme/uygulama amaçlıdır. Ücretsiz örnekleri memnuniyetle karşılasam da (!), bahsi geçen LoRa™ üreticilerinin hiçbiriyle ticari bir bağlantım yok. Bu materyali "soldan kopyalamaktan" çekinmeyin - özellikle eğitim amaçlı kullanım için - ancak site kredisi doğal olarak takdir edilmektedir.

Not: Bazı resimler web kaynaklıdır ve (referans verilmemişse) bu vesile ile takdir hakkı verilmiştir.

Stan. Kuğu => [email protected] Wellington, Yeni Zelanda. (ZL2APS - 1967'den beri).

Bağlantılar: (15 Mayıs 2015 itibariyle)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]