ESP32 LoRa: 6,5 Km'ye Kadar Ulaşabilirsiniz!: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

6.5km! Bu, ESP32 OLED TTGO LoRa32 ile yaptığım bir iletim testinin sonucuydu ve bugün bunu sizinle daha ayrıntılı tartışacağım. Kullandığım model orjinalinde kötü olduğunu düşündüğüm bir antene sahip olduğu için testte 5 dB kazançlı başka bir anten modeli kullanmayı tercih ettim. Bu nedenle, testimizde sahip olduğumuz kapsamdan bahsetmenin yanı sıra, sinyal gücü kaybının nedenlerini tartışacağız. Bu sinyali alırken çevresel etkileri (arazi, engeller ve diğerleri) niteliksel olarak da değerlendireceğiz.

Adım 1: Kullanılan Kaynaklar

• 2 Modül ESP32 OLED TTG LoRa32

• 2 UHF 5/8 dalga anteni 900MHz - AP3900

• 2 x 5V taşınabilir güç kaynakları

(Ayarlanabilir voltaj regülatörlü pil takımı)

Bağlantı yoluyla bir anten veri sayfası gösterilir:

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

Bu ikinci link, antenleri nereden alacağım konusunda benden öneri isteyenler için:

Antenler

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

Anten montajı:

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

***** "Dikkat, erkek SMA'nın at kuyruğu ile bağlanması için fabrika konektörünü değiştirdik"

2. Adım: Antenler

Bu resimlerde antenin veri sayfasını ve performans grafiğini gösteriyorum.

• Ayrıca iki adet UHF 5/8 mobil 900MHz dalga anteni kullanıyoruz

• Antenlerden biri arabanın çatısına, diğeri ise vericiye yerleştirildi.

3. Adım: Teste Ulaşın

İlk testimizde 6,5 km'lik bir sinyal menzili elde ettik. Antenlerden birini bir binanın tepesine, C noktasına koyduk ve giderek kırsallaşan bir kentsel alanda 6,5 km yürüdük. Yolculuğun ortasında, çeşitli zamanlarda sinyali kaybettiğimizi belirtmek isterim.

Bu neden oluşur? Çünkü coğrafi değişimlere bağlı olarak seyahat edilen uzayın özellikleri olan topoloji etkilerine sahibiz. Bir örnek: yolun ortasında bir tepemiz varsa, sinyalimiz tarafından geçilmez ve başarısız bir sinyalimiz olur.

Bunun 400 metrelik bir yarıçapta bir LoRa kullandığınızdan farklı olduğunu hatırlatırım, çünkü bu alanda erişiminiz oldukça yüksektir, örneğin duvarları geçme yeteneği ile. Bu mesafe arttıkça engeller parazite neden olabilir.

Adım 4: İkinci Deney

İkinci bir test yaptık ve bu sefer anteni bir binanın tepesinde bırakmak yerine, bir kapının üzerinde zemin seviyesindeydi. İkinci anteni arabaya koydum ve sürmeye başladım. Sonuç, 4,7 km aralığında bir erişim oldu. Hem bu mesafe hem de ilk kaydettiğimiz (6,5km), Heltec tarafından ifade edilen (3,6km olarak öngörülen) menzilleri aştı. Voltaj regülatörleri aracılığıyla yalnızca pillerle çalışan iki TTGO'yu kullandığımızı hatırlamak önemlidir.

Adım 5: DB'de Bağlantı Maliyeti

Bağlantının maliyeti çok ilginç bir kavramdır. İletim sırasında enerjinin nasıl kaybolacağını ve bağlantıyı iyileştirmek için tam olarak düzeltici eylemlere öncelik verilmesi gerektiğini görselleştirmenize olanak tanır.

Buradaki fikir, işlemdeki sinyalin kazanç ve kayıplarını hesaba katarak gönderilen sinyalin ne kadarının alıcıya ulaşması gerektiğini ölçmek veya:

Alınan Güç (dB) = İletilen Güç (dB) + Kazanç (dB) - Kayıp (dB)

Basit bir radyo bağlantısı için, alınan gücü belirlemek için 7 önemli kısım tanımlayabiliriz:

1 - Vericinin gücü (+) T

2 - İletim hattının antene olan kayıpları (-) L1

3 - Anten kazancı (+) A1

4 - Dalga yayılımındaki kayıplar (-) P

5 - Diğer faktörlerden kaynaklanan kayıplar (-) D

6 - Alıcı antenin kazancı (+) A2

7 - Alıcıya giden iletim hattındaki kayıplar (-) L2

Alınan Güç = T - L1 + A1 - P - D + A2 - L2

Değerleri dBm ve dBi'de tutarak, grafikler doğrudan toplanabilir ve çıkarılabilir. Bu hesaplamaları yapmak için ifadedeki değerleri girmenize yardımcı olan çevrimiçi hesaplayıcıları bulabilirsiniz.

Ek olarak, bazılarının bazı ticari kabloların zayıflamasıyla ilgili referansları vardır. Bu daha kolay hesaplama sağlar.

Bunun gibi bir hesap makinesini şu adreste bulabilirsiniz:

Adım 6: Engellerin Etkisi

Verici ve alıcı devrelerinin ayrılmaz parçalarında kayıpları önlemek için uygun önlemlerin alınmasının yanı sıra, göz ardı edilmemesi gereken bir diğer faktör de verici ile alıcı arasındaki Net Görüş Hattıdır.

Kazanç ve kayıp arasındaki ilişkinin optimizasyonu ile bile, diğer şeylerin yanı sıra binalar, çatılar, ağaçlar, tepeler ve yapılar gibi engeller sinyali kesebilir.

Hesaplama, dalganın yayılmasını hesaba katsa da, engelsiz doğrudan bir iletimi varsayar.

7. Adım: Ek Test

800 metreye ulaşan aşağıdaki bu test, verici ve anten, haritada "Verici" etiketli küçük bir kulede tutularak yapıldı. Bir alıcı kullanılarak, rota (mor renkte) yürütüldü. İşaretli noktalar, alımı iyi olan noktaları gösterir.

Bölgenin topolojik haritasını kullanarak noktaları kontrol ettik ve aslında rakımlar yaklaşık değerlerdir. Veriler aşağıdaki resimde görünmektedir ve şu siteden ulaşılabilir:

Aşağıdaki resimde görüldüğü gibi iki nokta arasındaki bölgede hemen hemen hiçbir engeli olmayan bir vadi bulunmaktadır.

Adım 8: Sonuç

Elde edilen sonuçlardan çok memnun kaldığım için bu testler LoRa'ya daha fazla güvenmemi sağladı. Ancak, bize ulaşmamız için daha da fazla güç verebilecek başka antenler olduğuna dikkat çekiyorum. Bu, sonraki videolar için yeni zorluklarımız olduğu anlamına geliyor.