Intelligent gadebelysning ved hjælp af LoRa: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

En bys gadelamper giver sikrere trafikforhold, sikrere fodgængermiljø og kan repræsentere en stor forbedring af byens arkitektoniske turistmæssige og kommercielle output.

Dette projekt sigter mod udviklingen af en prototype af smart gadebelysning, der giver lampestyringsstyring og feedback om ydelsen til brugeren.

Denne prototype fungerer på Master-slave-konfiguration, hvor hvert gadebelysning fungerer som slave, og LoRa Gateway fungerer som master. Da Lora gateway har længere rækkevidde i forhold til andre kommunikationstjenester som wifi, Bluetooth, NFC osv. Selvom GSM har det længere område, inkluderer det abonnementsgebyrer, som ikke er der, er LoRa (gratis) og også LoRa bruger meget mindre strøm under drift. Master er forbundet til internettet, så brugeren eksternt kan overvåge gadebelysning. Så stort antal gadelamper kan tilsluttes og styres fra Master -gatewayen.

Trin 1: NØDVENDIGE KOMPONENTER

• Lithium-ion batteri
• LED -lys og LED -driver
• Ultralydssensor
• Nodemcu (ESP8266 12E)
• Arduino UNO (ATMEGA 328P)
• SX 1728 Lora transceiver

Trin 2: Beskrivelse af komponenter

Nodemcu:

ESP8266, integrerer GPIO, PWM, I2C, SPI og ADC alt i et kort. Denne mikrokontroller har indbygget WiFi med sig, hvilket hjælper os med at forbinde vores projekt med internettet. Alle GPIO -benene i Nodemcu kan bruges som PWM -ben, udover det har den også 1 analog pin.

LED -drivere:

AN30888A og AN30888B er DC-DC-controllere, der er ideelle til at køre LED'er med høj luminans til LED-belysning. De er udstyret med 2 belysningsjusteringstilstande (PWM-kontrol og referencespændingsstyring) og kan gøres kompatible med boost-, buck- eller buck-boost-spænding ved at ændre de eksterne komponenter

LORA -modul:

LoRa (Long-range Radio) -modulet tager dine IoT-projekter med distancen med kommunikation over et langt spredt spektrum. Denne form for trådløs kommunikation resulterer i en større båndbredde, øget interferensmodstand, minimering af strømforbrug og øget sikkerhed.

Dette modul bruger SX1278 IC og fungerer på en 433MHz frekvens. Frekvenshopping-som giver dig den søde balance mellem kvalitetssignaltransmission-dækker et område på 420-450MHz. Denne trådløse langtrækkende funktion er pakket i en lille (17 x 16 mm) pakke og leveres via en fjederantenne.

Med LoRa Ra-01 behøver du ikke gå på kompromis med balancen mellem rækkevidde, interferensimmunitet eller energiforbrug. Teknologien bag denne IC betyder, at den er perfekt til de projekter, der kræver rækkevidde og styrke.

Funktioner:

• LoRaTM spredt spektrum kommunikation
• Halv-duplex SPI-kommunikation
• Programmerbar bithastighed kan nå op til 300 kbps
• 127dB RSSI -bølgeområde.

Specifikationer:

• Trådløs standard: 433MHz
• Frekvensområde: 420 - 450MHz
• Port: SPI/GPIO
• Driftsspænding: 1,8 - 3,7V, standard 3,3V
• Arbejdsstrøm, modtag: mindre end 10,8mA (LnaBoost lukket, bånd 1)
• Transmitter: mindre end 120mA (+20dBm),
• Søvnmodel: 0,2 uA

Trin 3: Skematisk af Master og Slave

Giv forbindelserne i henhold til skematisk.

Master fungerer som en gateway og er forbundet til internettet. Hver slave er forbundet med individuelle gadelamper og styrer lysets lysstyrke.

SX1728 og ultralydssensor er forbundet til Arduino uno i henhold til skematisk. Trig pin og Echo pin er forbundet til digitale pins af Arduino UNO. SX1728 LoRa -modulet er forbundet til Arduino via SPI -kommunikation.

SX1728 virker i 433Mhz. hvert land har respektive båndbredde for LoRa. I Indien gratis bånd i 866-868 MHz. Til prototypemodellen bruges 433MHz -modulet her.

Trin 4: Betjening

Når en forhindring krydser gadebelysningen (SLAVE), vil ultralydssensoren registrere forhindringen og øge lysstyrken for det pågældende gadelampe. Og dette sender også beskeder til kommende gadelamper som RF -pakker. Således vil kæden af gadelamper øge sin lysstyrke støt. Derefter vender den tilbage til normal tilstand. Yderligere kan hvert gadebelysning styres individuelt fra masteren ved at sende meddelelser til den bestemte slave.

Jeg har brugt 3,2 V lithium-ion batteri og LED driver i boost-tilstand for at give LED den nødvendige spænding

Slave her fungerer i 3 tilstande, som kan konfigureres i softwaren

• Tilstand "1" Fuld lysstyrke altid (regnfulde dage og nøddage)
• Tilstand "2" Alternativ lysstyrke (aftentider - svagt lys)
• Tilstand "3" Fuld kontrol med ultralyd (midnat og lav brugstid)

Master sender meddelelsen med en bestemt adresse. Slaven med tilhørende adresse accepterer kun beskeden og handler derefter.

Til lysstyrkekontrol af LED kan LED -driver bruges som AN30888A/B. Jeg har fået en sådan fra en gammel nødlampe og bakkonstrueret den.

Trin 5: Koder

Her præsenterer jeg de koder, der bruges til Master og Slave, Datablad til LED -driveren, jeg har brugt.

github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa - her kan du downloade biblioteket til LoRa.