Introduktion til LoRa ™!: 19 trin

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

LoRa ™ = Long Range trådløs datatelemetri og vedrører en radikal VHF/UHF 2 -vejs trådløs spredt spektrum datamoduleringsmetode, der for nylig er blevet udviklet og varemærket (™) af Semtech - et længe etableret (1960) amerikansk multinationalt elektronikfirma. Se [1] =>

Teknologien bag LoRa ™ blev udviklet af Cycleo, et fransk firma opkøbt af Semtech i 2012. LoRa ™ er proprietær, men det ser ud til at bruge en slags "enklere" CSS (Chirp Spread Spectrum) pulserende FM "fejende frekvens" modulering frem for DSSS (Direct Sequence SS) eller FHSS (Frequency Hopping SS).

Semtechs websted nævner, at "LoRa ™ -teknologien tilbyder en 20dB linkbudgetfordel i forhold til eksisterende løsninger, hvilket væsentligt udvider rækkevidden af enhver applikation, samtidig med at den leverer det laveste strømforbrug for at maksimere batterilevetiden."

Påståede områder er typisk x10 for almindelige trådløse UHF -datasystemer. Ja -sammenlignet med almindelige smalle bånddataopsætninger LoRa ™ giver 100s meter frem for 10s, flere 1000m frem for blot 100s. Magi!

LoRa ™ er noget kompliceret, da den bruger termer og kræver indstillinger, der sandsynligvis er ukendte for mange "normale" brugere. Det er glædeligt, men det har vist sig muligt at verificere påstande med enkle opsætninger - her ved hjælp af parrede britiske US $ 3 PICAXE -mikroer som controllere. PICAXE'er er næsten ideelle til sådanne forsøg, da de er programmeret i fortolket BASIC på højt niveau, og alle omkostninger til udførelseshastighed er tilfældige for s-l-o-w LORA ™ -data! Se [2] => www.picaxe.com

Trin 1: Semtechs SX127x

I de seneste årtier og hjulpet af billig pc-behandling er forskellige intelligente digitale tilstande blevet udviklet (især af radioskink) til lavere frekvens HF (3-30MHz) arbejde, hvor båndbredde er dyrebar. (Båndbredde sulten spredt spektrum modulering er normalt ulovligt på disse lavere frekvenser). Nogle tilstande kan strække sig over oceaner med lav effekt (et par watt), men er langsomme og har brug for sofistikeret pc -software til kodning/afkodning sammen med meget følsomme kommandoer. modtagere og betydelig antenne. Se [3] =>

Semtechs VHF/UHF SX127x LoRa ™ RF IC'er huser dog næsten alt inden for en smart tommelfingerstørrelse ~ US $ 4 -chip!

* Tidlig opdatering i 2019: Semtech har for nylig opgraderet SX127x -serien, med deres nye SX126x -baserede moduler, der ser MEGET værd ud. Se yderligere kommentarer ved instruktørenden.

Semtech laver flere RF IC -variationer, idet SX1278 er lavere UHF -frekvens skråt, så den passer til 433 MHz ISM -båndbrugere. Højere frekvens. 800-900 MHz tilbud appellerer til mere professionelt arbejde, selvom ved disse nær 1 GHz frekvenser kan reduceret RF-punch og signalstiabsorbering være et problem. Sub GHz -frekvenser har imidlertid lavere støj, lovligt højere sendeeffekt og mere kompakt højforstærket antenne, der kan opveje dette.

Ud over LoRa ™.modulation (vist på billedet) kan SX127x transceiver moduler også producere FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK/OOK og endda FM tonesignaler (Morse Code!), Der passer til ældre systemer. Se Semtech -datablade (131 sider!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Bemærk: HOPERF, et længe etableret kinesisk trådløst datafirma, tilbyder LoRa ™ -moduler med en "'7 a side" RF96/97/98 IC, der ligner Semtechs SX127x. Det er imidlertid ukendt, om det kun er en asiatisk LoRa ™ 2. indkøb …

Trin 2: LoRa ™ -spredningsfordele

SS (Spread Spectrum) -systemer er ikke nye, men deres raffinement betød, at de var alt for dyre for mange brugere, indtil moderne mikroelektroniske tilgange udviklede sig. Da SS -teknikker tilbyder betydelig interferens og falmende immunitet, sikkerhed og "uopdagelige" transmissioner, har de længe været militærets domæne - selv så langt tilbage som 2. verdenskrig. Tjek det fantastiske 1940'ers arbejde med bombeskuespillerinden Hedy Lamarr! [5] =>

LoRa ™ s sandsynlige Chirp SS -modulering, samt at nyde andre SS -fordele, kan også tilbyde Doppler -effekt "skiftende frekvens" -immunitet - måske betydningsfuld i hurtigt bevægelige LEO (Low Earth Orbital) satellitradioapplikationer. Se [6] =>

Men -her på jorden opstår størst opmærksomhed fra påstande fra Semtech (og reklame for mange andre fra 2014-2015 -IBM & MicroChip inkluderet!), At LoRa ™ -enheder med lavt UHF -spredning øger rækkevidden med mindst en størrelsesorden (x 10) over traditionelle NBFM (Narrow Band FM) datamoduler under lignende betingelser og opsætninger.

Meget af denne fantastiske rækkeviddeforøgelse synes at komme fra LoRas evne til at arbejde NEDEN for støjniveauet. Grundlaget for dette kan vedrøre støj, der er tilfældig (og dermed selvafbrydende over en periode), mens et signal bestilles (med flere prøver således "bygger det op"). Se konceptet på det vedhæftede surfbillede!

Selvom meget lavdrevne "lugt af en olieagtig elektron" mW -niveau transmittere derfor derfor kan lade sig gøre (og batteridrevne opsætninger kan have en næsten holdbarhed på måske år), er LoRa ™'s ulempe imidlertid, at svage signaler over lange afstande kan være forbundet med meget lave datahastigheder (<1 kbps). Dette kan være tilfældigt for lejlighedsvis IoT (Internet of Things) overvågning i applikationer, der involverer temperaturer, måleraflæsning, status og sikkerhed osv.

Trin 3: SIGFOX - Netværksbaseret IoT -rival?

Måske er LoRa ™ s nærmeste IoT langtrækkende LPWA (Low Power Wide Area) trådløse rival det franske firma SIGFOX [7] =>

I modsætning til Semtechs proprietære LoRa ™ er SigFox's enheder behageligt åbne, men de kræver et specialiseret forbindelsesnetværk. De bliver derfor ubrugelige, ligesom mobiltelefoner, når de er ude af SigFox -netværksdækning - en særlig talende faktor i fjerntliggende regioner (eller for de mange lande, der endnu ikke er betjent!). Løbende servicegebyrer eller stigende teknisk fremgang kan også blive et problem - Metricoms sene skæbne på 900 MHz "Ricochet" i slutningen af 90'erne kommer til at tænke på [8] => https://da.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28 Internettet…

SigFox-enheder adskiller sig fra LoRa ™ ved brug af UNB (ultra-smallband) 100Hz radio “kanaler” med BPSK (Binary Phase Shift Keying) modulering ved 100bps. Sendere er ens batteri venlige 10-25 mW, men i licensen gratis 868-902 MHz bånd. Rooftop -basestationer, der opretter forbindelse til internettet via fiber osv., Har ultrafølsomme -142dBm -modtagere. Rækkevidder på 10 km kan resultere (derfor ligner LoRa ™) - dataforbindelser er blevet rapporteret fra højtflyvende fly og offshorefartøjer, når de er i nærheden af SigFox -basestationer.

Men kun 12 byte -meddelelser, begrænset til 6 meddelelser i timen, er tilladt. Oplysninger kommer på få sekunder, men SigFox-netværket kan ikke understøtte sådan realtidskommunikation som kreditkortgodkendelser, og systemet passer bedst til data "uddrag", der sendes et par gange om dagen. Disse kan typisk omfatte fjernmåleraflæsning, flow- og niveauovervågning, aktivsporing, nødalarmer eller parkeringspladser - sidstnævnte er et reelt aktiv!

SigFox -netværk er ganske enkle og kan implementeres til en brøkdel af prisen på et traditionelt mobilsystem. Spanien og Frankrig er allerede dækket af ~ 1000 basestationer (mod 15.000 for standard mobiltjeneste), og Belgien, Tyskland, Holland, Storbritannien (via Arqiva) og Rusland følger snart. Forsøg er også i gang i San Francisco, Sigfox opbygger dog ikke disse netværk direkte, men indgår aftaler med lokale virksomheder om at håndtere den relativt enkle implementering af tagstationer og antenner.. Udrulning kan være hurtig og omkostningseffektiv- deres implementeringspartner i Spanien brugte $ 5 millioner til at implementere et netværk i hele landet på bare 7 måneder. Disse lokale partnere videresælger derefter IoT -tjenester ved slutbrugergebyrer omkring ~ US $ 8 om året pr. Enhed.

Optagelsen af SigFox -metoden har været dramatisk, med et tidligt finansieringsdrev i begyndelsen af 2015, der skaffede> 100 millioner dollars. Trådløse konkurrenter TI/CC (Texas Instruments/ChipCon), der for nylig sluttede sig til SigFox, angiver faktisk, at Lora ™ kan have svagheder - se [9] =>

Det har været svært at finde hænderne på SigFox-undersøgelser, men se indsigt på "instruerbart" niveau [10] =>

Det kan være, at begge tilgange til sidst sameksisterer, ligesom 2 -vejs radioer (= LoRa ™) og mobiltelefoner (= SigFox) til stemmestyringskommunikation. I øjeblikket (maj 2015) er LoRa ™ bestemt måden at udforske IoT trådløse muligheder på lang rækkevidde- læs videre!

Trin 4: Kinesiske LoRa ™ -moduler -1

Selvom det er en EU -opfindelse, er Semtechs SX127x LoRa ™ -motorer meget ivrigt blevet taget op af kinesiske producenter. LoRas evne til at slå igennem 'forhindrende bygninger i overfyldte asiatiske byer har uden tvivl været tiltalende.

Producenter i Kinas mega-e-by Shenzhen (nær Hong Kong) har været særligt entusiastiske med tilbud fra sådanne "producenter" som Dorji, Appcon, Ulike, Rion/Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech & GBan. Selvom deres interface -pinouts er en smule forskellige, er de 2 chip "mikromodererede" moduler fra Dorji, Appcon, VoRice & NiceRFseem næsten udformet med badge.

Omfattende Googling anbefales derfor til dem, der efter bulk-køb, prøver, gratis forsendelse, mere klar teknisk indsigt, bedre adgang til SX127x funktioner/ben, lettere kontrol, lettere vægt, robust emballage (YTech'sE32-TTL-100 stil) osv. Gennemse lignende EBay, Alibaba eller Aliexpress [11] =>

Trin 5: Kinesiske LoRa ™ -moduler - 2

Vær opmærksom på, at billigere (<$ US10) singlechip -moduler styrer SX1278 via kedeligt ur -forbundet SPI (Serial Peripheral Interface). Selvom de er større og dyrere (~ 20 $), bruger to chip LoRa ™ -moduler en 2. ombord MCU (mikrokontroller) til SX1278 -forbindelsen og er normalt meget lettere at konfigurere og arbejde med i farten. De fleste tilbyder venlig branchestandard TTL (Transistor Transistor Logic) gennemsigtig datahåndtering via enkle RXD & TXD -ben. Små røde og blå lysdioder er normalt monteret ombord på TTL -modulerne - praktisk til TX/RX -indsigt.

BEMÆRK: 8 -benede tilbud kan bruge 2 mm stiftafstand i stedet for standard 2,54 mm (1/10 tommer), hvilket kan begrænse loddefri evaluering af brødbræt.

Selvom den næsten fordobling af TTL LoRa ™ -enheder kan være skræmmende, kan hudfarver overveje billigere (både køb og forsendelse) tavler uden SMA -stikket og matchende "gummi -ducky" -antenne. Det vil selvfølgelig ikke være så professionelt, men en simpel ¼ -bølge (~ 165 mm lang) pisk kan let laves af skrotråd. Dette kan endda udføre "gummi-ducky" -antennen også-især hvis den er forhøjet!

Samlet set (og -sigh- sandsynligvis hurtigt påvirket af de stadig flere tilbud), i skrivende stund (midten af april 2015) virker Dorjis 433 MHz DRF1278DM den letteste måde at komme i gang med LoRa ™. Dette moduls begrænsede pinout -adgang, HEX -niveaujustering og behov for højere forsyningsspændinger (3,4 -5,5V) kan imidlertid være en begrænsning.

Trin 6: Dorji DRF1278DM

Den kinesiske producent Shenzhen Dorji sælger disse mikrokommanderede DRF1278DM-moduler for ~ US $ 20 hver fra Tindie [12] =>

De 7 ben er anbragt i afstand til den sædvanlige brødbrætvenlige 2,54 mm (= 1/10 tommer). En forsyning mellem 3,4 - 5,5 V er nødvendig. Modulelektronikken fungerer dog ved lavere spændinger - der er en indbygget 3.2V spændingsregulator. Dette større forsyningsbehov er irriterende i dagens "3V" æra, som selvom dette passer til USB 5V (eller endda omfangsrige 3 x AA 1,5V celler), forhindrer det brug af enkelte 3V Li møntceller osv. Regulatoren kan måske omgås?

Trin 7: DAC02 USB -adapter

En billig USB - TTL -adapter (her Dorjis DAC02) kan bruges til modulkonfiguration via "RF Tools" pc -software. Moduler understøttes imidlertid mekanisk ret, når de indsættes, og gentagen brug kan understrege stifterne …

Lignende adaptere findes i overflod til meget lave priser, MEN før brug er det vigtigt først at sikre, at pin -funktioner på adapteren matcher dem på det trådløse modul! Hvis de ikke gør det (med almindelige VCC/GND -swaps), skal flyvende blymetoder muligvis bruges. Selvom de er lidt kedelige, kan disse også være mere alsidige, da de passer til config. andre moduler (se opsætning af HC-12-transceiver) og endda direkte terminalprogramvisning på en pc.

Trin 8: USB -konfigurationsværktøjer + SF, BW og CR Insights

Herved skærme, der er typiske for det brugervenlige USB, der konfigurerer "RF -værktøjer". Dorji -moduler fungerede ud af boksen, men frekvens- og effektindstillingerne skulle i det mindste ændres for lokale bestemmelser. Mange lande begrænser 433 MHz transmittereffekt til 25 mW (~ 14 dBm) eller endda 10 mW (10 dBm) - disse er Dorji -effektindstillinger 5 henholdsvis 3.

Det licensfrie ISM -bånd, der dækker et snit på ~ 1,7 MHz mellem 433.050 - 434.790 MHz, tillader heller IKKE transmissioner på nøjagtigt 433.000 MHz!

Gennemsigtig datahåndtering ser heldigvis ud til at forekomme, hvilket betyder, at uanset hvilke seriedata der indføres, til sidst bliver det gennemsigtigt dentisk matet ud efter "on air" transmission. Imidlertid lignede den rygtede 256 byte buffer mere 176 bytes (CRC overhead?), Nogle indstillinger med Dorji -værktøjet var vanskelige at fortolke, og ændringer "skrevet" viste sig heller ikke altid at have været accepteret …

Download Dorjis konfigurationsværktøj DRF_Tool_DRF1278D.rar (vist i bunden af RHS "Ressourcer" -kolonnen) via => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.html Kontroller forskellig indsigt (især s. 9 -10) i det er brug og USB -adaptere osv =>

Forklaring af LoRa ™ spredt spektrumbetegnelser: (N. B. Datahastighed vedrører BW & SF)

BW (båndbredde i kHz): Selvom kun 10s kHz BW kan appellere, er det vigtigt at forstå, at billige 32 MHz -krystaller, der bruges af mange LoRa ™ -moduler (Dorji & HOPERF osv.), Måske ikke helt matcher frekvensen. Temperaturrelaterede afdrift og ældning kan også opstå. Valg af smallere båndbredder kan derfor forhindre synkronisering af moduler, medmindre kedelig krystaltilpasning og termisk regulering anvendes. Selvom kinesiske LoRa ™ -modulproducenter som Dorji anbefaler et BW minimum på 125 kHz, burde en smallere BW på 62,5 kHz for de fleste formål være helt OK. Se den skraverede tabelkolonne vist i trin 10.

SF (Spreading Factor "chips" som en base-2 log): I SS-systemer er hver bit i den pseudo-tilfældige binære sekvens kendt som en "chip". Forøgelse fra 7 (2^7 = 128 chipimpulser pr. Symbol) op til grænsen på 12 forbedrer følsomheden med 3dB hvert trin, men ca. halverer datahastigheden. Selvom en SF på 11 (2^11 = 2048) derfor er 12dB mere følsom end SF7, falder datahastigheden (ved 62,5 kHz BW) fra ~ 2700 bps til kun 268 bps. Sendere med langsom datahastighed forbliver også længere og kan derfor også forbruge mere energi generelt end sendere, der sender hurtigere data.

Dog kan meget lave datahastigheder være tålelige til lejlighedsvis overvågning af IoT (Internet of Things) naturligvis (og den øgede batteridrænseffekt nær tilfældig), mens boostet på 4 -rækkevidde kan være yderst umagen værd!

CR (fejlkodningshastighed): De første britiske tests brugte en CR på 4/5. (Dette angiver, at hver 4 nyttige bits er kodet af 5 transmissionsbit). Forøgelse af CR til 4/8 forlænger transmissionstiden med ~ 27%, men forbedrer modtagelsen med 1 til 1,5 dBm, hvilket repræsenterer en potentiel rækkeviddeforbedring på cirka 12 til 18%. Denne CR -tweak vil sandsynligvis ikke give en så fordelagtig rækkeviddeforøgelse som at øge SF.

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

Trin 9: Direkte DRF1278DM -konfiguration

DRF1278DM kan også konfigureres fra en ekstern mikrokontroller- selv en ydmyg 8-pins PICAXE-08. Selvom det involverer kryptisk base 16 HEX -kodning, tillader dette ombord/på farten tweaking frem for kontinuerlig modulfjerning og USB -adapterkonfiguration. Se alle detaljer P.7-8 på Dorji. pdf. [13] =>

Selvom det tilbyder forskellige søvnfunktioner, kan der også opnås tilpasninger på HEX-niveau via Appcons (næsten lignede) APC-340-datablade [14] =>

Takket være andre Kiwi Andrew "Brightspark" HORNBLOW hermed et PICAXE-08M2 kodefragment for at modulere DRF1278DM TX-strømmen til en trappeopført rampe med transmissionsblips. (For lettere rækkevidde/effektindsigt kan disse let også være forbundet med PICAXE -genererede toner fra modtageren). Bemærk dog, at TX -niveauerne 6 og 7 overstiger NZ/Australien -kvoten på 25mW (~ 14dBm eller indstilling 5). Andrews indsigt opstod ved at overvåge/kopiere og indsætte de rå hex-serielle data fra terminal.exe (et fremragende ingeniørværktøj [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…), mens man ser serien datachatter til og fra modulerne, når RF -effektniveauet ændres.

Dorji -effektniveauet = 4. byte fra RH -enden ($ 01, $ 02 osv.) Plus følgende CS -byte (CheckSum $ AB, $ AC osv.) Skal bare finjusteres. Eksempel på PICAXE -kodesætninger til ændring af effektniveauet i 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

Trin 10: Performance Estimations & Results

PICAXE 28X2 -drevne HOPERF 434 MHz Semtech LoRa ™ -baserede RFM98 -datamoduler blev brugt i forsøg udført over en 750 m forbindelse i et typisk britisk bymiljø. Sendeantennen blev hævet ~ 2½ m på en lav mast, med modtageren på en kort stang ~ 1½ m - begge over jorden. Med et bekræftet 750m tæt bymiljøområde ved Storbritanniens 10mW TX (ved hjælp af 500kHz BW og giver dermed ~ 22kbps), så ved 10,4kHz BW (eller 455 bps) ser ca. 6 km muligt ud med sub mW effekt!

Bekræftende felttest (med indstillinger SF7 og kun BW 62,5 kHz) blev foretaget i Wellington (NZ) med 3 x AA-batteridrevne PICAXE-08M-drevne Dorji DRF1278DM-moduler og lignende antenne, men ved Aus/NZs "malingblærer" højere 25mW (14dBm)) TX strøm. Forstadssignalforbindelser, måske hjulpet af et mere åbent miljø og træbygninger, blev konsekvent foretaget over 3 - 10 km. (Da 6dB -forstærkning fordobler LoS -området, så 4dB ekstra effekt ~ x 1½.

Trin 11: Layout på brødbræt

Et brødbrættet layout (tidligere brugt til Dorjis "7020" GFSK -moduler) passer til enkel bytte til LoRa -enheden. GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) modulering er tidligere blevet betragtet som den bedste 433 MHz tilgang, så det var en fordel at sammenligne resultaterne af "7020" tilbud med de nye LoRa moduler.

Trin 12: PICAXE skematisk

Både RX & TX bruger et næsten identisk layout, selvom deres kode er noget forskellig. Selvom det er naturligt tiltrækkende og let opnås med PICAXE'er, blev der på nuværende tidspunkt ikke forsøgt at gå ind i energibesparende dvaletilstande. Nuværende trækning fra 3 xAA batterier var ~ 15mA, pulserende til ~ 50mA ved transmission.

Trin 13: PICAXE -senderkode

Naturligvis kan denne kode forbedres og modificeres omfattende, måske med afvikling af forsinkelser og præambler. I øjeblikket er det i det væsentlige bare at spytte et fremskridt 0-100-tal ud. Da forsøget blot var beregnet til at verificere pålidelige rækkeviddekrav, blev der ikke forsøgt (med hverken sender eller modtager) at aktivere strømbesparende tilstande.

Trin 14: PICAXE modtagerkode og display

Her er den tilhørende PICAXE -modtagerkode, med numeriske værdier vist via editorens indbyggede "F8" -terminal. Skønheden ved en simpel optælling er, at sekvenser hurtigt kan scannes visuelt, og manglende eller sumpede værdier let kan ses.

Trin 15: Brugervenlig LoRa ™ RF -tuningshjælpemidler?

Da LoRa ™ -modulindstillinger kan være svære at forstå og verificere, har det glædeligt vist sig at være muligt at bruge billige ASK 433 MHz -modtagermoduler som enkle justeringshjælpemidler.

NZ/Aus -outlet Jaycar tilbyder et ZW3102 -modul, der let kan overtales til "sniffer -pligter", så det passer til lydsignalovervågning. Når der er (<5 meter) til LoRa ™ -transmissioner, vil det udgående signal let blive hørt som "ridser", mens lysstyrken på en tilsluttet LED angår RSSI (modtaget signalstyrkeindikation).

Et lignende (og billigere) modul fremstillet af Dorji findes i Instructable [16] =>

Trin 16: Feltprøver- Wellington, New Zealand

Denne strandopsætning viser den tidligere test med Dorjis "7020" GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) moduler. Rækkevidder maksimalt derefter på ~ 1 km under sådanne forhold, og i bedste fald var ~ 300m gennem 'let vegetation & lokaliteterne træindrammede bygninger. Cross -havneforbindelser blev først fundet mulige, når senderen var væsentligt forhøjet omkring 100 m oppe ved et ørnereder -udsigtspunkt på en bakke bagved.

I modsætning hertil "oversvømmede" Dorjis LoRa -moduler med den samme 25mW effekt forstaden med armhøje (~ 2,4m) transmissioner pålideligt opdaget til ~ 3 km tæt på, 6 km ved forager "søde pletter" og endda 10 km overflade LOS over havnen. Modtagelsen ophørte kun, når den var i bugter bag de stenede næser (synlig i baggrunden). LoRa -indstillinger var BW 62,5 kHz, SR 7, CR 4/5 og 25 mW (14 dBm) TX -strøm til en ¼ -bølge omnidirektionel lodret antenne.

Trin 17: UK LoRa Versus FSK - 40 km LoS (Sight Line) -test

Takket være Cardiff -baserede Stuart Robinson (radioskink GW7HPW) blev FSK (Frequency shift keying) versus LoRa ™ sammenligningstest udført over en forhøjet 40 km afstand over Storbritanniens Bristol Channel. Se billede.

Regionen er temmelig trådløs historisk, da Marconi i 1897 udførte sine første "lange afstande" (6 - 9 km ved hjælp af effektsultne gnisttransmittere!) Tests i nærheden [17] =>

Stuarts resultater taler for sig selv - LoRa ™ -datalinks var overraskende mulige i 2014 på en brøkdel af den strøm, der var nødvendig for hans tidligere respekterede Hope RFM22BFSK -moduler!

En PICAXE-40X2 kontrolleret RFM22B er faktisk stadig i kredsløb i den anslåede $ 50sat, med svage jordsignaler, der kan påvises, når den passerer i LEO (Low Earth Orbital) mange 100'er km over. (LoRa ™ -moduler var ikke tilgængelige ved lanceringstidspunktet i 2013) [18] =>)

Trin 18: Andre regionstests

Succesfulde forbindelser blev foretaget over 22 km LoS (Line of Sight) i Spanien og flere km i byn Ungarn.

Tjek Libelium-kampagnen, der viser teknologiens ~ 900MHz fordele [19] =>

Trin 19: LoRa -modtager og links

UK HAB (High Altitude Ballooning) forsøg gav 2 -vejs LoRa ™ dækning på op til 240 km. Sænkning af datahastigheden fra 1000bps til 100bps burde muliggøre dækning helt til radiohorisonten, som måske er 600 km i den typiske 6000-8000m skyhøje højde af disse balloner. Ballonsporing kan foretages via GPS ombord - tjek den omfattende HAB & LoRa ™ dokumentation på [20] =>

En LoRa -modtager til både HAB og fremtidigt LEO -satellitarbejde er under udvikling - detaljer følger.

Resumé: LoRa ™ former sig som forstyrrende teknologi, især til nye - og meget hypede - IoT (Internet of Things) trådløse netværksapplikationer. Hold dig informeret via LoRa Alliance-webstedet [21] =>

Ansvarsfraskrivelse og påskønnelse: Denne konto er i det væsentlige tænkt som en heads up/hands on undersøgelse og samling af - hvad der synes - et spil, der ændrer UHF trådløs datateknologi. Selvom jeg tager imod gratis prøver (!), Har jeg ingen kommercielle forbindelser til nogen af de nævnte LoRa ™ -producenter. Du er velkommen til at "kopiere til venstre" dette materiale - især til undervisningsbrug - men kredit på webstedet er naturligvis værdsat.

Bemærk: Nogle billeder er blevet hentet på nettet, for hvilke (hvis der ikke henvises til) anerkendende kredit hermed.

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

Links: (Pr. 15. maj 2015)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]