ESP32 LoRa: Du kan nå op til 6,5 km !: 8 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

6,5 km! Dette var resultatet af en transmissionstest, jeg udførte med ESP32 OLED TTGO LoRa32, og i dag vil jeg diskutere dette yderligere med dig. Da modellen jeg brugte oprindeligt havde en antenne, som jeg anser for at være dårlig, valgte jeg at bruge en anden antennemodel med en forstærkning på 5 dB i testen. Så ud over at tale om det omfang, vi havde med vores test, vil vi diskutere årsagerne til tab af signaleffekt. Vi vil også kvalitativt vurdere miljøpåvirkninger (terræn, forhindringer og andre), når vi modtager dette signal.

Trin 1: Brugte ressourcer

• 2 moduler ESP32 OLED TTG LoRa32

• 2 UHF 5/8 bølge antenner 900MHz - AP3900

• 2 x 5V bærbare strømforsyninger

(Batteripakke med justerbar spændingsregulator)

Et antennedatablad vises via linket:

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

Dette andet link er for dem, der spurgte mig om forslag til, hvor jeg kan købe antenner:

Antenner

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

Antennemontering:

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

***** "Bemærk, vi ændrede fabriksstikket for en han-SMA til at forbinde med svinehale"

Trin 2: Antenner

I disse billeder viser jeg antennens datablad og dets ydelsesgraf.

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

• Den ene af antennerne blev placeret på biltaget, og den anden var på senderen

Trin 3: Nå test

I vores første test opnåede vi et signalområde på 6,5 km. Vi satte en af antennerne oven på en bygning, ved punkt C, og vi gik 6,5 km i et byområde, der støt og roligt blev landligt. Jeg påpeger, at vi på midten af rejsen på forskellige tidspunkter mistede signalet.

Hvorfor sker dette? Fordi vi har topologi -påvirkninger, som er karakteristika for det rejste rum i forhold til geografiske ændringer. Et eksempel: hvis vi har en bakke midt på vejen, krydses den ikke af vores signal, og vi får et svigtende signal.

Jeg minder dig om, at dette er forskelligt fra, når du bruger en LoRa i en radius på 400 meter, fordi din rækkevidde er ret høj i dette rum med f.eks. Evnen til at krydse vægge. Efterhånden som denne afstand øges, kan forhindringer forårsage interferens.

Trin 4: Andet eksperiment

Vi lavede en anden test, og denne gang var den i stedet for at efterlade en antenne oven på en bygning på jorden over en port. Jeg satte den anden antenne i bilen og begyndte at køre. Resultatet var en rækkevidde på 4,7 km. Både denne afstand og den første, vi registrerede (6,5 km) overskred de områder, Heltec udtrykte (anslået til 3,6 km). Det er vigtigt at huske, at vi kun brugte de to TTGO'er, der drives af batterier gennem spændingsregulatorer.

Trin 5: Link omkostninger i DB

Prisen på linket er et meget interessant koncept. Det giver dig mulighed for at visualisere, hvordan energi går tabt under transmissionen, og hvor præcise korrigerende handlinger skal prioriteres for at forbedre forbindelsen.

Ideen er at måle, hvor meget af det sendte signal skal nå modtageren under hensyntagen til signalets gevinster og tab i processen, eller:

Modtaget effekt (dB) = transmitteret effekt (dB) + forstærkning (dB) - tab (dB)

For et enkelt radiolink kan vi identificere 7 vigtige portioner for at bestemme den modtagne effekt:

1 - Senderens effekt (+) T

2 - Tabene af transmissionslinjen til antennen (-) L1

3 - Antenneforstærkning (+) A1

4 - Tab ved bølgeudbredelse (-) P

5 - Tab som følge af andre faktorer (-) D

6 - Forstærkning af modtageantennen (+) A2

7 - Tab i transmissionslinjen til modtageren (-) L2

Strøm modtaget = T - L1 + A1 - P - D + A2 - L2

Ved at beholde værdierne i dBm og dBi kan plots opsummeres og trækkes direkte. For at udføre disse beregninger kan du finde online regnemaskiner, der hjælper dig med at indtaste værdierne i udtrykket.

Derudover har nogle referencer til dæmpning af nogle kommercielle kabler. Dette muliggør lettere beregning.

Du kan finde en lommeregner som denne på:

Trin 6: Indflydelse af forhindringer

Ud over at tage passende forholdsregler for at undgå tab i de integrerede dele af sender- og modtagerkredsløbene, er en anden faktor, der ikke bør ignoreres, Clear Vision Line mellem senderen og modtageren.

Selv med optimeringen af forholdet mellem gevinst og tab kan forhindringer som bygninger, tage, træer, bakker og strukturer blandt andet afbryde signalet.

Selvom beregningen tager højde for bølgens udbredelse, forudsætter den en direkte transmission uden forhindringer.

Trin 7: Yderligere test

Denne test nedenfor, der nåede 800 meter, blev udført med at holde senderen og antennen i et lille tårn, markeret på kortet mærket "sender". Ved hjælp af en modtager blev ruten (i lilla) eksekveret. De markerede punkter angiver punkter med god modtagelse.

Vi kontrollerede punkterne ved hjælp af et topologisk kort over regionen, og faktisk er højderne omtrentlige. Dataene vises på billedet herunder og kan nås på dette websted:

Som vist på billedet herunder er der en dal med praktisk talt ingen forhindringer i regionen mellem de to punkter.

Trin 8: Konklusion

Disse tests gav mig større tillid til LoRa, da jeg var meget tilfreds med de opnåede resultater. Jeg påpeger dog, at der er andre antenner, der kan give os endnu mere magt at nå. Det betyder, at vi har nye udfordringer til de næste videoer.