ΠΑΝΩ ΑΠΟ ΤΟΝ ΟΡΙΖΟΝΤΗ ΜΕ LoRa RF1276: 12 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Βρήκα τον πομποδέκτη RF1276 για παράδοση

την πιο εξαιρετική απόδοση όσον αφορά το εύρος και την ποιότητα του σήματος. Κατά την πρώτη μου πτήση κατάφερα να φτάσω σε απόσταση 56χλμ σε επίπεδο σήματος -70dB με μικρές κεραίες τετάρτου μήκους κύματος.

Βήμα 1: BOM (Bill of Materials)

1.

ARDUINO PRO Mini

2. Μονάδα GPS Ublox NEO-6M

3. Αισθητήρας βαρομετρικής πίεσης BMP-085

4. Προσαρμογέας κάρτας SD

5. LED 3Watt

6. Μπαταρίες 2x 18650 2600mAh

7. Μετατροπέας τάσης DC-DC buck

8. 2x RF1276 Tranceivers από το appconwireless.com

Βήμα 2: ΣΥΝΔΕΣΗ ΣΚΛΗΡΟΥ

- Ο αισθητήρας BMP085 είναι συνδεδεμένος σε A4 (SDA) και A5 (SCL)

- Η κάρτα SD είναι συνδεδεμένη σε 10 (SS), 11 (MISO), 12 (MOSI), 13 (SCK)

- Το GPS είναι συνδεδεμένο σε σειριακό λογισμικό 6 (TX), 7 (RX)

-Το RF1276 είναι συνδεδεμένο με σειριακό υλικό TX-> RX, RX-> TX

- Η οθόνη τάσης της μπαταρίας είναι συνδεδεμένη στο A0 μέσω διαχωριστή τάσης

-Ο έλεγχος ενεργοποίησης/απενεργοποίησης LED γίνεται μέσω του N-FET (IRLZ44N), το οποίο συνδέεται με τον πείρο 9 μέσω πτυσσόμενης αντίστασης.

- Το pin 8 είναι συνδεδεμένο στο RST (για απομακρυσμένη επαναφορά μικροελεγκτή)

- Η μπαταρία είναι συνδεδεμένη σε DC/DC buck μετατρέπεται, η οποία ρυθμίζεται για έξοδο 5V

Βήμα 3: ΚΕΡΔΙΑ

Βρήκα αυτή τη δίπολη κεραία στο

Η κεραία μετάδοσης άκρου και σύρματος στο άκρο λήψης δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα

Βήμα 4: Διαμόρφωση ΡΑΔΙΟΦΩΝΟΥ

Για να φτάσετε στο μέγιστο εύρος, πρέπει κανείς

κατανοήσει τη βασική φυσική πίσω από την ραδιοεπικοινωνία.

- Η αύξηση του εύρους ζώνης μειώνει την ευαισθησία (και αντίστροφα)

- Η αύξηση της απόδοσης κεραίας μειώνει την απαιτούμενη ισχύ εκπομπής

-Η οπτική επαφή είναι απαραίτητη

Με βάση τους παραπάνω κανόνες, επέλεξα τις ακόλουθες παραμέτρους για το εργαλείο RF:

- SF: 2048

- BW: 125kHz

- Ισχύς TX: 7 (μέγ.)

Ταχύτητα UART: 9600bps

Οι παραπάνω ρυθμίσεις θα δώσουν μόνο 293bps, αλλά θα ενεργοποιήσουν την ευαισθησία λήψης -135dB. Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να μεταδώσετε μικρά πακέτα (δηλ. Γεωγραφικό πλάτος ή γεωγραφικό μήκος) περίπου. κάθε 2 δευτερόλεπτα. Εάν θέλετε επίσης να ελέγχετε εξ αποστάσεως τα ηλεκτρονικά σας, πρέπει να αφήσετε δηλ. 1 δευτερόλεπτο για να ακούσετε τις εντολές γείωσης. Έτσι, τα δεδομένα μπορούν να μεταδίδονται κάθε 3 δευτερόλεπτα.

Βήμα 5: ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΕΝΟΤΗΤΑΣ

Το υλικολογισμικό απαιτεί τόσο τη μονάδα GPS

και RF1276 για διαμόρφωση για 9600bps UART. Η διαμόρφωση GPS μπορεί να γίνει με το λογισμικό u-blox U-Center.

Προβολή-> Μηνύματα-> UBX-> CFG-> PRT-> Baudrate-> 9600. Τότε, Δέκτης-> Ενέργεια-> Αποθήκευση διαμόρφωσης.

Η διαμόρφωση RF1276 μπορεί να γίνει με το RF1276 Tool.

Βήμα 6: FIRMWARE

Το υλικολογισμικό θα:

- Παρακολουθήστε την ατμοσφαιρική πίεση και θερμοκρασία

- Παρακολουθήστε την τάση της μπαταρίας

- Καταγράψτε ποικιλία τιμών GPS

- Καταγράψτε όλα τα δεδομένα στην κάρτα SD

- Μετάδοση όλων των δεδομένων

Το υλικολογισμικό ενεργοποιεί τις ακόλουθες επιλογές τηλεχειριστηρίου:

- επαναφέρετε τη μονάδα

- ενεργοποιήστε/απενεργοποιήστε το led

- ενημερώστε τον εσωτερικό μετρητή μετά τη λήψη πακέτου ping από το έδαφος

Τόσο ο αναγνώστης καρτών SD όσο και ο αισθητήρας πίεσης BMP είναι προγραμματισμένοι για λειτουργία με ανοχή σε σφάλματα. Η αποτυχία ενός από αυτά δεν θα καταστρέψει τη μονάδα.

Βήμα 7: ΡΥΘΜΙΣΗ ΠΤΗΣΗΣ

Έχω συνδέσει το ωφέλιμο φορτίο με το μπαλόνι.

Το βάρος ωφέλιμου φορτίου είναι ελαφρώς πάνω από 300g. Το μπαλόνι είναι βαρύτερο - περίπου. 1 κιλό Το έχω γεμίσει με 2 κυβικά μέτρα ηλίου δίνοντας έτσι 700g ελεύθερου ανελκυστήρα. Το φούσκωσα για να σκάσει στα 1,5 χιλιόμετρα (85% του όγκου).

Βήμα 8: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Το μπαλόνι έφτασε τα 4,6 χιλιόμετρα υψόμετρο και

απόσταση 56 χλμ. Ταξίδευε με ταχύτητα 40 χλμ. / Ώρα πάνω από μια τεράστια πόλη και έχει προσγειωθεί κάπου σε ένα βάλτο. Έχει σκάσει μόνο στα 4,6 χιλιόμετρα, οπότε η αντοχή του σε εφελκυσμό ήταν 3 φορές καλύτερη από ό, τι είχα εκτιμήσει αρχικά.

Δεν ανέκτησα το ωφέλιμο φορτίο αφού δεν μπορούσα να οδηγήσω και να επικεντρωθώ στην παρακολούθηση της τηλεμετρίας σε πραγματικό χρόνο και μόνο.

Έχω καταγράψει τα τελευταία πακέτα όταν το μπαλόνι ήταν περίπου. Υψόμετρο 1 χλμ. Αυτό είναι όταν ξεπέρασε τον ορίζοντα.

Βήμα 9: ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΠΤΗΣΗΣ

Έχω συλλέξει πολλές περισσότερες παραμέτρους, αλλά

αυτά τα επιπλέον είναι κυρίως GPS. Η ανακατασκευασμένη διαδρομή πτήσης παρέχεται στην παραπάνω εικόνα και εδώ είναι τα δεδομένα εσωτερικού αισθητήρα.

Βήμα 10: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Το RF1276 είναι σίγουρα ένα εξαιρετικό

πομποδέκτης. Δεν έχω δοκιμάσει κάτι καλύτερο από αυτό. Πετώντας πάνω από τεράστια πόλη (υψηλή κατάσταση παρεμβολής) σε δυνατούς ανέμους με ασταθή θέση κεραίας, ήταν σε θέση να δώσει επίπεδο σήματος -70dB σε απόσταση 56km, 1km πάνω από το έδαφος, αφήνοντας έτσι τον προϋπολογισμό σύνδεσης -65dB! (το διαμορφωμένο όριο ευαισθησίας ήταν -135dB). Αν δεν πήγαινε πίσω από τον ορίζοντα (ή αν ήμουν ψηλότερα - δηλ. Σε κάποιο λόφο ή πύργο τηλεπικοινωνιών) θα μπορούσα να είχα καταλάβει τη θέση προσγείωσής του. Or, εναλλακτικά, αν δεν έσκαγε το μπαλόνι, θα μπορούσα να είχα φτάσει δύο ή τρεις φορές την απόσταση!