Ραδιόφωνο LoRa Ra-01 Με STM32 και ESP32: 11 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Καθώς αυτό είναι ένα δημοφιλές θέμα μεταξύ αυτών που ακολουθούν τις αναρτήσεις μου, αποφάσισα να μιλήσω για το LoRa σήμερα. Ωστόσο, θα συζητήσω το θέμα με μερικά νέα στοιχεία: αυτή τη φορά χωρίς να χρησιμοποιήσω το ESP32, αλλά το STM32. Πάντα ήθελα να δημοσιεύσω για το STM32, καθώς συνθέτει μια ολόκληρη οικογένεια μικροελεγκτών 32-bit που παράγονται από την STMicroelectronics. Έχω αρκετούς φίλους που χρησιμοποιούν αυτό το τσιπ εκτός Βραζιλίας. Μπορούν να πιστοποιήσουν τις επιτυχίες αυτής της ευρωπαϊκής συσκευής κατασκευής. Πρώτον, θα παρουσιάσω το STM32 και θα συζητήσω επίσης τη μονάδα LoRa Ra-01. Επιπλέον, θα συζητήσω τον προγραμματισμό του STM32 στο Arduino IDE.

Αυτό το βίντεο θα σας δείξει ένα κιτ ανάπτυξης STM32 που δεν προορίζεται για προγραμματισμό στο Arduino, αλλά αντίθετα με γλώσσα C ή αυτά που είναι εγγενή στη STMicroelectronics. Αν δεν κάνω λάθος, υπάρχουν οκτώ εταιρείες που παράγουν μεταγλωττιστές για το STM32, πράγμα που μας δείχνει ότι υπάρχει μια μεγάλη παγκόσμια κουλτούρα σχετικά με αυτό το τσιπ.

Θέλω να σας εξηγήσω εδώ ότι η STMicroelectronics είναι τουλάχιστον τέσσερις φορές μεγαλύτερη από το Microchip και παράγει την οικογένεια STM32. Αποτελείται από αρχιτεκτονικές που κυμαίνονται από πολύ μικρά τσιπ έως STM32 F7, τα οποία θεωρώ ότι είναι «εξαιρετικά ισχυρά».

Στη συναρμολόγησή μας, χρησιμοποιούμε ένα STM32 Maple Mini, το οποίο μοιάζει με Arduino Nano. Ωστόσο, είναι πολύ πιο ισχυρό. Θα χρησιμοποιήσουμε επίσης το Ai-Thinker Ra-01. Είναι ξεχωριστό από το ραδιόφωνο LoRa, το οποίο θα επικοινωνεί με το STM32 μέσω SPI (η επικοινωνία του τσιπ Semtech LoRa).

Βήμα 1: Επίδειξη

Στο βίντεό μας, μπορείτε να δείτε στη διάταξη ότι έχουμε το STM32 Maple Mini συνδεδεμένο μέσω SPI στη μονάδα Ra-01. Αυτή η συναρμολόγηση μεταδίδει τα δεδομένα στο "αγαπημένο" μας ESP32, το οποίο έχει ενσωματωμένη οθόνη i2c που εμφανίζει τα πακέτα. Μπορείτε να δείτε ότι χρειάζονται μόνο 81 χιλιοστά του δευτερολέπτου για την προετοιμασία, την αποστολή και τη λήψη του πακέτου από το ESP32, καθώς και για την οθόνη στην οθόνη. Εάν η απόσταση αυξηθεί και υπάρξει αλλαγή στο λογισμικό, αυτός ο χρόνος τείνει να αυξηθεί.

Ο στόχος μας με αυτήν τη συναρμολόγηση είναι να δείξουμε το STM32, το οποίο είναι ένα διαφορετικό τσιπ, στέλνοντας δεδομένα στο τυπικό ραδιόφωνο Lora. Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι υπάρχουν δύο διαφορετικά κομμάτια υλικού που μιλούν μέσω του ραδιοφωνικού πρωτοκόλλου LoRa.

Βήμα 2: Ενότητα LoRa Ra-01

Βασικά, έχουμε εδώ το τσιπ Semtech LoRa, με ορισμένα διακριτά εξαρτήματα στον πίνακα, συμπεριλαμβανομένης της εξόδου κεραίας. Η διεπαφή είναι SPI. Αυτή τη στιγμή, πρέπει να θέσουμε το ζήτημα της ταχύτητας των τσιπ, το οποίο είναι πάνω από 300Kbps. Γνωρίζουμε ότι το LoRa δεν λειτουργεί με αυτήν την ταχύτητα, καθώς περιστρέφεται μόνο στα 37K ή λιγότερο. Γιατί; Για να προχωρήσετε μακριά, πρέπει να μειώσετε το bit rate. Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι η ταχύτητα δεν αφορά την LoRa, αλλά το πεδίο εφαρμογής της. Η συχνότητα αυτής της συσκευής είναι 433MHz και η ισχύς μετάδοσης είναι περίπου 18 dBm, με ισχύ 3v3.

Βήμα 3: Maple Mini

Θεωρώ ότι αυτό είναι ειδικό για το STM32. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αυτού και του κιτ ανάπτυξης STMicroelectronics (η σειρά STM32 L4 εξαιρετικά χαμηλής ισχύος); Το κιτ είναι πιο ισχυρό, αλλά το Maple Mini λειτουργεί στο Arduino IDE, γεγονός που το καθιστά πολύ πιο εύκολο για όσους δεν είναι τόσο γνώστες όσον αφορά τον προγραμματισμό. Μπορούμε να πούμε ότι το Maple Mini λειτουργεί σαν ένα είδος Arduino, με φλας 128 KB. Το Maple Mini διαθέτει επίσης 20 KB RAM, είσοδο USB, LED, κουμπιά, χαρακτηριστικό για τα 34 IO, συν 12 PWM 16-bit και 9 αναλογικές εισόδους 12-bit.

Βήμα 4: Καρφίτσωμα

Εδώ φαίνεται το Maple Mini Pinout.

Βήμα 5: Εγκαταστήστε υποστήριξη για κάρτες ARM 32bit

Στο Arduino IDE, μεταβείτε στο Tools-> Board-> Board Manager…

Στο παράθυρο που ανοίγει, αναζητήστε πίνακες Arduino SAM και εγκαταστήστε πίνακες Arduino SAM (32-bit ARM Cortex-M3)

Βήμα 6: Βιβλιοθήκη Lora

Τώρα μεταβείτε στο Sketch-> Include Library-> Manage Libraries…

Αναζητήστε το LoRa και εγκαταστήστε το LoRa by Sandeep Mistry

Βήμα 7: SMT32 Arduino

Κατεβάστε το zip στη διεύθυνση

Αποσυμπιέστε και αντιγράψτε το φάκελο στο Documents / Arduino / hardware

Βήμα 8: Συναρμολόγηση

Εδώ μπορείτε να δείτε πόσο απλό είναι το σχέδιό μας. Συνδέω μέσω SPI τη μονάδα Ai-Thinker (LoRa) στο STM32.

Βήμα 9: Ρυθμίσεις

Μετά τη λήψη της πηγής

κωδικός, διαθέσιμος στο τέλος αυτού του άρθρου, μετά πηγαίνετε στο build. Στη συνέχεια, ακολουθήστε τα βήματα σε αυτήν την εικόνα.

Βήμα 10: Κωδικός με βάση το βίντεο αποστολής και λήψης ESP32 LoRa

Ο πηγαίος κώδικας που χρησιμοποιούμε σε αυτό το έργο είναι ο ίδιος που έχουμε ήδη χρησιμοποιήσει σε μια διάταξη με ένα ESP32, στο βίντεο: ESP32 LoRa με Arduino IDE: Αποστολή και λήψη TX RX, με μία εξαίρεση: δεν έχει οθόνη. Αυτό το μέρος του i2C έχει ήδη αφαιρεθεί από τον κώδικα που κατέβασα παρακάτω. Για να μάθετε πώς λειτουργεί αυτός ο κώδικας, απλώς παρακολουθήστε το βίντεο.

Βήμα 11: Αρχεία

Κατεβάστε τα αρχεία:

PDF

ΕΓΩ ΔΕΝ