Memperkenalkan LoRa™ !: 19 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

LoRa™ = Telemetri data nirkabel Jarak Jauh dan terkait dengan pendekatan modulasi data spektrum penyebaran nirkabel 2-arah VHF/UHF radikal yang baru-baru ini dikembangkan & diberi merek dagang (™) oleh Semtech - perusahaan elektronik multinasional AS (1960) yang telah lama berdiri. Lihat [1]=>

Teknologi di balik LoRa™ dikembangkan oleh Cycleo, sebuah perusahaan Prancis yang diakuisisi oleh Semtech pada tahun 2012. LoRa™ adalah hak milik, tetapi tampaknya menggunakan semacam "sederhana" CSS (Chirp Spread Spectrum) modulasi FM "sweeping frequency" daripada DSSS (Direct Sequence SS) atau FHSS (Frequency Hopping SS).

Situs web Semtech menyebutkan bahwa "Teknologi LoRa™ menawarkan keunggulan anggaran tautan 20dB dibandingkan dengan solusi yang ada, yang secara signifikan memperluas jangkauan aplikasi apa pun sambil memberikan konsumsi arus terendah untuk memaksimalkan masa pakai baterai."

Rentang yang diklaim biasanya x10 dari sistem data nirkabel UHF biasa. Ya -dibandingkan dengan penyiapan data pita sempit biasa, LoRa™ memberikan 100-an meter, bukan 10-an, beberapa 1000m, bukan hanya 100-an. Sihir!

LoRa™ agak rumit, karena menggunakan istilah dan memerlukan pengaturan yang mungkin asing bagi banyak pengguna "normal". Namun demikian, ditemukan kemungkinan untuk memverifikasi klaim dengan pengaturan sederhana - di sini menggunakan mikro PICAXE US$3 yang dipasangkan dari Inggris sebagai pengontrol. PICAXE hampir ideal untuk uji coba seperti itu karena diprogram dalam BASIC tingkat tinggi yang diinterpretasikan & overhead kecepatan eksekusi apa pun bersifat insidental untuk data LORA™ s-l-o-w !Lihat [2] => www.picaxe.com

Langkah 1: SX127x Semtech

Dalam beberapa dekade terakhir, & dibantu oleh pemrosesan PC yang murah, beragam mode digital cerdas telah dikembangkan (terutama oleh radio ham) untuk kerja HF frekuensi rendah (3-30MHz) di mana bandwidth sangat berharga. (Modulasi spektrum penyebaran lapar bandwidth biasanya ilegal pada frekuensi yang lebih rendah ini). Beberapa mode dapat menjangkau lautan dengan daya rendah (beberapa Watt) tetapi lambat & memerlukan perangkat lunak PC canggih untuk encoding/decoding, bersama dengan komunikasi yang sangat sensitif. penerima dan antena yang signifikan. Lihat [3] =>

Namun, IC RF VHF/UHF SX127x LoRa™ Semtech menampung hampir semua hal dalam chip sebesar kuku jempol pintar ~US$4!

* Pembaruan awal 2019: Semtech baru-baru ini meningkatkan seri SX127x, dengan modul berbasis SX126x baru mereka terlihat SANGAT bermanfaat. Lihat komentar lebih lanjut di akhir yang Dapat Diinstruksikan.

Semtech membuat beberapa variasi IC RF, dengan SX1278 menjadi frekuensi UHF yang lebih rendah agar sesuai dengan pengguna pita ISM 433 MHz. Frekuensi lebih tinggi Penawaran 800-900 MHz menarik untuk pekerjaan yang lebih profesional, meskipun pada frekuensi mendekati 1GHz ini, pukulan RF yang berkurang dan penyerapan jalur sinyal mungkin menjadi masalah. Namun frekuensi sub GHz memiliki noise yang lebih rendah, daya pancar yang lebih tinggi secara legal & antena gain tinggi yang lebih ringkas yang dapat mengimbangi ini.

Selain LoRa™.modulation (ditunjukkan dalam gambar), modul transceiver SX127x juga dapat menghasilkan FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK/OOK dan bahkan sinyal nada FM (Kode Morse !) yang sesuai dengan sistem lama. Lihat lembar data Semtech (131 halaman!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Catatan: HOPERF, perusahaan data nirkabel China yang sudah lama berdiri, menawarkan modul LoRa™ dengan IC RF96/97/98 "'7 a side" yang tampaknya mirip dengan SX127x Semtech. Namun tidak diketahui apakah ini hanya sumber ke-2 Asian LoRa™…

Langkah 2: LoRa™menyebarkan Manfaat Spektrum

Sistem SS (Spread Spectrum) bukanlah hal baru, tetapi kecanggihannya berarti terlalu mahal bagi banyak pengguna hingga pendekatan mikroelektronika modern berkembang. Karena teknik SS menawarkan gangguan yang signifikan dan kekebalan yang memudar, keamanan & transmisi "tidak terdeteksi", mereka telah lama menjadi domain militer - bahkan sejauh WW2. Periksa karya menakjubkan tahun 1940-an dari aktris bombshell Hedy Lamarr! [5] =>

Kemungkinan modulasi Chirp SS LoRa™, serta menikmati manfaat SS lainnya, juga dapat menawarkan kekebalan efek Doppler "frekuensi pergeseran" - mungkin signifikan dalam aplikasi radio satelit LEO (Low Earth Orbital) yang bergerak cepat. Lihat [6] =>

Tetapi -di dunia ini- sebagian besar perhatian muncul dari klaim yang dibuat oleh Semtech (& promosi 2014-2015 banyak lainnya -termasuk IBM & MicroChip!), bahwa perangkat LoRa™ spektrum penyebaran UHF rendah meningkatkan rentang setidaknya dalam urutan besarnya (x 10) melalui modul data NBFM (Narrow Band FM) tradisional di bawah kondisi dan pengaturan yang serupa.

Sebagian besar peningkatan jangkauan yang luar biasa ini tampaknya berasal dari kemampuan LoRa untuk bekerja DI BAWAH tingkat kebisingan. Dasar dari ini mungkin berhubungan dengan kebisingan yang acak (& karenanya membatalkan sendiri selama suatu periode), sementara sinyal dipesan (dengan banyak sampel sehingga "membangunnya"). Lihat konsep pada gambar selancar terlampir!

Meskipun pemancar tingkat mW "bau elektron berminyak" bertenaga sangat rendah mungkin layak (& pengaturan bertenaga baterai mungkin memiliki umur simpan yang hampir bertahun-tahun), namun kelemahan LoRa™ adalah bahwa tautan jarak jauh sinyal lemah mungkin terkait dengan kecepatan data yang sangat rendah (<1kbps). Ini mungkin tidak disengaja untuk pemantauan IoT (Internet of Things) sesekali dalam aplikasi yang melibatkan suhu, pembacaan meter, status & keamanan, dll.

Langkah 3: SIGFOX - Saingan IoT Berbasis Jaringan?

Mungkin saingan nirkabel LPWA (Low Power Wide Area) jarak jauh IoT terdekat LoRa™ adalah perusahaan Prancis SIGFOX [7] =>

Tidak seperti LoRa™ milik Semtech, perangkat SigFox adalah open source yang menyenangkan, NAMUN mereka membutuhkan jaringan penghubung khusus. Oleh karena itu, mereka menjadi tidak berguna, seperti halnya ponsel, ketika berada di luar jangkauan jaringan SigFox - faktor yang sangat menentukan di daerah terpencil (atau untuk banyak negara yang belum dilayani!). Biaya layanan yang sedang berlangsung atau kemajuan teknis yang melonjak dapat menjadi masalah juga - Layanan Internet nirkabel 900 MHz "Ricochet" dari Metricom akhir 90-an yang bernasib buruk muncul di benak [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28Internet…

Perangkat SigFox berbeda dari LoRa™ dalam menggunakan “saluran” radio UNB (ultra-narrowband) 100Hz, dengan modulasi BPSK (Binary Phase Shift Keying) pada 100bps. Pemancar serupa ramah baterai 10-25 mW, tetapi dalam lisensi bebas pita 868-902 MHz. Stasiun pangkalan atap, yang terhubung ke Internet melalui serat dll, memiliki penerima -142dBm yang sangat sensitif. Rentang 10 km dapat terjadi (sehingga mirip dengan LoRa™) - tautan data telah dilaporkan dari pesawat terbang tinggi dan kapal lepas pantai saat berada di dekat stasiun pangkalan SigFox.

Tetapi hanya pesan 12 byte, dibatasi hingga 6 pesan per jam, yang diizinkan. Informasi tiba dalam beberapa detik, tetapi jaringan SigFox tidak dapat mendukung komunikasi waktu nyata seperti otorisasi kartu kredit, dan sistem paling sesuai dengan "cuplikan" data yang dikirimkan beberapa kali sehari. Biasanya ini mungkin termasuk pembacaan meteran utilitas jarak jauh, pemantauan aliran & level, pelacakan aset, peringatan darurat atau tempat parkir mobil - yang terakhir adalah aset nyata!

Jaringan SigFox cukup sederhana dan dapat digunakan di sebagian kecil dari biaya sistem seluler tradisional. Spanyol & Prancis sudah mencakup ~1000 BTS (vs 15.000 untuk layanan seluler standar), dengan Belgia, Jerman, Belanda, Inggris (melalui Arqiva) dan Rusia segera menyusul. Percobaan juga sedang berlangsung di San Francisco, Sigfox tidak secara langsung membangun jaringan ini, tetapi kontrak dengan perusahaan lokal untuk menangani penyebaran stasiun pangkalan dan antena atap yang relatif sederhana.. Peluncuran dapat berlangsung cepat dan hemat biaya- mitra penyebaran mereka di Spanyol menghabiskan $5 juta untuk menyebarkan jaringan di seluruh negeri hanya dalam 7 bulan. Mitra lokal ini kemudian menjual kembali layanan IoT, dengan biaya pengguna akhir sekitar ~US$8 per tahun per perangkat.

Penyerapan pendekatan SigFox sangat dramatis, dengan penggalangan dana awal tahun 2015 yang berhasil mengumpulkan > US$100 juta. Saingan nirkabel TI/CC (Texas Instruments/ChipCon), yang baru saja bergabung dengan SigFox, sebenarnya menunjukkan bahwa Lora™ mungkin memiliki kelemahan - lihat [9] =>

Investigasi langsung di SigFox sulit ditemukan, tetapi lihat wawasan tingkat "Dapat Diinstruksikan" [10] =>

Bisa jadi kedua pendekatan itu akhirnya hidup berdampingan, seperti halnya radio 2 arah (= LoRa™) dan telepon seluler (= SigFox) untuk komunikasi tingkat suara. Saat ini (Mei 2015) LoRa™ jelas merupakan cara untuk menjelajahi kemungkinan nirkabel IoT jarak jauh- baca terus!

Langkah 4: Modul LoRa™ Cina -1

Meskipun merupakan penemuan UE, mesin SX127x LoRa™ Semtech telah sangat diminati oleh pabrikan Cina. Kemampuan LoRa untuk menembus gedung-gedung yang menghalangi di kota-kota Asia yang padat tidak diragukan lagi menarik.

Pabrikan di kota besar China, Shenzhen (dekat Hong Kong) sangat antusias, dengan penawaran yang dicatat dari "pembuat" seperti Dorji, Appcon, Ulike, Rion/Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech & GBan. Meskipun pinout antarmuka mereka agak berbeda, modul 2 chip "dimoderasi mikro" dari Dorji, Appcon, VoRice & NiceRF tampaknya hampir direkayasa dengan lencana.

Oleh karena itu, Googling ekstensif direkomendasikan bagi mereka yang membeli dalam jumlah besar, sampel, pengiriman gratis, wawasan teknis yang lebih jelas, akses yang lebih baik ke fitur/pin SX127x, kontrol yang lebih mudah, bobot yang lebih ringan, kemasan yang kokoh (gaya YTech'sE32-TTL-100), dll. seperti EBay, Alibaba atau Aliexpress [11]=>

Langkah 5: Modul LoRa™ Cina - 2

Berhati-hatilah bahwa modul chip tunggal yang lebih murah (< $US10) mengontrol SX1278 melalui SPI (Serial Peripheral Interface) yang terhubung dengan jam yang membosankan. Meskipun lebih besar & lebih mahal (~US$20), modul dua chip LoRa™ menggunakan MCU (mikrokontroler) on-board ke-2 untuk hubungan SX1278, dan biasanya jauh lebih mudah untuk dikonfigurasi & dikerjakan dengan cepat. Sebagian besar menawarkan penanganan data transparan TTL (Transistor Transistor Logic) standar industri yang ramah melalui pin RXD & TXD sederhana. LED merah & biru kecil biasanya dipasang pada modul TTL - berguna untuk wawasan TX/RX.

CATATAN: Penawaran 8 pin dapat menggunakan jarak pin 2mm daripada standar 2,54 mm (1/10 inci), yang dapat membatasi evaluasi papan tempat memotong roti tanpa solder.

Meskipun harga hampir dua kali lipat dari perangkat TTL LoRa™ mungkin menakutkan, skinflints dapat mempertimbangkan papan yang lebih murah (baik untuk membeli & mengirim) tanpa soket SMA & antena "bebek karet" yang cocok. Tentu saja tidak akan seprofesional itu, tetapi cambuk gelombang sederhana (panjang ~ 165mm) dapat dengan mudah dibuat dari kawat bekas. Ini bahkan dapat membuat antena "bebek karet" juga bekerja - terutama jika ditinggikan!

Secara keseluruhan (dan -mungkin cepat dipengaruhi oleh semakin banyak penawaran), pada saat penulisan (pertengahan April 2015) Dorji's433 MHz DRF1278DM tampaknya merupakan cara termudah untuk memulai dengan LoRa™. Namun akses pinout terbatas modul ini, penyesuaian level HEX & kebutuhan akan tegangan suplai yang lebih tinggi (3.4 -5.5V) mungkin menjadi batasan.

Langkah 6: Dorji DRF1278DM

Pembuat Cina Shenzhen Dorji menjual modul DRF1278DM yang diperintahkan mikro ini seharga ~US$20 masing-masing dari Tindie [12] =>

7 pin diberi jarak 2,54 mm yang ramah papan tempat memotong roti biasa (= 1/10 inci). Sebuah pasokan antara 3.4 - 5.5V diperlukan. Modul elektronik namun bekerja pada tegangan yang lebih rendah - ada regulator tegangan 3.2V di papan. Kebutuhan pasokan yang lebih tinggi ini menjengkelkan di era "3V" saat ini, karena meskipun ini sesuai dengan USB 5V (atau bahkan sel besar 3 x AA 1.5V), ini mencegah penggunaan sel koin Li 3V tunggal, dll. Regulator mungkin dapat dilewati?

Langkah 7: Adaptor USB DAC02

Adaptor USB - TTL murah (di sini DAC02 Dorji) dapat digunakan untuk konfigurasi modul melalui perangkat lunak PC "RF Tools". Modul secara mekanis agak tidak didukung saat dimasukkan, dan penggunaan berulang dapat menekankan pin…

Adaptor serupa berlimpah dengan harga yang sangat rendah, TETAPI sebelum digunakan, penting untuk terlebih dahulu memastikan fungsi pin pada adaptor cocok dengan yang ada di modul nirkabel! Jika tidak (dengan pertukaran VCC/GND yang umum) maka pendekatan lead terbang mungkin harus digunakan. Meskipun sedikit membosankan, ini juga bisa lebih fleksibel karena sesuai dengan konfigurasi. modul lain (lihat pengaturan transceiver HC-12) dan bahkan tampilan program terminal langsung pada PC.

Langkah 8: Alat Konfigurasi USB + Wawasan SF, BW, dan CR

Dengan ini layar khas dari USB yang mudah digunakan yang mengonfigurasi "Alat RF". Modul Dorji bekerja di luar kotak, tetapi pengaturan frekuensi dan daya setidaknya harus diubah untuk peraturan setempat. Banyak negara membatasi daya pemancar 433 MHz hingga 25 mW (~14 dBm) atau bahkan 10mW (10dBm) - ini masing-masing adalah pengaturan daya Dorji 5 & 3.

Pita ISM bebas lisensi, yang mencakup irisan ~1,7 MHz antara 433.050 - 434.790 MHz, TIDAK mengizinkan transmisi tepat pada 433.000 MHz !

Penanganan data transparan terlihat untungnya terjadi, yang berarti data serial apa pun yang dimasukkan pada akhirnya secara transparan diumpankan setelah transmisi "on air". Namun buffer 256 byte yang dikabarkan lebih mirip 176 byte (overhead CRC?), Beberapa pengaturan dengan alat Dorji sulit untuk ditafsirkan, dan perubahan "tertulis" juga tidak selalu terbukti diterima…

Unduh alat konfigurasi DRF_Tool_DRF1278D.rar Dorji (tercantum di dekat kolom "Sumberdaya" RHS bawah) melalui => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.htmlPeriksa wawasan yang beragam (terutama H. 9 -10) ke itu digunakan dan adaptor USB dll =>

Penjelasan istilah spread spectrum LoRa™: (N. B. Data rate berhubungan dengan BW & SF)

BW (Band Width dalam kHz): Meskipun hanya 10s kHz BW mungkin menarik, penting untuk dipahami bahwa kristal 32 MHz murah yang digunakan oleh banyak modul LoRa™ (Dorji & HOPERF dll) mungkin tidak sama persis dalam frekuensi. Penyimpangan dan penuaan terkait suhu juga dapat muncul. Pemilihan bandwidth yang lebih sempit karenanya dapat mencegah sinkronisasi modul kecuali tweaking kristal yang membosankan & regulasi termal digunakan. Meskipun pembuat modul LoRa™ Cina seperti Dorji merekomendasikan BW minimum 125 kHz, untuk sebagian besar tujuan BW yang lebih sempit dari 62,5 kHz seharusnya cukup baik. Lihat kolom tabel berbayang yang ditunjukkan pada Langkah 10.

SF (Spreading Factor "chip" sebagai log basis-2): Dalam sistem SS, setiap bit dalam urutan biner pseudo-acak dikenal sebagai "chip". Peningkatan dari 7 (2^7 = 128 chip pulsa per simbol) hingga batas 12 meningkatkan sensitivitas sebesar 3dB setiap langkah, tetapi kira-kira. setengah kecepatan data. Meskipun SF 11 (2^11 = 2048) 12dB lebih sensitif daripada SF7, kecepatan data turun (pada 62,5 kHz BW) dari ~2700 bps menjadi hanya 268 bps. Pemancar kecepatan data yang lambat juga bertahan lebih lama & dengan demikian juga dapat mengkonsumsi lebih banyak energi secara keseluruhan daripada pemancar yang mengirim data lebih cepat.

Namun kecepatan data yang sangat rendah mungkin dapat ditoleransi untuk pemantauan IoT (Internet of Things) sesekali tentu saja (& peningkatan energi baterai yang hampir habis), sementara peningkatan rentang x 4 bisa sangat bermanfaat!

CR (Ralat Coding Rate): Tes Inggris awal menggunakan CR 4/5. (Ini menunjukkan bahwa setiap 4 bit yang berguna dikodekan oleh 5 bit transmisi). Meningkatkan CR hingga 4/8 memperpanjang waktu transmisi hingga ~27%, tetapi meningkatkan penerimaan sebesar 1 hingga 1,5dBm, yang menunjukkan peningkatan kisaran potensial sekitar 12 hingga 18%. Tweak CR ini mungkin tidak akan memberikan keuntungan jangkauan yang menguntungkan seperti penambahan SF.

Sebagian besar uji coba NZ berada pada 434.000 MHz, data serial 2400 bps, SF7, 62.5kHz BW dan CR 4/5.

Langkah 9: Konfigurasi DRF1278DM Langsung

DRF1278DM juga dapat dikonfigurasi dari mikrokontroler eksternal - bahkan PICAXE-08 8 pin yang sederhana. Meskipun melibatkan pengkodean cryptic base 16 HEX, ini memungkinkan tweaking on board/on the fly daripada penghapusan modul berkelanjutan & konfigurasi adaptor USB. Lihat detail lengkap P.7-8 di Dorji. pdf. [13] =>

Meskipun menawarkan beragam fitur tidur, wawasan penyesuaian level HEX juga dapat diperoleh melalui lembar data APC-340 Appcon (hampir mirip) [14] =>

Terima kasih kepada sesama Kiwi Andrew "Brightspark" HORNBLOW dengan ini sebuah fragmen kode PICAXE-08M2 untuk memodulasi daya DRF1278DM TX menjadi jalur blip transmisi yang berundak. (Untuk wawasan jangkauan/daya yang lebih mudah, ini dapat dengan mudah dikaitkan dengan nada yang dihasilkan PICAXE ujung penerima juga). Namun perhatikan bahwa level TX 6 & 7 melebihi tunjangan NZ/Australia sebesar 25mW (~14dBm atau pengaturan 5). Wawasan Andrew muncul dari pemantauan / penyalinan dan tempel data serial hex mentah dari terminal.exe (alat teknik yang luar biasa [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) saat melihat serial obrolan data ke dan dari modul ketika tingkat daya RF diubah.

Langkah level daya Dorji = byte ke-4 dari ujung RH ($01, $02 dll) ditambah byte CS berikut (CheckSum $AB, $AC dll) hanya perlu di-tweak. Contoh kalimat kode PICAXE untuk memodifikasi level daya dengan cepat adalah sebagai berikut:

tunggu 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)

tunggu 2

Langkah 10: Estimasi & Hasil Kinerja

Modul data RFM98 berbasis PICAXE 28X2 434 MHz Semtech LoRa™ digunakan dalam uji coba yang dilakukan melalui tautan 750m di lingkungan perkotaan khas Inggris. Antena pemancar ditinggikan ~2½ m di tiang rendah, dengan penerima di tiang pendek ~1½ m – keduanya di atas tanah. Dengan kisaran lingkungan perkotaan padat 750m yang dikonfirmasi pada 10mW TX Inggris (menggunakan 500kHz BW & dengan demikian memberikan ~22kbps), maka pada 10,4kHz BW (atau 455 bps) sekitar 6 km terlihat layak dengan daya submW!

Mengkonfirmasi uji lapangan (dengan pengaturan SF7 & hanya BW 62,5 kHz) dibuat di Wellington (NZ) dengan modul Dorji DRF1278DM bertenaga baterai 3 x AA yang digerakkan oleh PICAXE-08M & antena serupa, tetapi pada "cat terik" Aus/NZ lebih tinggi 25mW (14dBm) daya TX. Tautan sinyal pinggiran kota, mungkin dibantu oleh lingkungan yang lebih terbuka dan bangunan kayu, secara konsisten dibuat sepanjang 3 - 10 km. (Karena gain 6dB menggandakan rentang LoS, maka daya ekstra 4dB ~x 1½. & karenanya rentang dapat meningkat dari yang tersirat di Inggris sebesar >1½ kali).

Langkah 11: Tata Letak Papan Tempat memotong roti

Tata letak papan tempat memotong roti (sebelumnya digunakan untuk modul GFSK "7020" Dorji) sesuai dengan pertukaran sederhana ke perangkat LoRa. Modulasi GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) sebelumnya telah dianggap sebagai pendekatan 433 MHz terbaik, sehingga sangat bermanfaat untuk membandingkan hasil penawaran "7020" dengan modul LoRa yang baru.

Langkah 12: Skema PICAXE

Baik RX & TX menggunakan tata letak yang hampir sama, meskipun kodenya agak berbeda. Meskipun secara alami menarik dan mudah dicapai dengan PICAXE, tidak ada upaya yang dilakukan pada tahap ini untuk memasuki mode tidur hemat energi. Penarikan arus dari 3 baterai xAA adalah ~15mA, berdenyut hingga ~50mA saat transmisi.

Langkah 13: Kode Pemancar PICAXE

Tentu saja kode ini dapat ditingkatkan dan dimodifikasi secara ekstensif, mungkin dengan menyelesaikan penundaan dan pembukaan. Saat ini pada dasarnya hanya mengeluarkan angka 0-100 yang maju. Karena uji coba hanya dimaksudkan untuk memverifikasi klaim jangkauan yang andal, tidak ada upaya yang dilakukan (dengan pemancar atau penerima) untuk mengaktifkan mode hemat daya.

Langkah 14: Kode & Tampilan Penerima PICAXE

Berikut kode penerima PICAXE terkait, dengan nilai numerik ditampilkan melalui terminal "F8" bawaan editor. Keindahan hitungan sederhana adalah bahwa urutan dapat dengan cepat dipindai secara visual & nilai-nilai yang hilang atau berawa mudah terlihat.

Langkah 15: Alat Bantu Penyetelan LoRa™RF yang Ramah Pengguna?

Karena pengaturan modul LoRa™ mungkin sulit untuk dipahami dan diverifikasi, sangat menyenangkan untuk menggunakan modul penerima ASK 433 MHz yang murah (& relatif broadband) sebagai alat bantu penyetelan sederhana.

Outlet NZ/Aus Jaycar menawarkan modul ZW3102 yang dapat dengan mudah dibujuk menjadi "tugas sniffer" agar sesuai dengan pemantauan sinyal yang dapat didengar. Saat dekat (<5 meter) ke transmisi LoRa™, sinyal keluar akan segera terdengar sebagai "goresan", sedangkan kecerahan LED yang terpasang berhubungan dengan RSSI (Indikasi Kekuatan Sinyal yang Diterima).

Modul serupa (& lebih murah) yang dibuat oleh Dorji ditampilkan di Instructable [16] =>

Langkah 16: Tes Lapangan- Wellington, Selandia Baru

Pengaturan pantai ini menunjukkan pengujian sebelumnya dengan modul GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) Dorji. Rentang kemudian dimaksimalkan pada ~1km dalam kondisi seperti itu, dan yang terbaik adalah ~300m melalui vegetasi ringan & bangunan berbingkai kayu lokalitas. Hubungan lintas pelabuhan hanya dimungkinkan ketika pemancar dinaikkan secara signifikan sekitar 100m di tempat melihat sarang elang di lereng bukit di belakang.

Sebaliknya, modul LoRa Dorji dengan daya 25mW yang sama "membanjiri" pinggiran kota, dengan transmisi setinggi lengan (~2,4m) yang dapat dideteksi secara andal hingga ~3km jarak dekat, 6km di "titik manis" tanjung dan bahkan 10km permukaan LOS melintasi pelabuhan. Penerimaan hanya berhenti ketika berada di teluk di belakang tanjung berbatu (terlihat di latar belakang). Pengaturan LoRa adalah, BW 62.5kHz, SR 7, CR 4/5 dan daya TX 25mW (14dBm) menjadi antena vertikal omnidirectional gelombang.

Langkah 17: Uji LoRa Inggris Versus FSK - 40km LoS (Line of Sight)

Berkat Stuart Robinson (radio ham GW7HPW) yang berbasis di Cardiff, uji perbandingan FSK (Frequency shift keying) versus LoRa™ dilakukan pada jarak 40km yang ditinggikan melintasi Selat Bristol Inggris. Lihat gambar.

Wilayah ini agak bersejarah nirkabel seperti pada tahun 1897 Marconi melakukan tes "jarak jauh" pertamanya (6 - 9km menggunakan pemancar percikan listrik!) di dekatnya [17] =>

Hasil Stuart berbicara sendiri - tautan data LoRa™ sangat dimungkinkan pada tahun 2014 dengan daya yang sangat kecil yang dibutuhkan untuk modul Hope RFM22BFSK yang sebelumnya sangat dihormati!

Sebuah RFM22B yang dikendalikan PICAXE-40X2 sebenarnya masih mengorbit di $ 50 sat yang terhormat, dengan sinyal ground yang lemah terdeteksi saat lewat di LEO (Low Earth Orbital) 100-an km di atas. (Modul LoRa™ tidak tersedia pada waktu peluncuran 2013) [18] =>)

Langkah 18: Tes Wilayah Lainnya

Link yang berhasil dibuat lebih dari 22km LoS (Line of Sight) di Spanyol & beberapa km di perkotaan Hongaria.

Periksa promosi Libelium yang menunjukkan manfaat teknologi ~900MHz[19] =>https://www.libelium.com/extreme-range-wireless-sen…

Langkah 19: Penerima & Tautan LoRa

Uji coba UK HAB (High Altitude Ballooning) memberikan cakupan LoRa™ 2 arah hingga 240 km. Menurunkan kecepatan data dari 1000bps ke 100bps akan memungkinkan jangkauan sampai ke cakrawala radio, yang mungkin berjarak 600 km pada ketinggian 6000-8000m yang khas dari balon-balon ini. Pelacakan balon dapat dilakukan melalui GPS on board - periksa dokumentasi HAB & LoRa™ yang ekstensif di [20] =>

Penerima LoRa untuk pekerjaan satelit HAB & LEO masa depan sedang dalam pengembangan - detail menyusul.

Ringkasan: LoRa™ sedang berkembang sebagai teknologi yang mengganggu, terutama untuk aplikasi jaringan nirkabel IoT (Internet of Things) yang baru muncul - dan banyak dihipnotis. Tetap terinformasi melalui situs Aliansi LoRa [21] =>

Penafian & penghargaan: Akun ini pada dasarnya dimaksudkan sebagai informasi awal/penyelidikan & kompilasi -yang tampaknya- mengubah teknologi data nirkabel UHF. Meskipun menerima sampel gratis (!), saya tidak memiliki tautan komersial dengan pembuat LoRa™ mana pun yang disebutkan. Jangan ragu untuk "menyalin ke kiri" materi ini - terutama untuk penggunaan pendidikan - tetapi kredit situs tentu saja dihargai.

Catatan: Beberapa gambar telah bersumber dari web, yang (jika tidak dirujuk) kredit apresiatif dengan ini diperpanjang.

Stan SWAN => [email protected] Wellington, Selandia Baru. (ZL2APS -sejak 1967).

Tautan: (Per 15 Mei 2015)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]