ESP32 LoRa: می توانید تا 6.5 کیلومتر برسید: 8 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

6.5 کیلومتر! این نتیجه آزمایش انتقال بود که من با ESP32 OLED TTGO LoRa32 انجام دادم ، و امروز در این مورد بیشتر با شما بحث خواهم کرد. از آنجایی که مدلی که استفاده کردم در ابتدا دارای آنتن بود که من آن را بد می دانم ، ترجیح دادم از مدل آنتن دیگری با افزایش 5 دسی بل در آزمایش استفاده کنم. بنابراین ، علاوه بر صحبت در مورد محدوده ای که در آزمایش خود داشتیم ، علل از دست دادن قدرت سیگنال را مورد بحث قرار خواهیم داد. ما همچنین هنگام دریافت این سیگنال ، تأثیرات محیطی (زمین ، موانع و موارد دیگر) را به صورت کیفی ارزیابی می کنیم.

مرحله 1: منابع مورد استفاده

• 2 ماژول ESP32 OLED TTG LoRa32

• 2 آنتن موج UHF 5/8 900 مگاهرتز - AP3900

• منبع تغذیه قابل حمل 2 x 5V

(بسته باتری با تنظیم کننده ولتاژ قابل تنظیم)

یک صفحه اطلاعات آنتن از طریق پیوند نشان داده شده است:

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

این پیوند دوم برای کسانی است که از من پیشنهاداتی در مورد محل خرید آنتن ها خواسته اند:

آنتن ها

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

پایه آنتن:

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

***** "توجه ، ما کانکتور کارخانه SMA نر را برای اتصال با دم خوک تغییر دادیم"

مرحله 2: آنتن ها

در این تصاویر ، برگه داده آنتن و نمودار عملکرد آن را نشان می دهم.

• ما همچنین از دو آنتن موج 900 مگاهرتز UHF 5/8 تلفن همراه استفاده می کنیم

• یکی از آنتن ها روی سقف خودرو و دیگری روی فرستنده نصب شده بود

مرحله 3: رسیدن به آزمون

در اولین آزمایش خود ، ما به محدوده سیگنال 6.5 کیلومتر دست یافتیم. ما یکی از آنتن ها را در بالای ساختمان ، در نقطه C قرار دادیم و 6.5 کیلومتر را در منطقه ای شهری پیاده روی کردیم که به طور پیوسته روستایی شد. اشاره می کنم که در میانه راه ، در زمان های مختلف ، سیگنال را از دست دادیم.

چرا این اتفاق می افتد؟ از آنجا که ما دارای تأثیرات توپولوژی هستیم ، که ویژگی های فضای سفر شده در رابطه با تغییرات جغرافیایی است. مثال: اگر در وسط جاده تپه ای داشته باشیم ، سیگنال ما از آن عبور نمی کند و سیگنال خرابی خواهیم داشت.

من به شما یادآوری می کنم که این با زمانی که از LoRa در شعاع 400 متر استفاده می کنید متفاوت است ، زیرا دسترسی شما در این فضا بسیار بالا است ، به عنوان مثال توانایی عبور از دیوارها. با افزایش این فاصله ، موانع ممکن است باعث تداخل شوند.

مرحله 4: آزمایش دوم

ما آزمایش دوم را انجام دادیم و این بار به جای آنتن دهی در بالای ساختمان ، در سطح زمین بالای یک دروازه قرار داشت. آنتن دوم را داخل ماشین گذاشتم و شروع به رانندگی کردم. نتیجه رسیدن به محدوده 4.7 کیلومتر بود. هم این فاصله و هم اولین مسیری که ثبت کردیم (6.5 کیلومتر) از محدوده بیان شده توسط Heltec (پیش بینی شده در 3.6 کیلومتر) فراتر رفت. مهم است که به یاد داشته باشید که ما فقط از دو TTGO که باتری آنها از طریق تنظیم کننده های ولتاژ تغذیه می کند ، استفاده کردیم.

مرحله 5: هزینه پیوند در DB

هزینه پیوند مفهوم بسیار جالبی است. این به شما این امکان را می دهد که چگونه انرژی در طول انتقال از بین می رود و در کجا اقدامات اصلاحی باید برای بهبود پیوند اولویت بندی شود.

ایده این است که میزان سیگنال ارسال شده را با در نظر گرفتن سود و زیان سیگنال در این فرایند ، اندازه گیری کنید ، یا:

توان دریافتی (دسی بل) = توان انتقال داده (دسی بل) + افزایش (دسی بل) - ضرر (دسی بل)

برای یک پیوند رادیویی ساده ، می توانیم 7 قسمت مهم را برای تعیین قدرت دریافتی مشخص کنیم:

1 - قدرت فرستنده (+) T

2 - تلفات خط انتقال به آنتن (-) L1

3 - افزایش آنتن (+) A1

4 - تلفات در انتشار موج (-) P

5 - تلفات ناشی از عوامل دیگر (-) D

6 - افزایش آنتن دریافت کننده (+) A2

7 - تلفات در خط انتقال به گیرنده (-) L2

توان دریافتی = T - L1 + A1 - P - D + A2 - L2

با حفظ مقادیر در dBm و dBi ، نمودارها را می توان به طور مستقیم خلاصه و از آن کم کرد. برای انجام این محاسبات ، می توانید ماشین حساب های آنلاین را پیدا کنید که به شما کمک می کند مقادیر را در عبارت وارد کنید.

علاوه بر این ، برخی منابع در مورد تضعیف برخی از کابل های تجاری دارند. این امکان محاسبه آسان تر را فراهم می کند.

شما می توانید یک ماشین حساب مانند این را در آدرس زیر پیدا کنید:

مرحله 6: تأثیر موانع

علاوه بر اتخاذ اقدامات احتیاطی مناسب برای اجتناب از تلفات در قسمتهای اصلی مدارهای فرستنده و گیرنده ، یکی دیگر از عواملی که نباید نادیده گرفته شود خط دید روشن بین فرستنده و گیرنده است.

حتی با بهینه سازی رابطه بین سود و زیان ، موانعی مانند ساختمان ها ، سقف ها ، درختان ، تپه ها و سازه ها ، از جمله موارد دیگر ، می توانند سیگنال را قطع کنند.

اگرچه محاسبه انتشار موج را در نظر می گیرد ، اما انتقال مستقیم بدون موانع را پیش فرض می کند.

مرحله 7: آزمایش اضافی

این آزمایش زیر ، که به 800 متر رسید ، با نگه داشتن فرستنده و آنتن در یک برج کوچک ، که روی نقشه با برچسب "فرستنده" مشخص شده بود ، انجام شد. با استفاده از یک گیرنده ، مسیر (به رنگ بنفش) اجرا شد.نقاط مشخص شده نشان دهنده نقاطی با استقبال خوب است.

ما نقاط را با استفاده از نقشه توپولوژیکی منطقه بررسی کردیم و در واقع ، ارتفاع تقریبی است. داده ها در تصویر زیر نشان داده شده و در این سایت قابل دسترسی است:

همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است ، دره ای وجود دارد که عملاً هیچ مانعی در منطقه بین دو نقطه وجود ندارد.

مرحله 8: نتیجه گیری

این آزمایش ها به LoRa اطمینان بیشتری به من داد ، زیرا از نتایج به دست آمده بسیار راضی بودم. با این حال ، من اشاره می کنم که آنتن های دیگری نیز وجود دارند که می توانند به ما قدرت دسترسی بیشتری بدهند. این بدان معناست که ما برای ویدیوهای بعدی چالش های جدیدی داریم.