Presentazione di LoRa™!: 19 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

LoRa™ = telemetria dati wireless a lungo raggio e si riferisce a un approccio radicale di modulazione dei dati a spettro diffuso wireless VHF/UHF a 2 vie che è stato recentemente sviluppato e registrato (™) da Semtech - una società di elettronica multinazionale statunitense di lunga data (1960). Fare riferimento [1]=>

La tecnologia alla base di LoRa™ è stata sviluppata da Cycleo, una società francese acquisita da Semtech nel 2012. LoRa™ è proprietario, ma sembra utilizzare una sorta di modulazione "sweeping frequency" FM pulsata CSS (Chirp Spread Spectrum) più "semplice" piuttosto che DSSS (Sequenza Diretta SS) o FHSS (Frequency Hopping SS).

Il sito web di Semtech afferma che "la tecnologia LoRa™ offre un vantaggio di budget di collegamento di 20 dB rispetto alle soluzioni esistenti, che estende in modo significativo la portata di qualsiasi applicazione fornendo al contempo il minor consumo di corrente per massimizzare la durata della batteria".

Gli intervalli dichiarati sono in genere x10 rispetto ai normali sistemi di dati wireless UHF. Sì, rispetto alle normali configurazioni di dati a banda stretta LoRa™ fornisce centinaia di metri anziché 10, diversi 1000 m anziché solo 100. Magia !

LoRa™ è un po' complicato, in quanto utilizza termini e richiede impostazioni che probabilmente non sono familiari a molti utenti "normali". Tuttavia, è stato riscontrato che è possibile verificare le affermazioni con semplici configurazioni, utilizzando qui micro PICAXE da 3 dollari statunitensi accoppiati provenienti dal Regno Unito come controller. I PICAXE sono quasi l'ideale per tali prove in quanto sono programmati in BASIC interpretato di alto livello e qualsiasi sovraccarico di velocità di esecuzione è incidentale per i dati LORA™ s-l-o-w! Fare riferimento [2] => www.picaxe.com

Passaggio 1: SX127x di Semtech

Negli ultimi decenni, e aiutati dall'elaborazione a basso costo del PC, sono state sviluppate diverse modalità digitali intelligenti (specialmente dai radioamatori) per lavori HF a bassa frequenza (3-30 MHz) in cui la larghezza di banda è preziosa. (La modulazione dello spettro diffuso affamata di larghezza di banda è solitamente illegale su queste frequenze più basse). Alcune modalità possono estendersi sugli oceani con una bassa potenza (pochi watt) ma sono lente e richiedono un sofisticato software per PC per la codifica/decodifica, insieme a comunicazioni molto sensibili. ricevitori e antenna significativa. Fare riferimento a [3] =>

I circuiti integrati RF VHF/UHF SX127x LoRa™ di Semtech, tuttavia, ospitano quasi tutto all'interno di un chip intelligente da circa 4 USD!

* Aggiornamento all'inizio del 2019: Semtech ha recentemente aggiornato la serie SX127x, con i suoi nuovi moduli basati su SX126x che sembrano MOLTO utili. Fare riferimento a ulteriori commenti alla fine di Instructable.

Semtech realizza diverse varianti di circuiti integrati RF, con l'SX1278 che ha una frequenza UHF inferiore inclinata per adattarsi agli utenti della banda ISM a 433 MHz. Frequenza più alta Le offerte a 800-900 MHz attraggono per un lavoro più professionale, sebbene a queste frequenze vicine a 1 GHz il punch RF ridotto e l'assorbimento del percorso del segnale possano essere un problema. Le frequenze sub GHz, tuttavia, hanno un rumore inferiore, una potenza di trasmissione legalmente maggiore e un'antenna ad alto guadagno più compatta che può compensare questo.

Oltre a LoRa™.modulation (mostrato nella foto), i moduli ricetrasmettitore SX127x possono anche produrre segnali FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK/OOK e persino segnali di tono FM (codice Morse!) per adattarsi ai sistemi legacy. Fare riferimento alle schede tecniche Semtech (131 pagine!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Nota: HOPERF, un'azienda cinese di dati wireless di lunga data, offre moduli LoRa™ con un circuito integrato RF96/97/98 "'7 a side" che sembra simile all'SX127x di Semtech. Non è noto, tuttavia, se si tratta solo di una seconda fonte di LoRa™ asiatica…

Passaggio 2: vantaggi dello spettro di diffusione LoRa™

I sistemi SS (Spread Spectrum) non sono nuovi, ma la loro sofisticatezza significava che erano troppo costosi per molti utenti fino all'evoluzione dei moderni approcci microelettronici. Poiché le tecniche delle SS offrono significative interferenze e sbiadimento dell'immunità, sicurezza e trasmissioni "non rilevabili", sono state a lungo dominio dei militari, anche nella seconda guerra mondiale. Dai un'occhiata al fantastico lavoro degli anni '40 dell'attrice bomba Hedy Lamarr! [5] =>

La probabile modulazione Chirp SS di LoRa™, oltre a godere di altri benefici SS, può offrire anche l'immunità alla "frequenza di spostamento" dell'effetto Doppler, forse significativa nelle applicazioni radio satellitari LEO (Low Earth Orbital) in rapido movimento. Vedi [6] =>

Ma -qui sulla terra- la maggior parte dell'attenzione deriva dalle affermazioni fatte da Semtech (e dalla promozione 2014-2015 di molti altri -IBM e MicroChip inclusi!), che i dispositivi LoRa™ a basso spettro diffuso UHF aumentano le gamme di almeno un ordine di grandezza (x 10) sui tradizionali moduli dati NBFM (Narrow Band FM) in condizioni e configurazioni simili.

Gran parte di questo incredibile aumento della gamma sembra provenire dalla capacità di LoRa di lavorare SOTTO il livello di rumore. La base di ciò può riguardare il fatto che il rumore è casuale (e quindi si annulla automaticamente per un periodo), mentre un segnale è ordinato (con più campioni che lo "costruiscono"). Riferisca il concetto all'immagine di surf allegata!

Sebbene i trasmettitori di livello mW "odore di elettrone oleoso" a potenza molto bassa possano quindi essere fattibili (e le configurazioni alimentate a batteria possono avere una durata di conservazione di forse anni), l'aspetto negativo di LoRa™ è tuttavia che i collegamenti a lungo raggio a segnale debole possono essere associati con velocità di trasmissione dati molto basse (<1 kbps). Ciò può essere accidentale per il monitoraggio occasionale di IoT (Internet of Things) in applicazioni che coinvolgono temperature, lettura dei contatori, stato e sicurezza, ecc.

Fase 3: SIGFOX - Rivale IoT basato sulla rete?

Forse il rivale wireless IoT a lungo raggio LPWA (Low Power Wide Area) più vicino di LoRa™ è la società francese SIGFOX [7] =>

A differenza del LoRa™ proprietario di Semtech, i dispositivi SigFox sono piacevolmente open source, MA richiedono una rete di collegamento specializzata. Diventano quindi inutili, proprio come i telefoni cellulari, quando fuori dalla copertura della rete SigFox - un fattore particolarmente significativo nelle regioni remote (o per i molti paesi non ancora serviti!). Anche i costi del servizio in corso o l'aumento del progresso tecnico possono diventare un problema: viene in mente lo sfortunato servizio Internet wireless "Ricochet" a 900 MHz di Metricom della fine degli anni '90 [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28Internet…

I dispositivi SigFox differiscono da LoRa™ nell'utilizzo di "canali" radio UNB (banda ultra stretta) a 100 Hz, con modulazione BPSK (Binary Phase Shift Keying) a 100 bps. I trasmettitori sono simili alla batteria 10-25 mW, ma nelle bande 868-902 MHz senza licenza. Le stazioni base sul tetto, che si collegano a Internet tramite fibra, ecc., hanno ricevitori ultra sensibili da -142 dBm. Possono risultare distanze di 10 di km (quindi simili a LoRa™) - sono stati segnalati collegamenti dati da velivoli ad alta quota e navi offshore in prossimità delle stazioni base SigFox.

Ma sono consentiti solo messaggi di 12 byte, limitati a 6 messaggi all'ora. Le informazioni arrivano in pochi secondi, ma la rete SigFox non può supportare comunicazioni in tempo reale come le autorizzazioni delle carte di credito e il sistema si adatta meglio agli "snippet" di dati trasmessi alcune volte al giorno. In genere questi possono includere la lettura remota dei contatori delle utenze, il monitoraggio del flusso e del livello, il monitoraggio delle risorse, gli avvisi di emergenza o i parcheggi auto - quest'ultimo una vera risorsa!

Le reti SigFox sono abbastanza semplici e possono essere implementate a una frazione del costo di un sistema cellulare tradizionale. Spagna e Francia sono già coperte da circa 1000 stazioni base (vs 15.000 per il servizio cellulare standard), seguiranno presto Belgio, Germania, Paesi Bassi, Regno Unito (tramite Arqiva) e Russia. Le prove sono in corso anche a San Francisco, Sigfox, tuttavia, non costruisce direttamente queste reti, ma stipula contratti con società locali per gestire l'implementazione relativamente semplice di stazioni base e antenne sul tetto.. L'implementazione può essere rapida ed economica: il loro partner di distribuzione in Spagna ha speso $ 5 milioni per implementare una rete in tutto il paese in soli 7 mesi. Questi partner locali poi rivendono i servizi IoT, a un costo per l'utente finale di circa 8 dollari l'anno per dispositivo.

L'adozione dell'approccio SigFox è stata drammatica, con una raccolta di fondi all'inizio del 2015 > 100 milioni di dollari. I rivali wireless TI/CC (Texas Instruments/ChipCon), che si sono recentemente uniti a SigFox, indicano infatti che Lora™ potrebbe avere dei punti deboli - vedi [9] =>

Le indagini pratiche su SigFox sono state difficili da individuare, ma vedere approfondimenti di livello "Instructable" [10] =>

Potrebbe essere che alla fine entrambi gli approcci coesistano, così come le radio a 2 vie (= LoRa™) e i telefoni cellulari (= SigFox) per le comunicazioni a livello vocale. Al momento (maggio 2015) LoRa™ è sicuramente IL modo per esplorare le possibilità wireless IoT a lungo raggio: continua a leggere!

Passaggio 4: moduli cinesi LoRa™ -1

Sebbene siano un'invenzione dell'UE, i motori SX127x LoRa™ di Semtech sono stati accolti con grande entusiasmo dai produttori cinesi. La capacità di LoRa di colpire gli edifici che ostruiscono nelle affollate città asiatiche è stata senza dubbio allettante.

I produttori della mega e-city cinese di Shenzhen (vicino a Hong Kong) sono stati particolarmente entusiasti, con offerte notate da "maker" come Dorji, Appcon, Ulike, Rion/Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech e GBan. Sebbene la piedinatura dell'interfaccia differisca in qualche modo, i moduli a 2 chip "micro moderati" di Dorji, Appcon, VoRice e NiceRF sembrano quasi ingegnerizzati.

L'ampia ricerca su Google è quindi consigliata per coloro che dopo l'acquisto all'ingrosso, campioni, spedizione gratuita, approfondimenti tecnici più lucidi, migliore accesso alle funzionalità/pin SX127x, controllo più semplice, peso più leggero, imballaggio robusto (stile YTech'sE32-TTL-100) ecc. artisti del calibro di eBay, Alibaba o Aliexpress [11] =>

Passaggio 5: moduli cinesi LoRa™ - 2

Tieni presente che i moduli a chip singolo più economici (< $ 10) controllano l'SX1278 tramite un noioso SPI (Serial Peripheral Interface) collegato al clock. Sebbene siano più grandi e più costosi (~US $ 20), i moduli LoRa™ a due chip utilizzano un secondo MCU (microcontrollore) integrato per il collegamento SX1278 e di solito sono molto più facili da configurare e utilizzare al volo. La maggior parte offre una gestione trasparente dei dati TTL (Transistor Transistor Logic) standard del settore tramite semplici pin RXD e TXD. I piccoli LED rossi e blu sono solitamente montati a bordo dei moduli TTL, utili per approfondimenti TX/RX.

NOTA: le offerte a 8 pin possono utilizzare una spaziatura dei pin di 2 mm anziché quella standard di 2,54 mm (1/10 di pollice), il che potrebbe limitare la valutazione della breadboard senza saldatura.

Sebbene il quasi raddoppio del prezzo dei dispositivi TTL LoRa™ possa essere scoraggiante, gli skinflints potrebbero prendere in considerazione schede più economiche (sia da acquistare che da spedire) senza la presa SMA e l'antenna "rubber ducky" corrispondente. Ovviamente non sarà così professionale, ma una semplice frusta a d'onda (~ 165 mm di lunghezza) può essere facilmente realizzata con un filo di scarto. Questo potrebbe anche rendere più performante l'antenna "rubber ducky", specialmente se elevata!

Nel complesso (e -sigh- probabilmente rapidamente influenzato dalle offerte sempre più numerose), al momento della stesura (metà aprile 2015) il DRF1278DM a 433 MHz di Dorji sembra il modo più semplice per iniziare con LoRa™. Tuttavia, l'accesso limitato al pinout di questo modulo, il tweaking del livello HEX e la necessità di tensioni di alimentazione più elevate (3,4 -5,5 V) possono essere una limitazione.

Passaggio 6: Dorji DRF1278DM

Il produttore cinese Shenzhen Dorji vende questi moduli DRF1278DM microcomandati per ~US $ 20 ciascuno da Tindie [12] =>

I 7 pin sono distanziati dei soliti breadboard di 2,54 mm (= 1/10 di pollice). È necessaria un'alimentazione tra 3,4 - 5,5 V. L'elettronica del modulo, tuttavia, funziona a tensioni inferiori: c'è un regolatore di tensione a bordo da 3,2 V. Questa maggiore necessità di alimentazione è fastidiosa nell'odierna era "3V", poiché sebbene si adatti a USB 5V (o anche ingombranti 3 x AA 1.5V celle), impedisce l'uso di singole celle a bottone da 3V Li ecc. Il regolatore potrebbe forse essere bypassato?

Passaggio 7: adattatore USB DAC02

Un economico adattatore USB - TTL (qui il DAC02 di Dorji) può essere utilizzato per la configurazione del modulo tramite il software per PC "RF Tools". Tuttavia, i moduli sono meccanicamente piuttosto non supportati quando vengono inseriti e l'uso ripetuto può stressare i pin…

Adattatori simili abbondano a prezzi molto bassi, MA prima dell'uso è essenziale assicurarsi che le funzioni dei pin sull'adattatore corrispondano a quelle del modulo wireless! Se non lo fanno (con gli scambi VCC/GND comuni) allora potrebbe essere necessario utilizzare approcci volanti. Anche se un po' noiosi, questi possono anche essere più versatili in quanto si adattano alla configurazione. di altri moduli (fare riferimento alla configurazione del ricetrasmettitore HC-12) e persino la visualizzazione diretta del programma del terminale su un PC.

Passaggio 8: strumenti di configurazione USB + approfondimenti su SF, BW e CR

Di seguito le schermate tipiche della configurazione USB user friendly "RF Tools". I moduli Dorji hanno funzionato immediatamente, ma le impostazioni di frequenza e potenza dovrebbero essere almeno modificate per le normative locali. Molti paesi limitano la potenza del trasmettitore a 433 MHz a 25 mW (~14 dBm) o addirittura 10 mW (10 dBm) - queste sono rispettivamente le impostazioni di potenza Dorji 5 e 3.

La banda ISM senza licenza, che copre una fetta di ~1.7 MHz tra 433.050 - 434.790 MHz, NON consente nemmeno trasmissioni esattamente su 433.000 MHz!

La gestione dei dati trasparente sembra fortunatamente avvenuta, il che significa che qualsiasi dato seriale viene inserito viene alla fine emesso in modo trasparente e dentario dopo la trasmissione "on air". Tuttavia, il presunto buffer da 256 byte sembrava più simile a 176 byte (overhead CRC?), alcune impostazioni con lo strumento Dorji erano difficili da interpretare e nemmeno le modifiche "scritte" erano sempre state accettate …

Scarica lo strumento di configurazione DRF_Tool_DRF1278D.rar di Dorji (elencato nella parte inferiore della colonna "Risorse" di RHS) tramite => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.htmlControlla diversi approfondimenti (in particolare P. 9 -10) in è uso e adattatori USB ecc =>

Spiegazione dei termini dello spettro diffuso LoRa™: (N. B. La velocità dei dati si riferisce a BW e SF)

BW (larghezza di banda in kHz): anche se solo 10 s di kHz BW possono piacere, è importante apprezzare che i cristalli economici a 32 MHz utilizzati da molti moduli LoRa™ (Dorji e HOPERF ecc.) potrebbero non corrispondere esattamente in frequenza. Possono anche verificarsi derive dovute alla temperatura e all'invecchiamento. La selezione di larghezze di banda più strette può quindi impedire la sincronizzazione del modulo a meno che non vengano impiegati noiosi aggiustamenti dei cristalli e regolazione termica. Sebbene i produttori cinesi di moduli LoRa™ come Dorji raccomandino un BW minimo di 125 kHz, per la maggior parte degli scopi un BW più stretto di 62,5 kHz dovrebbe essere abbastanza corretto. Fare riferimento alla colonna della tabella ombreggiata mostrata nel passaggio 10.

SF (Spreading Factor "chips" come log in base 2): nei sistemi SS ogni bit nella sequenza binaria pseudo-casuale è noto come "chip". L'incremento da 7 (2^7 = 128 impulsi chip per simbolo) fino al limite di 12 migliora la sensibilità di 3dB ad ogni passo, ma ca. dimezza la velocità dei dati. Sebbene quindi un SF di 11 (2^11 = 2048) sia 12dB più sensibile di SF7, la velocità di trasmissione dati scende (a 62,5 kHz BW) da ~2700 bps a soli 268 bps. Anche i trasmettitori a bassa velocità di trasmissione rimangono accesi più a lungo e quindi possono anche consumare più energia in generale rispetto ai trasmettitori che inviano dati più veloci.

Tuttavia, velocità di trasmissione dati molto basse possono essere tollerabili per il monitoraggio occasionale dell'IoT (Internet of Things) ovviamente (e l'aumento del consumo di energia della batteria quasi accidentale), mentre l'aumento della portata x 4 potrebbe essere estremamente utile!

CR (tasso di codifica degli errori): i test iniziali del Regno Unito hanno utilizzato un CR di 4/5. (Questo denota che ogni 4 bit utili sono codificati da 5 bit di trasmissione). L'aumento del CR a 4/8 allunga il tempo di trasmissione di circa il 27%, ma migliora la ricezione da 1 a 1,5 dBm, rappresentando un potenziale miglioramento della gamma da circa il 12 al 18%. Questo tweak CR probabilmente non darà un guadagno di gamma così vantaggioso come l'incremento dell'SF.

La maggior parte delle prove in Nuova Zelanda erano a 434.000 MHz, dati seriali a 2400 bps, SF7, BW a 62,5 kHz e CR 4/5.

Passaggio 9: configurazione DRF1278DM diretta

Il DRF1278DM può anche essere configurato da un microcontrollore esterno, anche un modesto PICAXE-08 a 8 pin. Sebbene implichi una codifica criptica 16 HEX di base, ciò consente modifiche a bordo / al volo piuttosto che la rimozione continua del modulo e la configurazione dell'adattatore USB. Fare riferimento a tutti i dettagli P.7-8 al Dorji. PDF. [13] =>

Sebbene offra diverse funzioni per il sonno, è possibile ottenere informazioni dettagliate sulla modifica del livello HEX tramite i fogli dati APC-340 di Appcon (quasi simili) [14] =>

Grazie al collega Kiwi Andrew "Brightspark" HORNBLOW con la presente un frammento di codice PICAXE-08M2 per modulare la potenza del DRF1278DM TX in una rampa a gradini di blip di trasmissione. (Per informazioni più semplici sulla portata/potenza, questi potrebbero essere facilmente associati anche ai toni generati da PICAXE del ricevitore). Si noti tuttavia che i livelli TX 6 e 7 superano la tolleranza NZ/Australia di 25 mW (~14dBm o impostazione 5). Le intuizioni di Andrew sono scaturite dal monitoraggio / copia e incolla dei dati seriali esadecimali grezzi da terminal.exe (un superbo strumento di ingegneria [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) durante la visualizzazione del seriale chiacchiere di dati da e verso i moduli quando viene modificato il livello di potenza RF.

Il livello di potenza Dorji = 4th byte dall'estremità RH ($ 01, $ 02 ecc.) Più il seguente byte CS (CheckSum $ AB, $ AC ecc.) Le frasi di codice PICAXE di esempio per modificare il livello di potenza al volo sono le seguenti:

aspetta 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)

aspetta 2

Passaggio 10: stime e risultati delle prestazioni

I moduli dati RFM98 basati su PICAXE 28X2 HOPERF 434 MHz basati su Semtech LoRa™ sono stati utilizzati in prove condotte su un collegamento di 750 m in un tipico ambiente urbano del Regno Unito. L'antenna del trasmettitore è stata elevata ~ 2½ m su un albero basso, con il ricevitore su un palo corto ~ 1½ m - entrambi fuori terra. Con una gamma confermata di ambiente urbano denso di 750 m a 10 mW TX del Regno Unito (usando 500kHz BW e quindi dando ~22kbps), quindi a 10,4kHz BW (o 455 bps) circa 6 km sembrano fattibili con potenza inferiore a mW!

I test sul campo di conferma (con impostazioni SF7 e solo BW 62,5 kHz) sono stati effettuati a Wellington (NZ) con 3 moduli AA PICAXE-08M alimentati a batteria Dorji DRF1278DM e un'antenna simile, ma a "paint blistering" di Aus / NZ superiore a 25 mW (14 dBm) Potenza TX. I collegamenti di segnale suburbani, forse aiutati da un ambiente più aperto e da edifici in legno, sono stati costantemente realizzati su 3 - 10 km. (Poiché il guadagno di 6 dB raddoppia la gamma LoS, quindi la potenza extra di 4 dB ~ x 1½. E quindi le gamme possono migliorare rispetto a quelle implicite del Regno Unito di > 1½ volte).

Passaggio 11: layout della breadboard

Un layout breadboard (utilizzato in precedenza per i moduli GFSK "7020" di Dorji) si adatta al semplice scambio con il dispositivo LoRa. La modulazione GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) è stata precedentemente considerata il miglior approccio a 433 MHz, quindi è stato utile confrontare i risultati delle offerte "7020" con i nuovi moduli LoRa.

Passaggio 12: schema PICAXE

Sia l'RX che il TX utilizzano un layout quasi identico, sebbene il loro codice sia leggermente diverso. Sebbene sia naturalmente attraente e facilmente ottenibile con PICAXE, in questa fase non è stato fatto alcun tentativo di entrare in modalità di sospensione a risparmio energetico. L'assorbimento di corrente da 3 batterie xAA era ~ 15 mA, pulsando a ~ 50 mA durante la trasmissione.

Passaggio 13: codice trasmettitore PICAXE

Naturalmente questo codice può essere ampiamente potenziato e modificato, magari con ritardi e preamboli di assestamento. Attualmente sta essenzialmente solo sputando un numero 0-100 che avanza. Poiché il processo era semplicemente inteso a verificare affermazioni di portata affidabili, non è stato effettuato alcun tentativo (con trasmettitore o ricevitore) per abilitare le modalità di risparmio energetico.

Passaggio 14: codice e display del ricevitore PICAXE

Ecco il codice del ricevitore PICAXE associato, con i valori numerici visualizzati tramite il terminale "F8" integrato dell'editor. La bellezza di un semplice conteggio è che le sequenze possono essere rapidamente scansionate visivamente e valori mancanti o paludosi facilmente individuati.

Passaggio 15: aiuti per l'ottimizzazione LoRa™RF di facile utilizzo?

Poiché le impostazioni del modulo LoRa™ possono essere difficili da comprendere e verificare, è stato piacevolmente riscontrato che è possibile utilizzare moduli ricevitori ASK a 433 MHz economici (e relativamente a banda larga) come semplici aiuti per la messa a punto.

Presa NZ/Aus Jaycar offre un modulo ZW3102 che può essere facilmente persuaso a "funzioni sniffer" per adattarsi al monitoraggio del segnale udibile. Quando si è vicino (< 5 metri) alle trasmissioni LoRa™, il segnale in uscita sarà facilmente udibile come "graffi", mentre la luminosità di un LED collegato si riferisce a RSSI (Indicazione dell'intensità del segnale ricevuto).

Un modulo simile (e più economico) realizzato da Dorji è presente in Instructable [16] =>

Fase 16: test sul campo - Wellington, Nuova Zelanda

Questa configurazione da spiaggia mostra i test precedenti con i moduli GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) di Dorji "7020". Le gamme quindi raggiungevano un massimo di ~ 1 km in tali condizioni, e nella migliore delle ipotesi erano di ~ 300 m attraverso la vegetazione leggera e gli edifici con struttura in legno della località. I collegamenti tra i porti sono stati possibili solo quando il trasmettitore è stato significativamente elevato a circa 100 m in un punto panoramico su un nido d'aquila su una collina alle spalle.

Al contrario, i moduli LoRa di Dorji con la stessa potenza di 25 mW hanno "inondato" il sobborgo, con trasmissioni di altezza del braccio (~ 2,4 m) rilevate in modo affidabile a ~ 3 km vicino, 6 km nei "punti deboli" del promontorio e persino 10 km di LOS di superficie attraverso il porto. La ricezione cessava solo nelle baie dietro i promontori rocciosi (visibili sullo sfondo). Le impostazioni LoRa erano, BW 62.5kHz, SR 7, CR 4/5 e 25mW (14dBm) di potenza TX in un'antenna verticale omnidirezionale a d'onda.

Passaggio 17: test LoS (Line of Sight) nel Regno Unito contro FSK - 40 km

Grazie a Stuart Robinson (radioamatore GW7HPW), con sede a Cardiff, i test comparativi FSK (frequency shift keying) e LoRa™ sono stati effettuati su una distanza elevata di 40 km attraverso il canale di Bristol nel Regno Unito. Fare riferimento all'immagine.

La regione è piuttosto storica senza fili poiché nel 1897 Marconi effettuò i suoi primi test "a lungo raggio" (6 - 9 km utilizzando trasmettitori a scintilla affamati di energia!) nelle vicinanze [17] =>

I risultati di Stuart parlano da soli: i collegamenti dati LoRa™ erano incredibilmente possibili nel 2014 a una frazione della potenza necessaria per i suoi moduli Hope RFM22BFSK precedentemente rispettati!

Un RFM22B controllato da PICAXE-40X2 infatti è ancora in orbita intorno ai $50sat stimati, con segnali di terra deboli rilevabili mentre passa in LEO (Low Earth Orbital) molte centinaia di km sopra. (I moduli LoRa™ non erano disponibili al momento del lancio nel 2013) [18] =>)

Passaggio 18: altri test regionali

I collegamenti di successo sono stati effettuati su 22 km di LoS (Line of Sight) in Spagna e diversi km nell'Ungheria urbana.

Controlla la promozione Libelium che mostra i vantaggi ~900MHz della tecnologia[19] =>https://www.libelium.com/extreme-range-wireless-sen…

Passaggio 19: ricevitore e collegamenti LoRa

Le prove HAB (High Altitude Ballooning) del Regno Unito hanno fornito una copertura LoRa™ a 2 vie fino a 240 km. Abbassare la velocità dei dati da 1000 bps a 100 bps dovrebbe consentire la copertura fino all'orizzonte radio, che è forse 600 km alla tipica altitudine di 6000-8000 m di questi palloni. Il monitoraggio della mongolfiera può essere effettuato tramite il GPS di bordo - controlla l'ampia documentazione HAB & LoRa™ su [20] =>

È in fase di sviluppo un ricevitore LoRa per HAB e per il futuro lavoro satellitare LEO - dettagli da seguire.

Riepilogo: LoRa™ si preannuncia come una tecnologia dirompente, in particolare per le applicazioni di rete wireless emergenti e molto pubblicizzate dell'IoT (Internet of Things). Tieniti informato tramite il sito LoRa Alliance [21] =>

Dichiarazione di non responsabilità e apprezzamento: questo account è essenzialmente inteso come un'indagine e una raccolta di informazioni pratiche su ciò che sembra una tecnologia dati wireless UHF rivoluzionaria. Sebbene accetti campioni gratuiti (!), Non ho collegamenti commerciali con nessuno dei produttori di LoRa™ menzionati. Sentiti libero di "copiare a sinistra" questo materiale - specialmente per uso didattico - ma il credito del sito è naturalmente apprezzato.

Nota: alcune immagini sono state reperite sul Web, per le quali (se non citate) si estende il merito di apprezzamento.

Stan. SWAN => [email protected] Wellington, Nuova Zelanda. (ZL2APS -dal 1967).

Link: (al 15 maggio 2015)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]