تجاوز الأفق مع LoRa RF1276: 12 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

لقد وجدت جهاز الإرسال والاستقبال RF1276 لتقديمه

الأداء الأكثر تميزًا من حيث نطاق الإشارة وجودتها. في رحلتي الأولى ، تمكنت من الوصول إلى مسافة 56 كم عند مستوى إشارة -70 ديسيبل مع هوائيات صغيرة بطول موجة ربع.

الخطوة 1: BOM (فاتورة المواد)

1.

ARDUINO PRO Mini

2. وحدة Ublox NEO-6M GPS

3. جهاز استشعار الضغط الجوي BMP-085

4. محول بطاقة SD

5. 3Watt LED

6. 2x 18650 2600mAh بطاريات

7. DC-DC محول الجهد باك

8. 2x RF1276 Tranceivers من appconwireless.com

الخطوة 2: توصيل الأجهزة

- مستشعر BMP085 متصل بـ A4 (SDA) و A5 (SCL)

- بطاقة SD متصلة بـ 10 (SS) ، 11 (MISO) ، 12 (MOSI) ، 13 (SCK)

- GPS متصل بـ 6 (TX) ، 7 (RX) - برنامج تسلسلي

- RF1276 متصل بـ TX-> RX ، RX-> TX - تسلسلي للأجهزة

- مراقب جهد البطارية متصل بـ A0 عبر مقسم الجهد

- يتم التحكم في تشغيل / إيقاف تشغيل LED من خلال N-FET (IRLZ44N) ، والذي يتم توصيله بالدبوس 9 عبر المقاوم المنسدل.

- يتم توصيل Pin 8 بـ RST (لإعادة ضبط وحدة التحكم عن بعد)

- البطارية متصلة بمحول تيار مستمر / تيار مباشر ، والذي يتم تنظيمه لإخراج 5 فولت

الخطوة 3: أنتيناس

لقد وجدت هذا الهوائي ثنائي القطب على

يعطي هوائي نهاية الإرسال وسوط السلك على الطرف المستقبِل أفضل النتائج

الخطوة 4: تكوين الراديو

للذهاب إلى أقصى مدى ، على المرء أن يفعل

فهم الفيزياء الأساسية وراء الاتصالات الراديوية.

- زيادة عرض النطاق يقلل الحساسية (والعكس صحيح)

- تؤدي زيادة كسب الهوائي إلى تقليل قدرة الإرسال المطلوبة

- خط البصر أمر لا بد منه

بناءً على القواعد المذكورة أعلاه ، اخترت المعلمات التالية لأداة RF:

- SF: 2048

- BW: 125 كيلو هرتز

- قوة الإرسال: 7 (كحد أقصى)

- سرعة UART: 9600 بت في الثانية

ستعطي الإعدادات أعلاه 293 بت في الثانية فقط ، ولكنها ستمكّن حساسية استقبال -135 ديسيبل. هذا يعني أنه يمكنك إرسال حزم صغيرة (أي خطوط الطول أو العرض) تقريبًا. كل ثانيتين. إذا كنت تريد أيضًا التحكم في الأجهزة الإلكترونية الخاصة بك عن بُعد ، فيجب أن تترك أي ثانية واحدة للاستماع إلى الأوامر الأرضية. لذلك يمكن نقل البيانات كل 3 ثوان.

الخطوة 5: تهيئة الوحدة

يتطلب البرنامج الثابت كلاً من وحدة GPS

و RF1276 ليتم تهيئتهما بسرعة 9600 بت في الثانية UART. يمكن تكوين نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) باستخدام برنامج u-blox U-Center.

عرض-> الرسائل-> UBX-> CFG-> PRT-> Baudrate-> 9600. ثم،

المتلقي-> الإجراء-> حفظ التكوين.

يمكن إجراء تكوين RF1276 باستخدام أداة RF1276.

الخطوة 6: البرامج الثابتة

سوف البرامج الثابتة:

- مراقبة الضغط الجوي ودرجة الحرارة

- مراقبة جهد البطارية

- التقاط مجموعة متنوعة من قيم GPS

- سجل جميع البيانات على بطاقة SD

- نقل كافة البيانات

يتيح البرنامج الثابت خيارات التحكم عن بعد التالية:

- إعادة ضبط الوحدة

- تشغيل / إيقاف تشغيل الصمام

- تحديث العداد الداخلي بعد استلام حزمة ping من الأرض

تمت برمجة كل من قارئ بطاقة SD ومستشعر ضغط BMP للعمل مع الأخطاء. لن يؤدي فشل أحد هؤلاء إلى تعطل الوحدة.

الخطوة السابعة: إعداد الطيران

لقد قمت بتوصيل الحمولة بالبالون.

وزن الحمولة أعلى قليلاً من 300 جرام. البالون أثقل - تقريبًا. 1 كجم. لقد ملأته بمترين مكعّبين من الهيليوم ، وبالتالي أعطيت 700 غرام من الرفع الحر. لقد قمت بتضخيمه لينفجر عند 1.5 كيلومتر (85٪ من الحجم).

الخطوة 8: النتائج

وصل البالون إلى ارتفاع 4.6 كم و

مسافة 56 كم. كانت تسير بسرعة 40 كم في الساعة فوق مدينة ضخمة وهبطت في مكان ما في مستنقع. لقد انفجر على ارتفاع 4.6 كم فقط ، لذلك كانت قوة شدها أفضل بثلاث مرات مما كنت أتوقعه في البداية.

لم أستعد الحمولة لأنني لم أتمكن من القيادة والتركيز على مراقبة القياس عن بُعد في الوقت الفعلي وحده.

لقد التقطت الحزم الأخيرة عندما كان البالون تقريبًا. ارتفاع 1 كم. هذا عندما تجاوزت الأفق.

الخطوة 9: بيانات الطيران

لقد جمعت العديد من المعلمات ، ولكن

تلك الإضافات هي GPS بشكل أساسي. يتم توفير مسار الرحلة المعاد بناؤه في الصورة أعلاه ، وهنا بيانات الاستشعار الداخلية.

الخطوة 10: الاستنتاجات

RF1276 هو بالتأكيد رائع

جهاز الإرسال والاستقبال. لم أختبر أفضل من هذا. تحلق فوق مدينة ضخمة (حالة تداخل عالية) في ظل الرياح العاتية مع وضع هوائي غير مستقر ، وتمكنت من توصيل مستوى إشارة -70 ديسيبل على مسافة 56 كم على ارتفاع 1 كم فوق سطح الأرض ، وبالتالي ترك ميزانية الارتباط -65 ديسيبل! (كان حد الحساسية الذي تم تكوينه -135 ديسيبل). فقط إذا لم يخرج عن الأفق (أو إذا كنت أعلى - أي على تلة أو برج اتصالات) كان بإمكاني التقاط موقع هبوطه. أو ، بدلاً من ذلك ، إذا لم ينفجر البالون ، كان بإمكاني الوصول مرتين أو تقطع المسافة!