દૂરસ્થ દરવાજા ચેતવણી સિસ્ટમ 13 માઇલ 21 કિમી દૂરથી LoRa સાથે – ગ્રીડની બહાર! (Heltec WiFi LoRa 32 V3)

દૂરસ્થ દરવાજા ચેતવણી સિસ્ટમ 13 માઇલ 21 કિમી દૂરથી LoRa સાથે – ગ્રીડની બહાર! (Heltec WiFi LoRa 32 V3)

1. કલ્પના કરો કે 13 માઇલ (21 કિમી) થી વધુ દૂરથી દૂરના કેબિનના આગળના દરવાજા, ફાર્મના ગેટ, અથવા સ્ટોરેજ યુનિટના પ્રવેશદ્વાર પર નજર રાખી શકાય—વાઇ-ફાઇ કનેક્શન, સેલ્યુલર સિમ કાર્ડ, અથવા કોઈ માસિક ફી વિના. આ કોઈ ભાવિ વિભાવના નથી; તે LoRa (લોંગ રેન્જ) ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને એક વ્યવહારુ વાસ્તવિકતા છે. આ પ્રોજેક્ટમાં, અમે Heltec Wi-Fi LoRa 32 V3 મોડ્યુલનો ઉપયોગ કરીને લાંબા અંતરની દરવાજા મોનિટરિંગ સિસ્ટમ બનાવીશું, જે Meshnology N32 કેસમાં સુંદર રીતે પેક કરેલી છે, જેમાં 3000 mAh બેટરી છે જે લાંબા સમય સુધી ચાલતી, ઓફ-ગ્રિડ કામગીરી માટે છે.

2. આ પ્રોજેક્ટ દરવાજો ખુલ્લો છે કે બંધ છે તે શોધવા માટે હોલ ઇફેક્ટ સેન્સરનો ઉપયોગ કરે છે અને તે સ્થિતિને LoRa બેન્ડ પર પ્રસારિત કરે છે. તે કેબિન, ખળા, સ્ટોરેજ યુનિટ, અથવા કોઈપણ સ્થાન માટે એક ઉત્તમ ઉકેલ છે જ્યાં તમને હાલની ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર પર આધાર રાખ્યા વિના વિશ્વસનીય રિમોટ મોનિટરિંગની જરૂર હોય. તમે સ્થાનિક એલાર્મ સિસ્ટમ બનાવવા માટે રીસીવરમાં બઝર અથવા રિલે પણ ઉમેરી શકો છો.

આ પ્રોજેક્ટનો ઉપયોગ કરવાની કેટલીક વ્યવહારુ રીતો અહીં છે:

• તાપમાન નિયંત્રણ માટે તે બંધ છે તેની ખાતરી કરવા દૂરના ગ્રીનહાઉસનો દરવાજો મોનિટર કરો.
• તમે મિલકત છોડ્યા પછી ખળા અથવા સ્ટેબલનો દરવાજો ખુલ્લો રહી ગયો છે કે કેમ તે તપાસો.
• શેડ અથવા વર્કશોપ માટે લાંબા અંતરનો સુરક્ષા એલાર્મ બનાવો.
• મેઇલબોક્સ અથવા ગેટ ખોલવામાં આવે ત્યારે સૂચના મેળવો.
• વાડવાળા વિસ્તાર અથવા બાંધકામ સ્થળની ઍક્સેસ મોનિટર કરો.

આ માર્ગદર્શિકા Wi-Fi LoRa 32 V3 પરની શ્રેણીનો ચોથો ભાગ છે. અગાઉના વિડિઓઝમાં તાપમાન ડેટા મોકલવા, 150V DC સુધી વાંચવા, અને રિલેને દૂરથી નિયંત્રિત કરવા—બધું LoRa પર આવરી લેવામાં આવ્યું હતું. આ પ્રોજેક્ટ તે વિભાવનાઓ પર આધારિત છે જે સંપૂર્ણ, વ્યવહારુ મોનિટરિંગ સિસ્ટમ બનાવે છે.

જરૂરી હાર્ડવેર

આ પ્રોજેક્ટ બનાવવા માટે, તમારે નીચેના ઘટકોની જરૂર પડશે:

• 2x Heltec Wi-Fi LoRa 32 V3 મોડ્યુલ
• 2x Meshnology N32 કેસ (અથવા સમાન એન્ક્લોઝર)
• 2x 3000 mAh 3.7V LiPo બેટરી
• 1x હોલ ઇફેક્ટ સેન્સર મોડ્યુલ (ડિજિટલ આઉટપુટ સાથે)
• 1x નાનો ચુંબક (દરવાજા માટે)
• 1x બઝર (5V 3.3V સાથે કામ કરે છે) અથવા 5V રિલે મોડ્યુલ
• 1x 2N2222 NPN ટ્રાન્ઝિસ્ટર (બઝર સર્કિટ માટે)
• 1x 1kΩ રેઝિસ્ટર
• કનેક્ટિંગ વાયર અને સોલ્ડરિંગ આયર્ન

Meshnology N32 કેસ આ બિલ્ડ માટે એક શ્રેષ્ઠ વિકલ્પ છે. તે Heltec મોડ્યુલ અને 3000 mAh બેટરી રાખવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે, જે સ્વચ્છ, વ્યાવસાયિક પૂર્ણતા પ્રદાન કરે છે. તમે શરૂ કરવા માટે સરળ બ્રેડબોર્ડ અથવા કસ્ટમ 3D-પ્રિન્ટેડ એન્ક્લોઝરનો પણ ઉપયોગ કરી શકો છો.

વાયરિંગ માર્ગદર્શિકા

બનાવવા માટે બે મુખ્ય સર્કિટ છે: ટ્રાન્સમીટર અને રીસીવર. ટ્રાન્સમીટર હોલ ઇફેક્ટ સેન્સર સાથે જોડાયેલ છે, જ્યારે રીસીવર એલાર્મ માટે બઝર અથવા રિલે મોડ્યુલ સાથે જોડાયેલ હોઈ શકે છે.

ટ્રાન્સમીટર વાયરિંગ:

આ સેટઅપ ખૂબ જ સરળ છે. હોલ ઇફેક્ટ સેન્સરમાં ચાર પિન છે: VCC, GND, DO (ડિજિટલ આઉટ), અને AO (એનાલોગ આઉટ). આ પ્રોજેક્ટ માટે, અમને ફક્ત ડિજિટલ આઉટપુટની જરૂર છે.

• સેન્સર પરનો VCC Heltec બોર્ડ પરના 3.3V પિન સાથે જોડાય છે.
• સેન્સર પરનો GND Heltec બોર્ડ પરના GND પિન સાથે જોડાય છે.
• સેન્સર પરનો DO Heltec બોર્ડ પરના GPIO 4 સાથે જોડાય છે.
• AO પિન અજોડ છોડી દેવામાં આવે છે.

રીસીવર વાયરિંગ (બઝર):

બઝર ચલાવવા માટે, ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ સ્વિચ તરીકે થાય છે કારણ કે બઝર માઇક્રોકંટ્રોલરના GPIO પિન કરતાં વધુ કરંટ ખેંચી શકે છે. સર્કિટ સરળ છે:

• બઝરનો પોઝિટિવ લીડ 3.3V પિન સાથે જોડાય છે.
• બઝરનો નેગેટિવ લીડ 2N2222 ટ્રાન્ઝિસ્ટરના કલેક્ટર સાથે જોડાય છે.
• ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો એમિટર GND સાથે જોડાય છે.
• ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો બેઝ રીસીવરના Heltec બોર્ડ પરના GPIO 4 સાથે 1kΩ રેઝિસ્ટર દ્વારા જોડાય છે.

રીસીવર વાયરિંગ (રિલે):

જો તમે લાઇટ અથવા સાયરન જેવા લોડને નિયંત્રિત કરવા માંગો છો, તો તમે રિલે મોડ્યુલનો ઉપયોગ કરી શકો છો. વાયરિંગ વધુ સરળ છે:

• રિલે મોડ્યુલ પરનો VCC 3.3V પિન સાથે જોડાય છે (અથવા બૂસ્ટ કન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરીને 5V).
• રિલે મોડ્યુલ પરનો GND GND સાથે જોડાય છે.
• રિલે મોડ્યુલ પરનો IN Heltec બોર્ડ પરના GPIO 4 સાથે જોડાય છે.

તમે પછી તમારા AC અથવા DC લોડને રિલેના આઉટપુટ ટર્મિનલ સાથે જોડી શકો છો. રિલે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્વિચ તરીકે કાર્ય કરે છે, જ્યારે દરવાજો ખોલવામાં આવે ત્યારે સર્કિટ બંધ કરે છે.

બઝર સર્કિટ માટે, 2N2222 ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ GPIO પિનમાંથી કરંટને વધારવા માટે થાય છે. GPIO પિન અને બેઝ વચ્ચે 1kΩ રેઝિસ્ટર મૂકવામાં આવે છે જેથી ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં કરંટ મર્યાદિત થાય. બઝર 3.3V અને કલેક્ટર વચ્ચે જોડાયેલ છે, તેથી જ્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર ચાલુ થાય છે, ત્યારે તે સર્કિટ પૂર્ણ કરે છે અને બઝર વાગે છે.

સોફ્ટવેર સેટ કરવું

કોડ અપલોડ કરતા પહેલા, તમારે તમારા Arduino IDE માં જરૂરી સોફ્ટવેર અને લાઇબ્રેરીઓ ઇન્સ્ટોલ કરવાની જરૂર છે. પ્રથમ, ખાતરી કરો કે તમારી પાસે Arduino IDE ઇન્સ્ટોલ છે. પછી, આ પગલાંઓ અનુસરો:

1. ESP32 બોર્ડ સપોર્ટ ઇન્સ્ટોલ કરો: બોર્ડ્સ મેનેજર ખોલો (ટૂલ્સ > બોર્ડ > બોર્ડ્સ મેનેજર), "ESP32" શોધો, અને એસ્પ્રેસિફ સિસ્ટમ્સ દ્વારા પેકેજ ઇન્સ્ટોલ કરો.
2. હેલ્ટેક બોર્ડ URL ઉમેરો: ફાઇલ > પ્રેફરન્સિસ પર જાઓ, અને "વધારાના બોર્ડ્સ મેનેજર URLs" ફીલ્ડમાં, JSON URL https://resource.heltec.cn/download/package_heltec_esp32_index.json હેલ્ટેક ESP32 બોર્ડ્સ માટે પેસ્ટ કરો. તમે આ લિંક હેલ્ટેક દસ્તાવેજીકરણ પૃષ્ઠ પર શોધી શકો છો. પછી, બોર્ડ્સ મેનેજર પર પાછા જાઓ, "Heltec ESP32" શોધો, અને તેને ઇન્સ્ટોલ કરો.
3. લાઇબ્રેરીઓ ઇન્સ્ટોલ કરો: ટૂલ્સ > મેનેજ લાઇબ્રેરીઝ પર જાઓ અને નીચેની ઇન્સ્ટોલ કરો:
   • હેલ્ટેક ESP32 ડેવ બોર્ડ્સ હેલ્ટેક ઓટોમેશન દ્વારા
   • એડાફ્રુટ GFX લાઇબ્રેરી એડાફ્રુટ દ્વારા (પૂછવામાં આવે ત્યારે બધી નિર્ભરતાઓ ઇન્સ્ટોલ કરો)
   • રોબોજેક્સ હેલ્ટેક LoRa 32 લાઇબ્રેરી (વિડિઓ વર્ણનમાં લિંકમાંથી .zip ફાઇલ ડાઉનલોડ કરો અને સ્કેચ > ઇન્ક્લુડ લાઇબ્રેરી > એડ .ZIP લાઇબ્રેરી દ્વારા ઇન્સ્ટોલ કરો).

લાઇબ્રેરીઓ ઇન્સ્ટોલ કર્યા પછી, તમે ટૂલ્સ > બોર્ડ > હેલ્ટેક ESP32 આર્ડુઇનો > હેલ્ટેક Wi-Fi LoRa 32(V3) પર જઈને યોગ્ય બોર્ડ પસંદ કરી શકો છો. ખાતરી કરો કે યોગ્ય પોર્ટ પસંદ કરેલ છે.

કોડ સમજૂતી

આ પ્રોજેક્ટ બે અલગ કોડ ફાઇલોનો ઉપયોગ કરે છે: એક ટ્રાન્સમીટર માટે અને એક રીસીવર માટે. બંને રોબોજેક્સ હેલ્ટેક LoRa 32 લાઇબ્રેરીમાં ઉદાહરણો મેનૂ હેઠળ શામેલ છે. કોડ મોટે ભાગે પૂર્વ-લખાયેલ છે; તમારે ફક્ત તમારા નેટવર્કને ગોઠવવા માટે દરેક ફાઇલની ટોચ પર થોડા મુખ્ય ચલોને સમાયોજિત કરવાની જરૂર છે.

ટ્રાન્સમીટર કોડ (દરવાજો એલાર્મ TX):

ફાઇલ > ઉદાહરણો > રોબોજેક્સ હેલ્ટેક LoRa 32 > દરવાજો એલાર્મ TX માંથી ટ્રાન્સમીટર કોડ ખોલો. તમારે સંશોધિત કરવાની જરૂર હોય તેવી મુખ્ય સેટિંગ્સ છે:

• દરવાજો સેન્સર પિન: આ GPIO પિન છે જે હોલ ઇફેક્ટ સેન્સરના ડિજિટલ આઉટપુટ સાથે જોડાયેલ છે. ડિફોલ્ટ પિન 4 છે, પરંતુ જો તમે તેને અલગ રીતે વાયર કર્યું હોય તો તમે તેને બદલી શકો છો.
• ટેક્સ્ટ સ્ટ્રિંગ્સ: તમે પ્રદર્શિત અને ટ્રાન્સમિટ થતો ટેક્સ્ટ બદલી શકો છો, જેમ કે "દરવાજો ખુલ્લો છે" અને "દરવાજો બંધ છે". ડબલ ક્વોટ્સ રાખો કારણ કે તે સ્ટ્રિંગ્સ છે.
• સુરક્ષિત કી: આ એક ગુપ્ત સ્ટ્રિંગ છે જે ટ્રાન્સમીટર અને રીસીવર વચ્ચે મેળ ખાતી હોવી જોઈએ. તે અન્ય LoRa ઉપકરણોને તમારા એલાર્મને ટ્રિગર કરતા અટકાવે છે. આને અનન્ય મૂલ્યમાં બદલો.
• આવર્તન: આ તમારા પ્રદેશ માટે યોગ્ય આવર્તન પર સેટ હોવું જોઈએ (દા.ત., યુએસ માટે 915 MHz, યુરોપ માટે 868 MHz). તે રીસીવરની આવર્તન સાથે મેળ ખાતું હોવું જોઈએ.
• TX પાવર: આ ટ્રાન્સમિશન પાવરને dBm માં સેટ કરે છે. તમે તેને 2 થી 20 સુધી સેટ કરી શકો છો. ટૂંકા અંતરના પરીક્ષણ માટે, 2 જેવું ઓછું મૂલ્ય સારું છે. લાંબા અંતરના 13-માઇલ પરીક્ષણ માટે, તે 20 પર સેટ કરવામાં આવ્યું હતું. ઉચ્ચ પાવર બેટરી ઝડપથી ડ્રેઇન કરશે.

રીસીવર કોડ (દરવાજો એલાર્મ RX):

ફાઇલ > ઉદાહરણો > રોબોજેક્સ હેલ્ટેક LoRa 32 > દરવાજો એલાર્મ RX માંથી રીસીવર કોડ ખોલો. મુખ્ય સેટિંગ્સ છે:

• રિલે પિન: GPIO પિન જે રિલે અથવા બઝર કંટ્રોલ સર્કિટ સાથે જોડાયેલ છે. ડિફોલ્ટ પિન 4 છે.
• એલાર્મ અવધિ: આ ચલ સેટ કરે છે કે "દરવાજો ખુલ્લો" સિગ્નલ પ્રાપ્ત થયા પછી રિલે અથવા બઝર કેટલો સમય સક્રિય રહે છે. ડિફોલ્ટ 1000 મિલિસેકંડ (1 સેકંડ) છે. જો તમે એલાર્મ લાંબા સમય સુધી વાગે તેવું ઇચ્છો તો તમે તેને 10,000 અથવા 20,000 ms સુધી વધારી શકો છો.
• સુરક્ષિત કી: આ ટ્રાન્સમીટર કોડમાં તમે સેટ કરેલી કી સાથે સમાન હોવી જોઈએ.
• આવર્તન: આ તમારા પ્રદેશ માટે ટ્રાન્સમીટરની આવર્તન સાથે મેળ ખાતું હોવું જોઈએ.

એકવાર તમે આ સેટિંગ્સ ગોઠવી લો, પછી તમે દરેક સંબંધિત બોર્ડ પર કોડ અપલોડ કરી શકો છો.

લાઇવ પ્રોજેક્ટ અને પ્રદર્શન

વિડિઓમાં, પ્રોજેક્ટ વર્કબેન્ચ પર અને વાસ્તવિક દુનિયાના દૃશ્યમાં બંને રીતે દર્શાવવામાં આવ્યો છે. લેબમાં, ટ્રાન્સમીટર હોલ ઇફેક્ટ સેન્સર સાથે જોડાયેલ છે, અને દરવાજાના ખુલવા અને બંધ થવાનું અનુકરણ કરવા માટે ચુંબકનો ઉપયોગ થાય છે. જ્યારે ચુંબક સેન્સરની નજીક હોય છે, ત્યારે સિસ્ટમ "બંધ" બતાવે છે, અને જ્યારે તેને દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે "ખુલ્લું" બતાવે છે. આ સ્થિતિ રીસીવરને ટ્રાન્સમિટ થાય છે, જે બઝર અથવા રિલે સક્રિય કરે છે.

વાસ્તવિક દુનિયાના પરીક્ષણમાં દરવાજા પર હોલ ઇફેક્ટ સેન્સર અને ચુંબક માઉન્ટ કરવાનો સમાવેશ થતો હતો. જ્યારે દરવાજો ખોલવામાં આવ્યો, ત્યારે રીસીવર તરત જ "ખુલ્લું" પ્રદર્શિત કરે છે અને એલાર્મ ટ્રિગર કરે છે. દરવાજો બંધ કરવાથી "બંધ" સિગ્નલ મોકલાયું અને એલાર્મ બંધ થઈ ગયું.

લાંબા અંતરની ક્ષમતાઓ સાબિત કરવા માટે, ટ્રાન્સમીટરને સ્પષ્ટ દૃષ્ટિ રેખા સાથે તળાવ દ્વારા ટ્રાઇપોડ પર મૂકવામાં આવ્યું હતું. પછી રીસીવરને 13 માઇલ (21 કિમી) થી વધુ દૂરના સ્થાન પર લઈ જવામાં આવ્યું. આ અંતરે, રીસીવર હજી પણ સિગ્નલ પસંદ કરવામાં અને ટ્રાન્સમિટ કરેલો ડેટા પ્રદર્શિત કરવામાં સક્ષમ હતું, જે ઓફ-ગ્રીડ સંચાર માટે LoRa ની શક્તિ અને વિશ્વસનીયતા દર્શાવે છે.

રેન્જ પરીક્ષણ માટે, તમે TX પાવરને 20 dBm પર સેટ કરી શકો છો. જો કે, લેબમાં રોજિંદા ઉપયોગ માટે અથવા ટૂંકા અંતર માટે, તેને 2 dBm પર સેટ કરવાથી બેટરી જીવન બચશે. 3000 mAh બેટરી સાથે, ટ્રાન્સમીટર ટ્રાન્સમિશન પાવર અને અપડેટ્સની આવર્તનના આધારે ઘણા દિવસો સુધી ટકી શકે છે.

પ્રકરણો

• [00:00] રિમોટ ડોર એલર્ટ સિસ્ટમનો પરિચય
• [01:04] લોરા પ્રોજેક્ટ શ્રેણીની ઝાંખી
• [02:01] ઘટકો અને હાર્ડવેરની ઝાંખી
• [05:42] મેશનોલોજી N32 કેસ અને બેટરી વિકલ્પો
• [07:20] મેશનોલોજી N32 કેસ એસેમ્બલ કરવું
• [11:41] કનેક્ટર્સ અને બેટરી સલામતીનું પરીક્ષણ
• [12:22] હોલ ઇફેક્ટ સેન્સર અને રિલે વાયરિંગ
• [13:51] ટ્રાન્ઝિસ્ટર સાથે બઝર વાયરિંગ
• [17:48] અંતિમ એસેમ્બલી અને સેન્સર એડજસ્ટમેન્ટ
• [23:20] સોફ્ટવેર અને લાઇબ્રેરીઓ ઇન્સ્ટોલ કરવી
• [27:42] ટ્રાન્સમિટર કોડ ગોઠવવો અને અપલોડ કરવો
• [30:22] રીસીવર કોડ ગોઠવવો અને અપલોડ કરવો
• [31:56] ડોર એલાર્મ સિસ્ટમનું લેબ પ્રદર્શન
• [33:03] વાસ્તવિક દરવાજા પર પરીક્ષણ
• [34:08] 13-માઇલ રેન્જ ટેસ્ટ અને નિષ્કર્ષ