Mfumo wa Tahadhari wa Mlango wa Mbali kutoka Maili 13 (Km 21) Mbali Kwa Kutumia LoRa – Nje ya Gridi! (Heltec WiFi LoRa 32 V3)

Mfumo wa Tahadhari wa Mlango wa Mbali kutoka Maili 13 (Km 21) Mbali Kwa Kutumia LoRa – Nje ya Gridi! (Heltec WiFi LoRa 32 V3)

Mradi huu unatumia kihisi cha athari ya Hall kutambua kama mlango umefunguliwa au kufungwa na kutuma hali hiyo kupitia bendi ya LoRa. Ni suluhisho bora kwa vibanda, mabanda, kuhifadhia vitu, au eneo lolote unapohitaji ufuatiliaji wa mbali wa kuaminika bila kutegemea miundombinu iliyopo. Unaweza hata kuongeza buzzer au relay kwenye kipokezi ili kuunda mfumo wa kengele wa eneo.

Hapa kuna njia kadhaa za vitendo za kutumia mradi huu:

• Fuatilia mlango wa chafu cha mbali ili kuhakikisha umefungwa kwa udhibiti wa joto.
• Angalia kama mlango wa banda au zizi umeachwa wazi baada ya kuondoka kwenye mali yako.
• Unda kengele ya usalama ya masafa marefu kwa kibanda au karakana.
• Pata taarifa wakati sanduku la barua au lango linapofunguliwa.
• Fuatilia ufikiaji wa eneo lililozungushiwa uzio au tovuti ya ujenzi.

Mwongozo huu ni wa nne katika mfululizo kuhusu Wi-Fi LoRa 32 V3. Video zilizopita zilishughulikia kutuma data ya joto, kusoma hadi 150V DC, na kudhibiti relay kwa mbali—zote kupitia LoRa. Mradi huu unajenga juu ya dhana hizo kuunda mfumo kamili wa ufuatiliaji wa vitendo.

Vifaa Vinavyohitajika

Ili kujenga mradi huu, utahitaji vipengele vifuatavyo:

• Moduli 2 za Heltec Wi-Fi LoRa 32 V3
• Kipochi 2 cha Meshnology N32 (au vifungashio sawa)
• Betri 2 za 3000 mAh 3.7V LiPo
• Moduli 1 ya kihisi cha athari ya Hall (yenye pato la dijitali)
• Sumaku 1 ndogo (kwa mlango)
• Buzzer 1 (5V inafanya kazi na 3.3V) au moduli ya relay ya 5V
• Transistor 1 ya 2N2222 NPN (kwa mzunguko wa buzzer)
• Kipingamizi 1 cha 1kΩ
• Waya za kuunganisha na chuma cha solder

Kipochi cha Meshnology N32 ni chaguo bora kwa ujenzi huu. Kimeundwa kuweka moduli ya Heltec na betri ya 3000 mAh, kikitoa umaliziaji safi na wa kitaalamu. Unaweza pia kutumia breadboard rahisi au kifungashio cha 3D kilichochapishwa kwa desturi kuanza.

Mwongozo wa Uunganishaji wa Waya

Kuna mizunguko miwili kuu ya kujenga: kisambazaji na kipokezi. Kisambazaji kinaunganishwa na kihisi cha athari ya Hall, wakati kipokezi kinaweza kuunganishwa na buzzer au moduli ya relay kwa kengele.

Uunganishaji wa Kisambazaji:

Mpangilio huu ni rahisi sana. Kihisi cha athari ya Hall kina pini nne: VCC, GND, DO (Pato la Dijitali), na AO (Pato la Analogi). Kwa mradi huu, tunahitaji tu pato la dijitali.

• VCC kwenye kihisi inaunganishwa na pini ya 3.3V kwenye bodi ya Heltec.
• GND kwenye kihisi inaunganishwa na pini ya GND kwenye bodi ya Heltec.
• DO kwenye kihisi inaunganishwa na GPIO 4 kwenye bodi ya Heltec.
• Pini ya AO imeachwa bila kuunganishwa.

Uunganishaji wa Kipokezi (Buzzer):

Ili kuendesha buzzer, transistor inatumika kama swichi kwa sababu buzzer inaweza kuchota mkondo zaidi kuliko pini ya GPIO ya microcontroller inavyoweza kutoa kwa usalama. Mzunguko ni rahisi:

• Waya chanya ya buzzer inaunganishwa na pini ya 3.3V.
• Waya hasi ya buzzer inaunganishwa na collector ya transistor ya 2N2222.
• Emitter ya transistor inaunganishwa na GND.
• Base ya transistor inaunganishwa na GPIO 4 kwenye bodi ya Heltec ya kipokezi kupitia kipingamizi cha 1kΩ.

Uunganishaji wa Kipokezi (Relay):

Ikiwa unataka kudhibiti mzigo kama taa au king'ora, unaweza kutumia moduli ya relay. Uunganishaji ni rahisi zaidi:

• VCC kwenye moduli ya relay inaunganishwa na pini ya 3.3V (au 5V ikiwa unatumia kibadilisha cha kuongeza voltage).
• GND kwenye moduli ya relay inaunganishwa na GND.
• IN kwenye moduli ya relay inaunganishwa na GPIO 4 kwenye bodi ya Heltec.

Kisha unaweza kuunganisha mzigo wako wa AC au DC kwenye vituo vya pato vya relay. Relay hufanya kama swichi ya sumakuumeme, ikifunga mzunguko wakati mlango unapofunguliwa.

Kwa mzunguko wa buzzer, transistor ya 2N2222 inatumika kuongeza mkondo kutoka kwenye pini ya GPIO. Kipingamizi cha 1kΩ kinawekwa kati ya pini ya GPIO na base ili kupunguza mkondo unaoingia kwenye transistor. Buzzer inaunganishwa kati ya 3.3V na collector, hivyo wakati transistor inapowashwa, inakamilisha mzunguko na buzzer inalia.

Kusanidi Programu

Kabla ya kupakia msimbo, unahitaji kusakinisha programu na maktaba muhimu katika Arduino IDE yako. Kwanza, hakikisha una Arduino IDE iliyosakinishwa. Kisha, fuata hatua hizi:

1. Sakinisha Usaidizi wa Bodi ya ESP32: Fungua Meneja wa Bodi (Tools > Board > Boards Manager), tafuta "ESP32", na usakinishe kifurushi cha Espressif Systems.
2. Ongeza URL ya Bodi ya Heltec: Nenda kwenye File > Preferences, na katika sehemu ya "Additional Boards Manager URLs", bandika URL ya JSON https://resource.heltec.cn/download/package_heltec_esp32_index.json kwa ajili ya bodi za Heltec ESP32. Unaweza kupata kiungo hiki kwenye ukurasa wa nyaraka za Heltec. Kisha, rudi kwenye Meneja wa Bodi, tafuta "Heltec ESP32", na usakinishe.
3. Sakinisha Maktaba: Nenda kwenye Tools > Manage Libraries na usakinishe zifuatazo:
   • Heltec ESP32 Dev Boards na Heltec Automation
   • Adafruit GFX Library na Adafruit (sakinisha tegemezi zote ukionyeshwa)
   • Robojax Heltec LoRa 32 maktaba (pakua faili la .zip kutoka kiungo kwenye maelezo ya video na usakinishe kupitia Sketch > Include Library > Add .ZIP Library).

Baada ya kusakinisha maktaba, unaweza kuchagua bodi sahihi kwa kwenda kwenye Tools > Board > Heltec ESP32 Arduino > Heltec Wi-Fi LoRa 32(V3). Hakikisha bandari sahihi imechaguliwa.

Maelezo ya Msimbo

Mradi huu unatumia faili mbili tofauti za msimbo: moja ya kisambazaji na nyingine ya kipokezi. Zote mbili zimejumuishwa kwenye maktaba ya Robojax Heltec LoRa 32 chini ya menyu ya mifano. Msimbo umeandikwa kwa kiasi kikubwa; unahitaji tu kurekebisha vigezo vichache muhimu juu ya kila faili ili kusanidi mtandao wako.

Msimbo wa Kisambazaji (Door Alarm TX):

Fungua msimbo wa kisambazaji kutoka File > Examples > Robojax Heltec LoRa 32 > Door Alarm TX. Mipangilio muhimu unayohitaji kubadilisha ni:

• Pin ya Sensor ya Mlango: Hii ni pin ya GPIO iliyounganishwa na pato la dijitali la sensor ya Hall Effect. Chaguo-msingi ni pin 4, lakini unaweza kuibadilisha ikiwa umeweka wiring tofauti.
• Nyenzo za Maandishi: Unaweza kubadilisha maandishi yanayoonyeshwa na kusambazwa, kama vile "Door is OPEN" na "Door is CLOSED". Weka alama za nukuu kwani ni nyenzo.
li>
• Ufunguo wa Usalama: Hii ni nyenzo ya siri ambayo lazima ilingane kati ya kisambazaji na kipokezi. Inazuia vifaa vingine vya LoRa kuanzisha kengele yako. Badilisha hii kuwa thamani ya kipekee.
• Masafa: Hii lazima iwekwe kwa masafa sahihi ya eneo lako (kwa mfano, 915 MHz kwa Marekani, 868 MHz kwa Ulaya). Lazima ilingane na masafa ya kipokezi.
• Nguvu ya TX: Hii inaweka nguvu ya usambazaji katika dBm. Unaweza kuiweka kutoka 2 hadi 20. Kwa jaribio la masafa mafupi, thamani ya chini kama 2 ni sawa. Kwa jaribio la masafa marefu la maili 13, iliwekwa 20. Nguvu ya juu itamaliza betri haraka.

Msimbo wa Kipokezi (Door Alarm RX):

Fungua msimbo wa kipokezi kutoka File > Examples > Robojax Heltec LoRa 32 > Door Alarm RX. Mipangilio muhimu ni:

• Pin ya Relay: Pin ya GPIO iliyounganishwa na relay au mzunguko wa kudhibiti buzzer. Chaguo-msingi ni pin 4.
• Muda wa Kengele: Kigezo hiki kinaweka muda ambao relay au buzzer inabaki kazi baada ya ishara ya "Door Open" kupokelewa. Chaguo-msingi ni millisecond 1000 (sekunde 1). Unaweza kuongeza hadi 10,000 au 20,000 ms ikiwa unataka kengele isikike kwa muda mrefu.
• Ufunguo wa Usalama: Hii lazima ifanane kabisa na ufunguo ulioweka kwenye msimbo wa kisambazaji.
• Masafa: Hii lazima ilingane na masafa ya kisambazaji kwa eneo lako.

Mara baada ya kusanidi mipangilio hii, unaweza kupakia msimbo kwenye kila bodi husika.

Mradi wa Moja kwa Moja na Maonyesho

Katika video, mradi unaonyeshwa kwenye benchi la kazi na katika hali halisi ya ulimwengu. Katika maabara, kisambazaji kimeunganishwa kwenye sensor ya Hall Effect, na sumaku inatumiwa kuiga mlango kufunguka na kufungwa. Wakati sumaku iko karibu na sensor, mfumo unaonyesha "CLOSED," na inapoondolewa, unaonyesha "OPEN." Hali hii inasambazwa kwa kipokezi, ambacho kinawasha buzzer au relay.

Jaribio la ulimwengu halisi lilihusisha kuweka sensor ya Hall Effect na sumaku kwenye mlango. Wakati mlango ulipofunguliwa, kipokezi mara moja kilionyesha "OPEN" na kuanzisha kengele. Kufunga mlango kulituma ishara ya "CLOSED" na kuzima kengele.

Ili kuthibitisha uwezo wa masafa marefu, kisambazaji kiliwekwa kwenye tripod karibu na ziwa kwa mwonekano wazi. Kipokezi kiliendeshwa hadi eneo zaidi ya maili 13 (km 21) mbali. Katika umbali huu, kipokezi bado kiliweza kupokea ishara na kuonyesha data iliyosambazwa, ikionyesha nguvu na kuegemea kwa LoRa kwa mawasiliano ya nje ya gridi.

Kwa jaribio la masafa, unaweza kuweka nguvu ya TX kuwa 20 dBm. Hata hivyo, kwa matumizi ya kila siku katika maabara au umbali mfupi, kuiweka kuwa 2 dBm itaokoa maisha ya betri. Kwa betri ya 3000 mAh, kisambazaji kinaweza kudumu kwa siku kadhaa, kulingana na nguvu ya usambazaji na mzunguko wa sasisho.

Sura

• [00:00] Utangulizi wa Mfumo wa Tahadhari wa Mlango wa Mbali
• [01:04] Muhtasari wa Mfululizo wa Mradi wa LoRa
• [02:01] Muhtasari wa Vipengele na Vifaa
• [05:42] Kesi ya Meshnology N32 na Chaguzi za Betri
• [07:20] Kuunganisha Kesi ya Meshnology N32
• [11:41] Kujaribu Viunganishi na Usalama wa Betri
• [12:22] Kuunganisha Sensor ya Athari ya Hall na Relay
• [13:51] Kuunganisha Buzzer na Transistor
• [17:48] Mkusanyiko wa Mwisho na Urekebishaji wa Sensor
• [23:20] Kusakinisha Programu na Maktaba
• [27:42] Kusanidi na Kupakia Msimbo wa Kisambaza
• [30:22] Kusanidi na Kupakia Msimbo wa Kipokezi
• [31:56] Maonyesho ya Maabara ya Mfumo wa Kengele ya Mlango
• [33:03] Kujaribu kwenye Mlango Halisi
• [34:08] Jaribio la Masafa ya Maili 13 na Hitimisho