Этот учебник является частью: Учебные пособия по WiFi LoRa 32
Все видеоролики, связанные с Heltec WiFi LoRa 32, размещены в этой группе. Ссылки на другие видео находятся ниже этой статьи.
Управляйте сервомотором с расстояния! Учебное пособие по Heltec WiFi LoRa 32 V3 Arduino (TX)
В этом руководстве мы берем точные схемы из нашего проекта сервопривода на Heltec ESP32 LoRa V3 и подробно описываем, как они работают - без добавления дополнительного кода. Вы узнаете, как передатчик считывает вращающийся энкодер, фиксирует и передает этот угол по LoRa, а как приемник расшифровывает его и управляет микро-сервоприводом. Все ссылки на детали и код приведены ниже, и если вы закажете через наши партнерские ссылки, это поможет нам продолжать создавать эти руководства.
Установка плат Heltec ESP32
Добавьте этот путь в настройки вашего Arduino IDE, как показано в видео:https://resource.heltec.cn/download/package_heltec_esp32_index.json
1. Аппаратное обеспечение и настройка передатчика (TX)
На стороне TX вам нужно:
-
Плата Heltec WiFi LoRa 32 V3 (в корпусе Meshnology N33, питается от аккумулятора на 3000 мАч)
-
Ротационный энкодер подключен к GPIO 6 (CLK), GPIO 5 (DT), GPIO 4 (SW)
-
OLED дисплей на I²C (SDA= 4, SCL= 15)
Эскиз начинается с включения и инициализации всего так же, как вHeltec_ESP32_LoRa_V3_Sevo_TX_AiRotaryEncoder.ino:
cppCopyEdit#include "AiEsp32RotaryEncoder.h"
#include "HT_SSD1306Wire.h"
#include "LoRaWan_APP.h"
#include "mbedtls/aes.h"
// …
static SSD1306Wire display(0x3c, 500000, SDA_OLED, SCL_OLED, GEOMETRY, RST_OLED);
AiEsp32RotaryEncoder rotaryEncoder = AiEsp32RotaryEncoder(
PIN_A, PIN_B, SW_PIN, ROTARY_ENCODER_VCC_PIN, false, true, true);
const int homePosition = 90;
const int MAX_ANGLE = 180;
int servoAngel = homePosition;
Вsetup(), код:
-
Включает на дисплее, устанавливает шрифт
-
Звонки
rotaryEncoder.begin(),rotaryEncoder.setup(readEncoderISR),rotaryEncoder.setBoundaries(0, MAX_ANGLE, true)иrotaryEncoder.setAcceleration(20) -
Сбрасывает кодировщик на
homePosition -
Инициализирует LoRa через
Mcu.begin(HELTEC_BOARD, SLOW_CLK_TPYE)и настраиваетRadioEvents, канал и параметры точно так же, как на предоставленном эскизе.
2. Безопасная отправка угла
Каждый цикл петли выполняетсяrotary_loop(), который:
-
Читает энкодер в прерываниях.
-
Когда
servoAngelизменения, упаковывает в 16-байтовый буфер, шифрует с помощью AES-128encryptAES()из эскиза), и звонитcppCopyEditRadio.Send(data, sizeof(data)); -
Наборы
lora_idle = falseдоOnTxDone()сбрасывает и перезагружает его.
3. Аппаратное обеспечение и настройка приемника (RX)
На стороне RX вам нужно:
-
Плата Heltec WiFi LoRa 32 V3 (тот же корпус/аккумулятор)
-
Микросервопривод (например, SG90) на GPIO 6 (или любом протестированном ШИМ-пине)
-
OLED дисплей
Эскиз вHeltec_ESP32_LoRa_V3_Sevo_RX.inoначинается с:
cppCopyEdit#include <ESP32Servo.h>
#include "HT_SSD1306Wire.h"
#include "LoRaWan_APP.h"
#include "mbedtls/aes.h"
// …
const int servoPin = 6;
const int SERVO_DUTY_MIN = 400; // us
const int SERVO_DUTY_MAX = 2400; // us
Servo myservo;
int servoAngel = homePosition;
Вsetup(), it:
-
Питание на Vext для модуля дисплея/LoRa (
VextON()) -
Звонки
Radio.Init(&RadioEvents)и настраивает RX с теми же параметрами LoRa -
Прикрепляет серво к
myservo.attach(servoPin, SERVO_DUTY_MIN, SERVO_DUTY_MAX)и располагает его по центру наhomePosition.
4. Прием, расшифровка и управление сервоприводом
Ядро - этоOnRxDone(uint8_t *payload, …)обратный вызов:
cppCopyEditdecryptAES((uint8_t*)rxpacket, userKey);
if (isNumber(rxpacket)) {
servoAngel = atoi(rxpacket);
myservo.write(servoAngel);
delay(15);
}
Serial.println("Angle: " + String(servoAngel));
lora_idle = true;
Он расшифровывает 16-байтный блок, преобразует его в целое число и сразу обновляет сервопривод.
5. Поддержка PWM-пинов и настройка сервоприводов
Мы протестировали эти контакты ESP32 для PWM-выхода, и они все работают для управления микро-сервоприводом:
CopyEdit1, 2, 3, 4, 5, 6, 19, 35, 36, 38, 39, 40, 41, 42, 45, 47, 48
Для стандартного SG90 наш код использует диапазон импульсов400 мкс(0Ã'°) to2400 мк с(180°), что обеспечивает плавный, полный охват без дрожания.
6. Схема проводки
Ниже приведены заполнительные места, куда вы можете вставить свои схемы TX и RX:


Коды и партнерские ссылки
Все вышеперечисленные схемы доступны для скачивания в разделе "Код и ресурсы" ниже. Если вы хотите собрать это самостоятельно, пожалуйста, рассмотрите возможность покупки вашего модуля Heltec LoRa32 V3, корпуса Meshnology N33, энкодера и сервопривода SG90 по нашим партнерским ссылкам. Это не стоит вам ничего лишнего и помогает нам продолжать создавать бесплатные руководства, как это!
Видеоглавы для справки
-
00:00 Введение и Обзор
-
00:05 Концепции дистанционного управления
-
Основы коммуникации LoRa
-
00:23 Предварительный просмотр аппаратного обеспечения
-
00:28 Витрина кейсов и батарей
-
01:03 Особенности модуля
-
01:42 Характеристики и подключение
-
02:54 Запуск сервомотора
-
03:05 Провода и распиновка
-
09:35 Размещение антенны
-
11:04 Сборка шкафа
-
29:26 Загружаю Эскизы
-
35:09 Испытание диапазона 1,2 км
-
36:38 Тест диапазона 1,4 км
-
38:41 Обзор производительности
-
43:04 Заключение и поддержка
Этот учебник является частью: Учебные пособия по WiFi LoRa 32
- Используя Heltec WiFi LoRa 32 V3 для передачи температуры с помощью DHT22 на расстояние 1,4 км
- 13 миль 20 км без WiFi? Как LoRa передавал напряжение на безумные расстояния! (Heltec WiFi LoRa 32 V3)
- Включите устройство на расстоянии 13 миль (21 км) – Ультимативный проект LoRa вне сети с WiFi LoRa 32!
- Система удаленного оповещения о двери на расстоянии 13 миль (21 км) с LoRa – вне сети! (Heltec WiFi LoRa 32 V3)
- Проект DIY удаленного реле: 13 миль без Wi-Fi/без SIM-модуля Heltec LoRa 32
- How to Use the Heltec LoRa CubeCell Development Board HTCC-AB01
/*
File: Heltec_ESP32_LoRa_V3_Sevo_TX_AiRotaryEncoder.ino
written on 24 Jun, 2025 by Ahmad Shamshiri
* =====================================================================
* ARDUINO CODE DESCRIPTION: SECURE LoRa SERVO CONTROL SYSTEM (TX)
* =====================================================================
*
* HARDWARE COMPONENTS:
* -------------------
* - Main Controller: Heltec WiFi LoRa 32 V3
* - Enclosure: Meshnology N33 case with 3000mAh battery
* - Input: Rotary encoder with push-button
* - Feedback: Built-in OLED display
* - Output: Servo motor + LoRa wireless transmission
*
* SYSTEM FUNCTIONALITY:
* -------------------
* [1] ROTARY ENCODER CONTROL:
* - Clockwise/Counter-clockwise rotation adjusts target angle (0°-180°)
* - Real-time angle display on OLED screen
* - Push-button returns servo to Home position (default: 90°)
*
* [2] SECURE WIRELESS TRANSMISSION:
* - All angle values encrypted before LoRa transmission
* - Home position command transmitted as special secure packet
* - Uses 433MHz LoRa band for reliable communication
*
* [3] POWER MANAGEMENT:
* - Optimized for battery operation (3000mAh)
* - Low-power modes between transmissions
*
* FOR COMPLETE SETUP INSTRUCTIONS:
* Please watch the tutorial video at: https://youtu.be/EPynuJ7sasY
* =====================================================================
Watch full video explaination: https://youtu.be/EPynuJ7sasY
Resources page: https://robojax.com/T635
* DISCLAIMER:
* This code is provided "AS IS" without warranty of any kind. The author
* shall not be held liable for any damages arising from the use of this code.
*
* LICENSE:
* This work is licensed under the GNU General Public License v3.0
* Permissions beyond the scope of this license may be available at Robojax.com
*
* SHARING TERMS:
* You are free to share, copy and modify this code for non-commercial purposes
* PROVIDED you:
* 1. Keep this entire comment block intact with the original code
* 2. Include the original Robojax.com link
* 3. Keep the YouTube tutorial link (if applicable)
* 4. Clearly indicate any modifications made
*
* Original tutorial at: https://robojax.com/T635
* YouTube Video: https://youtu.be/EPynuJ7sasY
*
* ********************************************************************
*/
#include <Wire.h>
#include "HT_SSD1306Wire.h"
#include "WiFi.h"
static SSD1306Wire display(0x3c, 500000, SDA_OLED, SCL_OLED, GEOMETRY_128_64, RST_OLED); // addr , freq , i2c group , resolution , rst
const int TX_POWER = 2;//dBm from 2 to 20. when powered via battery 2 to 14dBm is the best option
const int MAX_ANGLE = 180;//the most common is 180, but you can set it as needed
String labelAngle = "Angle";
const int homePosition = 90; //initial position
//endcoder
const int SW_PIN = 4;//define a pin for rotary encode switch
const int PIN_A = 6;
const int PIN_B = 5;//
const int ANGLE_STEP = 6;//
const bool debug= false;//to print debug data in serial moinitor set it to true, else false
int servoAngel = homePosition;
int oldAngleValue = servoAngel;
#include "mbedtls/aes.h"//for securing data
#include <cstring> // For memset, memcpy
mbedtls_aes_context aes;
const char *userKey = "hyhT676#h~_1a"; //Security key.
#include "LoRaWan_APP.h"
#include "AiEsp32RotaryEncoder.h"
#include "Arduino.h"
#define ROTARY_ENCODER_VCC_PIN -1
//instead of changing here, rather change numbers above
AiEsp32RotaryEncoder rotaryEncoder = AiEsp32RotaryEncoder(
PIN_A,
PIN_B,
SW_PIN,
ROTARY_ENCODER_VCC_PIN,
ANGLE_STEP);
#define RF_FREQUENCY 915432000 // Hz
#define TX_OUTPUT_POWER TX_POWER // dBm from 2 to 20. when powered via battery 2 to 14dBm
#define LORA_BANDWIDTH 0 // [0: 125 kHz,
// 1: 250 kHz,
// 2: 500 kHz,
// 3: Reserved]
#define LORA_SPREADING_FACTOR 7 // [SF7..SF12]
#define LORA_CODINGRATE 1 // [1: 4/5,
// 2: 4/6,
// 3: 4/7,
// 4: 4/8]
#define LORA_PREAMBLE_LENGTH 8 // Same for Tx and Rx
#define LORA_SYMBOL_TIMEOUT 0 // Symbols
#define LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON false
#define LORA_IQ_INVERSION_ON false
#define RX_TIMEOUT_VALUE 1000
#define BUFFER_SIZE 64 // Define the payload size here
char txpacket[BUFFER_SIZE];
char rxpacket[BUFFER_SIZE];
double txNumber;
bool lora_idle=true;
static RadioEvents_t RadioEvents;
unsigned long lastTxTime = 0;
void OnTxDone( void );
void OnTxTimeout( void );
void decryptAES(uint8_t *data, const char *key);
void encryptAES(uint8_t *data, const char *key);
void processKey(const char *userKey, uint8_t *processedKey, size_t keySize);
void VextON(void);
void rotary_loop();//prototyp function: rotary encoder
void IRAM_ATTR readEncoderISR();//prototyp function: rotary encoder
void rotary_onButtonClick();//prototyp function: rotary encoder
void setup() {
Serial.begin(115200);
Serial.println();
VextON();
delay(100);
//we must initialize rotary encoder
rotaryEncoder.begin();
rotaryEncoder.setup(readEncoderISR);
bool circleValues = false;
rotaryEncoder.setBoundaries(0, MAX_ANGLE, circleValues); //minValue, maxValue, circleValues true|false (when max go to min and vice versa)
/*Rotary acceleration introduced 25.2.2021.
* in case range to select is huge, for example - select a value between 0 and 1000 and we want 785
* without accelerateion you need long time to get to that number
* Using acceleration, faster you turn, faster will the value raise.
* For fine tuning slow down.
*/
//rotaryEncoder.disableAcceleration(); //acceleration is now enabled by default - disable if you dont need it
rotaryEncoder.setAcceleration(20); //or set the value - larger number = more accelearation; 0 or 1 means disabled acceleration
rotaryEncoder.reset(homePosition); //set home position
// Initialising the UI will init the display too.
display.init();
display.setFont(ArialMT_Plain_10);
//LoRa stuff
Mcu.begin(HELTEC_BOARD,SLOW_CLK_TPYE);
txNumber=0;
RadioEvents.TxDone = OnTxDone;
RadioEvents.TxTimeout = OnTxTimeout;
Radio.Init( &RadioEvents );
Radio.SetChannel( RF_FREQUENCY );
Radio.SetTxConfig( MODEM_LORA, TX_OUTPUT_POWER, 0, LORA_BANDWIDTH,
LORA_SPREADING_FACTOR, LORA_CODINGRATE,
LORA_PREAMBLE_LENGTH, LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON,
true, 0, 0, LORA_IQ_INVERSION_ON, 3000 );
}
void displayAngle() {
display.clear(); // Clear display before new content
// Line 1: Text: Angle
display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_LEFT);
// Line 2: Temperature value in 24pt font
display.setFont(ArialMT_Plain_24);
// Format
String angleString = String(servoAngel) + "°"; //
display.setFont(ArialMT_Plain_16);
display.drawString(0, 0, labelAngle);
display.setFont(ArialMT_Plain_24);
display.drawString(0, 15, angleString);
display.display(); // Update OLED
}
void VextON(void)
{
pinMode(Vext,OUTPUT);
digitalWrite(Vext, LOW);
}
void VextOFF(void) //Vext default OFF
{
pinMode(Vext,OUTPUT);
digitalWrite(Vext, HIGH);
}
void sendData()
{
String txData = String(servoAngel) ;
uint8_t data[BUFFER_SIZE];
memset(data, 0, sizeof(data)); // Zero-padding
strncpy((char*)data, txData.c_str(), sizeof(data) - 1); // Copy string safely
encryptAES(data, userKey); // Encrypt before sending
if(lora_idle == true)
{
//delay(1000);
Radio.Send(data, sizeof(data));
if(debug){
Serial.print("Sending: ");
Serial.println((char *)data);
}
lora_idle = false;
oldAngleValue =servoAngel;//keep record of angle change
}
Radio.IrqProcess( );
}
void loop() {
rotary_loop();
// clear the display
display.clear();
displayAngle(); //
if(oldAngleValue != servoAngel)
{
sendData();
}
//delay(100);
}
void OnTxDone( void )
{
if(debug){
Serial.println("TX done......");
}
lora_idle = true;
}
void OnTxTimeout( void )
{
Radio.Sleep( );
if(debug){
Serial.println("TX Timeout......");
}
lora_idle = true;
}
/**
* Converts a user-provided plaintext key into a fixed-length 16-byte (128-bit)
* or 32-byte (256-bit) key.
*/
void processKey(const char *userKey, uint8_t *processedKey, size_t keySize) {
memset(processedKey, 0, keySize); // Fill with zeros
size_t len = strlen(userKey);
if (len > keySize) len = keySize; // Truncate if too long
memcpy(processedKey, userKey, len); // Copy valid key part
}
/**
* Encrypts a 16-byte (one block) message using AES-128.
*/
void encryptAES(uint8_t *data, const char *key) {
uint8_t processedKey[16]; // 128-bit key
processKey(key, processedKey, 16);
mbedtls_aes_init(&aes);
mbedtls_aes_setkey_enc(&aes, processedKey, 128);
mbedtls_aes_crypt_ecb(&aes, MBEDTLS_AES_ENCRYPT, data, data);
mbedtls_aes_free(&aes);
}
/**
* Decrypts a 16-byte (one block) message using AES-128.
*/
void decryptAES(uint8_t *data, const char *key) {
uint8_t processedKey[16]; // 128-bit key
processKey(key, processedKey, 16);
mbedtls_aes_init(&aes);
mbedtls_aes_setkey_dec(&aes, processedKey, 128);
mbedtls_aes_crypt_ecb(&aes, MBEDTLS_AES_DECRYPT, data, data);
mbedtls_aes_free(&aes);
}
void rotary_onButtonClick()
{
static unsigned long lastTimePressed = 0;
//ignore multiple press in that time milliseconds
if (millis() - lastTimePressed < 500)
{
return;
}
lastTimePressed = millis();
if(debug){
Serial.print("button pressed ");
Serial.print(millis());
Serial.println(" milliseconds after restart");
}
}
void rotary_loop()
{
//dont print anything unless value changed
if (rotaryEncoder.encoderChanged())
{
if(debug){
Serial.print("Value: ");
Serial.println(rotaryEncoder.readEncoder());
}
servoAngel = rotaryEncoder.readEncoder();
}
if (rotaryEncoder.isEncoderButtonClicked())
{
rotaryEncoder.reset(homePosition);
servoAngel = homePosition;
rotary_onButtonClick();
}
}
void IRAM_ATTR readEncoderISR()
{
rotaryEncoder.readEncoder_ISR();
}
Common Course Links
Common Course Files
Ресурсы и ссылки
-
ВнешнийСсылка на сайт Heltec WiFi Kit 32heltec.org
Файлы📁
Нет доступных файлов.