Kod Ara

Uzaklardan Bir Servo Motoru Kontrol Edin! Heltec WiFi LoRa 32 V3 Arduino Eğitimi (TX)

Bu ders, bir parçasıdır: WiFi LoRa'ya Giriş

Uzaklardan Bir Servo Motoru Kontrol Edin! Heltec WiFi LoRa 32 V3 Arduino Eğitimi (TX)

Bu rehberde, Heltec ESP32 LoRa V3 servo projemizdeki birebir kodları ele alıyor ve nasıl çalıştıklarını adım adım açıklıyoruz—ekstra kod eklemeden. Vericinin döner kodlayıcıyı nasıl okuduğunu, bu açıyı LoRa üzerinden nasıl güvence altına alıp gönderdiğini ve alıcının bunu nasıl çözdüğünü ve bir mikro-servoyu nasıl sürdüğünü öğreneceksiniz. Tüm parça ve kod bağlantıları aşağıda; ortaklık bağlantılarımız üzerinden sipariş verirseniz bu eğitimleri hazırlamaya devam etmemize yardımcı olursunuz.

 

Heltec ESP32 Kartlarını Kurma

Bu yolu videoda gösterildiği gibi Arduino IDE'nizin tercihlerine ekleyin:https://resource.heltec.cn/download/package_heltec_esp32_index.json

1. Verici (TX) donanımı ve kurulumu

TX tarafında ihtiyacınız olanlar:

  • Heltec WiFi LoRa 32 V3 kartı (Meshnology N33 kasasında, 3000 mAh paketle güçlendirilmiş)

  • GPIO 6 (CLK), GPIO 5 (DT), GPIO 4 (SW) bağlantılı döner kodlayıcı

  • I²C üzerinde OLED ekran (SDA= 4, SCL= 15)

Kod, Heltec_ESP32_LoRa_V3_Sevo_TX_AiRotaryEncoder.ino dosyasındaki gibi her şeyi dahil ederek ve başlatarak başlar:

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;


setup() içinde kod şunları yapar:

  • Ekranı açar, yazı tipini ayarlar

  • rotaryEncoder.begin(), rotaryEncoder.setup(readEncoderISR), rotaryEncoder.setBoundaries(0, MAX_ANGLE, true) ve rotaryEncoder.setAcceleration(20) çağrılarını yapar

  • Kodlayıcıyı homePosition değerine sıfırlar

  • Mcu.begin(HELTEC_BOARD, SLOW_CLK_TPYE) ile LoRa'yı başlatır ve RadioEvents, kanal ve parametreleri sağlanan koddaki gibi ayarlar.

2. Açıyı güvenli bir şekilde gönderme

Her döngüde rotary_loop() çalışır ve şunları yapar:

  • Kodlayıcıyı ISR içinde okur

  • servoAngel değiştiğinde, bunu 16 baytlık bir tampona paketler, AES-128 ile şifreler (encryptAES() koddan) ve şunu çağırır:

    cppCopyEditRadio.Send(data, sizeof(data));
    
    
  • OnTxDone() tetiklenene kadar lora_idle = false ayarlar ve sonra sıfırlar.

3. Alıcı (RX) donanımı ve kurulumu

RX tarafında ihtiyacınız olanlar:

  • Heltec WiFi LoRa 32 V3 kartı (aynı kasa/pil)

  • GPIO 6'ya (veya test edilmiş herhangi bir PWM pinine) bağlı mikro-servo (örn. SG90)

  • OLED ekran

Heltec_ESP32_LoRa_V3_Sevo_RX.ino dosyasındaki kod şununla başlar:

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;


setup() içinde şunları yapar:

  • Ekran/LoRa modülü için Vext'i açar (VextON())

  • Radio.Init(&RadioEvents) çağrısını yapar ve RX'i aynı LoRa parametreleriyle yapılandırır

  • Servoyu myservo.attach(servoPin, SERVO_DUTY_MIN, SERVO_DUTY_MAX) ile bağlar ve homePosition değerinde ortalar.

4. Alma, şifre çözme ve servoyu sürme

Çekirdek, OnRxDone(uint8_t *payload, …) geri çağrısıdır:

cppCopyEditdecryptAES((uint8_t*)rxpacket, userKey);
if (isNumber(rxpacket)) {
  servoAngel = atoi(rxpacket);
  myservo.write(servoAngel);
  delay(15);
}
Serial.println("Angle: " + String(servoAngel));
lora_idle = true;


16 baytlık bloğun şifresini çözer, bir tamsayıya dönüştürür ve servoyu hemen günceller.

5. PWM pin desteği ve servo ayarı

Bu ESP32 pinlerini PWM çıkışı için test ettik ve hepsi bir mikro-servoyu sürmek için çalışıyor:

CopyEdit1, 2, 3, 4, 5, 6, 19, 35, 36, 38, 39, 40, 41, 42, 45, 47, 48


Standart bir SG90 için kodumuz 400 µs (0°) ile 2400 µs (180°) arasında bir darbe aralığı kullanır; bu da titreme olmadan pürüzsüz ve tam bir tarama sağlar.

6. Bağlantı şeması

Aşağıda TX ve RX şemalarınızı ekleyebileceğiniz yer tutucular bulunmaktadır:

Helte_Wifi_LoRA_Rotary_Encoder
Helte_Wifi_LoRA pil ile

Kod ve Bağlı Kuruluş Bağlantıları

Yukarıdaki tüm taslaklar, aşağıdaki “Kod ve Kaynaklar” bölümünde indirilebilir. Bunu kendiniz yapmak istiyorsanız, Heltec LoRa32 V3 modülünüzü, Meshnology N33 kasasını, döner kodlayıcıyı ve SG90 servo motorunu bağlı kuruluş bağlantılarımız aracılığıyla satın almayı düşünün. Bu size ekstra bir maliyet getirmez ve bu gibi ücretsiz eğitimler yapmaya devam etmemize yardımcı olur!


Referans için Video Bölümleri

  • 00:00 Giriş ve Genel Bakış

  • 00:05 Uzaktan Kumanda Kavramları

  • 00:19 LoRa İletişim Temelleri

  • 00:23 Donanım Önizlemesi

  • 00:28 Kasa ve Pil Tanıtımı

  • 01:03 Modül Özellikleri

  • 01:42 Teknik Özellikler ve Bağlantı

  • 02:54 Servo Motoru Güçlendirme

  • 03:05 Kablolama ve Pin Yapısı

  • 09:35 Anten Yerleşimi

  • 11:04 Kasa Montajı

  • 29:26 Taslakları Yükleme

  • 35:09 Menzil Testi 1,2 km

  • 36:38 Menzil Testi 1,4 km

  • 38:41 Performans Özeti

  • 43:04 Sonuç ve Destek

775-Secure LoRa Servo Angle Transmitter (TX) with Rotary Encoder - Heltec V3
Dil: C++
/*
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();
}

Dosyalar📁

Arduino Kütüphaneleri (zip)