تماشا در یوتیوب

پروژه ریلی از راه دور DIY: ماجیول Heltec LoRa 32 بدون Wi-Fi/بدون سیم کارت به فاصله ۱۳ مایل

کنترل از راه دور بلادرنگ LoRa با هلتک WiFi LoRa 32

تصور کنید که بتوانید یک پنکه، یک چراغ، یک پمپ آب یا یک هشدار امنیتی را از بیش از ۱۵ مایل یا ۲۱ کیلومتر دورتر کنترل کنید، بدون اینکه به سیم‌کارتی نیاز داشته باشید یا هزینه‌ای پرداخت کنید. این کار با استفاده از فناوری LoRa (برد بلند) ممکن است و در این راهنما، به شما نشان خواهیم داد که چگونه می‌توانید چنین سیستمی را بسازید. ما از فناوری قدرتمند استفاده خواهیم کرد.ماجیول هلتک وای‌فای لورا ۳۲داخل محفظه مقاوم به آسانی قرار گرفته استقالب مشنولوژی N35که شامل یک باتری 3000mAh برای عملکرد طولانی‌مدت است.

این پروژه نحوه راه‌اندازی یک فرستنده و یک گیرنده برای کنترل یک بار را به دو روش مختلف نشان می‌دهد: یک عملکرد ساده روشن/خاموش و یک عملکرد سوئیچ. ما به بررسی مونتاژ سخت‌افزار، سیم‌کشی، تنظیمات شِفر (کود) خواهیم پرداخت و یک آزمایش دامنه واقعی را به شما نشان خواهیم داد.

اجزا و سخت‌افزار

در دل پروژه ما چند مؤلفه کلیدی وجود دارد که برای دستیابی به حداکثر دامنه و قابلیت اطمینان به‌طور مشترک طراحی شده‌اند.

• هلتک WiFi LoRa 32 V3:این یک میکروکنترلر چندمنظوره است که با یک چیپ ارتباطی LoRa ساخته شده است و همچنین قابلیت‌های Wi-Fi و Bluetooth را دارد. این میکروکنترلر کاملاً قابل برنامه‌ریزی مانند یک آردوینو است و به ما اجازه می‌دهد ورودی‌ها را بخوانیم و خروجی‌ها را کنترل کنیم.
• مورد و باتری مشنولوژی N35:این یک کیس بادوام است که به طور خاص برای ماجیول هلتک طراحی شده است. هنگام خرید به عنوان یک کیت، شامل یک باتری 3000mAh است که برای انتقال و دریافت بلندمدت، به ویژه در مکان‌های دورافتاده، ضروری است.
• آنتن با بهره بالا:برای رسیدن به بهترین دامنه ممکن، از آنتن با بهره بالا استفاده خواهیم کرد که به طور چشمگیری قدرت سیگنال را نسبت به آنتن اصلی بهبود می‌بخشد.
• ریلی یا زنگ هشدار:برای گیرنده، می‌توانید یک ریلی وصل کنید تا دستگاه‌های AC یا DC با قدرت بالا مانند فن‌ها و چراغ‌ها را کنترل کنید، یا یک بوزر ساده برای کاربردهای هشدار.

مونتاژ سخت‌افزار

مونتاژ واحد یک فرآیند ساده است، همانطور که در ویدیو از تقریبا۰۵:۵۶این کیت N35 شامل ماجیول Heltec، باتری 3000mAh، جعبه، آنتن با کابل اضافی و هدرهای پایه است.

مراحل اصلی شامل قرار دادن دکمه‌ها در داخل کیس، عبور دادن سیم باتری، اتصال کابل افزایش دهنده آنتن به ماجیول، قرار دادن ماجیول درون کیس و اتصال باتری است. سپس، به سادگی کیس را می‌بندید و پایه آنتن را از بیرون محکم می‌کنید. شایان ذکر است که نسخه اولیه کیس نیاز به یک تغییر کوچک برای جا دادن پایه آنتن داشت، اما Meshnology از آن زمان این مشکل را در سری‌های جدید حل کرده است.

سیم‌کشی برای بار گیرنده

در سمت دریافت‌کننده، دستگاه خروجی خود را وصل خواهید کرد. در زیر، دستورالعمل‌های سیم‌کشی برای هم یک ریلی و هم یک زنگ هشدار آورده شده است، همانطور که در ویدیو جزئیات داده شده است.۱۱:۱۷.

سیم‌کشی یک ریلی

یک ریلی به عنوان یک سوئیچ الکتریکی عمل می‌کند و به شما امکان می‌دهد بار با توان بالا را کنترل کنید.

• پایه سیگنال ریلی به متصل می‌شود بهپایه ۴ماجیول هلتک لورا.
• پایه زمین ریلی به یک اتصال می‌زندGNDپایه روی ماجیول.
• مهم:پایه VCC (منبع تغذیه) ریلی باید توسط یکمنبع تغذیه خارجی 5 ولتخروجی 3.3V ماجیول نمی‌تواند به طور مطمئن ولتاژ مورد نیاز ریلی را تأمین کند.
• شما باید یک ایجاد کنیدزمین مشترکبا اتصال زمین منبع تغذیه خارجی به زمین ماجیول هل تک. این امر برای عملکرد مدار حیاتی است.

اتصال یک زنگ با ترانزیستور

برای یک زنگ هشدار صوتی ساده، می‌توانید از یک بوزر استفاده کنید. برای جلوگیری از کشیدن جریان بیش از حد از پایه میکروکنترلر، از یک ترانزیستور NPN 2N2222 برای راه‌اندازی آن استفاده می‌کنیم.

• متصل شویدپایه ۴مدول به یک مقاومت ۱ کیلو اهم. سر دیگر مقاومت بهپایهپایه میانی ترانزیستور.
• ترانزیستورپرتابگرپایه چپ (با سمت صاف رو به شما) به اتصال می‌یابدGND.
• ترانزیستورجمع‌آوری‌کننده(پایه راست) به آن متصل می‌شودمنفی (-)پایه بوق.
• متن:مثبت (+)پایه زنگ به اتصال می‌یابد به۳.۳ ولتپایه روی ماجیول هل‌تک.

تنظیمات IDE و کتابخانه آردوینو

قبل از اینکه بتوانید شِفر (کود) را بارگذاری کنید، باید IDE آردوینو را برای کار با بردهای هلتک پیکربندی کنید. این فرآیند از۱۴:۳۷در ویدیو.

1. نصب بردهای ESP32:در IDE آردوینو، به مدیر بردها بروید و جستجو کنید برایESP32این بسته را توسط شرکت Espressif Systems نصب کنید.
2. آدرس برد هلتک را اضافه کنید:به منوی فایل > تنظیمات بروید. در قسمت "آدرس‌های اضافی مدیر بردها"، واصل JSON مربوط به سری Heltec ESP32 را اضافه کنید. این واصل در صفحه منابع زیر مقاله ارائه خواهد شد.
3. نصب بوردهای Heltec ESP32:به مدیر تخته‌ها برگردید، جستجو کنید برایHeltec ESP32، و بسته را نصب کنید.
4. کتابخانه‌های مورد نیاز را نصب کنید:به مدیر کتابخانه بروید و موارد زیر را نصب کنید:
   • Heltec ESP32 dev boards
   • Adafruit GFX Library(و روی "نصب همه" برای وابستگی‌های آن کلیک کنید)
5. نصب کتابخانه Robojax:دانلود سفارشیRobojax Heltec LoRa 32کتابخانه zip را از صفحه منابع دانلود کنید. در محیط برنامه‌نویسی آردوینو، به مسیر Sketch > Include Library > Add .ZIP Library بروید و فایل دانلود شده را انتخاب کنید.
6. هیئت را انتخاب کنید:در نهایت، به Tools > Board بروید و انتخاب کنیدهلتک وای‌فای لوRa 32 (نسخه 3).

تنظیمات شِفر (کود) توضیح داده شده

ما سه طرح شِفر (کود) مختلف برای این پروژه داریم: یکی برای فرستنده ساده روشن/خاموش، یکی برای فرستنده سوییچ، و یکی برای گیرنده. کتابخانه بخش‌های پیچیده را مدیریت می‌کند، بنابراین شما فقط نیاز به تنظیم چند مورد در بالای هر فایل دارید. توضیحات شِفر (کود) از۱۹:۰۰در ویدیو.

ترانسمیتر (TX) - تنظیمات شِفر (کود) ساده روشن/خاموش

این شِفر (کود) ریلی را فقط زمانی روشن می‌کند که دکمه نگه داشته شده باشد.

// Text to display on the OLED screen
const char *displayTexttitle = "Relay:";
const char *displayTextTX = "(TX)";
const char *displayTextRelayON = "ON";
const char *displayTextRelayOFF = "OFF";

// Security key and frequency (MUST MATCH RECEIVER)
const char *userKey = "6tfDs$wEq3!";
#define RF_FREQUENCY 915555000 

// Transmission power (2-21, higher is stronger)
#define TX_OUTPUT_POWER 14 

تنظیمات شِفر (کود) سوئیچ فرستنده (TX)

این شِفر (کود) وضعیت ریلی را با هر بار فشار دادن دکمه تغییر می‌دهد (از روشن به خاموش یا از خاموش به روشن).

// Set to true for serial monitor debugging, false for normal use
bool debug = true; 
// The built-in user button pin is 0
#define PUSH_BUTTON_PIN 0  

// Text to display on the OLED screen
const char *displayTextTitle = "Relay:";
const char *displayTextTX = "(TX)";
const char *displayTextRelayToggleON = "TOG-ON";
const char *displayTextRelayToggleOFF = "TOG-OFF";

// Security key and frequency (MUST MATCH RECEIVER)
const char *userKey = "6tfDs$wEq3!"; 
#define RF_FREQUENCY 915555000 

// Transmission power (2-21)
#define TX_OUTPUT_POWER 2 

تنظیمات شِفر (کود) گیرنده (RX)

این شِفر (کود) یک گیرنده با هر دو فرستنده ساده و سوییچ کار می‌کند.

// The pin connected to the relay's signal input
#define RELAY_CONTROL_PIN 4

// Text to display on the OLED screen
const char *displayTextTitle = "Relay:"; 
const char *displayTextTX = "(RX)"; 
const char *displayTextRelayON = "ON"; 
const char *displayTextRelayOFF = "OFF"; 
const char *displayTextRelayToggleON = "TOG-ON"; 
const char *displayTextRelayToggleOFF = "TOG-OFF"; 

// Security key and frequency (MUST MATCH TRANSMITTER)
const char *userKey = "6tfDs$wEq3!";
#define RF_FREQUENCY 915555000 

به طور حیاتی, theuserKeyوRF_FREQUENCYباید در فرستنده و گیرنده یکسان باشد تا بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

آزمایش و امتحان برد ۱۳ مایلی

این سیستم در یک محیط آزمایشگاهی بدون نقص عمل می کند، با ریلی یا بیزر گیرنده که به سرعت به فشار دادن دکمه ها روی فرستنده پاسخ می دهد. اما قدرت واقعی LoRa در دامنه آن است.

یک آزمایش با برد بلند انجام شد، همانطور که دیده می‌شود از25:03به سمت جلو. فرستنده بر روی سطح قدرت 20 تنظیم شده بود، با یک آنتن با بهره بالا مجهز شده و بر روی یک سه‌پایه حدود 10 متر بالاتر از سطح آب در ساحل یک دریاچه قرار داده شده بود تا خط دید روشنی را تضمین کند. سپس گیرنده به سمت دیگر دریاچه منتقل شد.

نتیجه یک موفقیت چشمگیر بود. سیگنال پایداری از فاصله‌ای دریافت شد از۱۳.۰۴ مایل، یا ۲۰.۹۸ کیلومتراین نشان می‌دهد که با تنظیمات درست، می‌توانید به طور قابل اعتماد دستگاه‌ها را از فواصل دور کنترل کنید، که این امر آن را برای کاربردهایی مانند نظارت بر کشاورزی از راه دور، کنترل دروازه یا سیستم زنگ سرقت با برد بالا ایده‌آل می‌سازد.

برچسب‌های ویدیویی

• ۰۰:۰۰- مقدمه‌ای بر کنترل بلندمدت
• ۰۲:۴۲LoRa چیست؟
• ۰۳:۲۰- نمای کلی اجزاء (Heltec، کیس N35)
• ۰۵:۵۶- باز کردن جعبه و مونتاژ سخت‌افزار
• ۱۱:۱۷- توضیح سیم‌کشی: ریلی و بوق
• ۱۴:۳۷- راه‌اندازی IDE و کتابخانه آردوینو
• ۱۹:۰۰تنظیمات شِفر (کود) توضیح داده شده (TX و RX)
• ۲۵:۰۳- آزمایش و امتحان محدوده ۱۳ مایلی