Nyalakan Perangkat dari Jarak 13 Mil 21km – Proyek LoRa Off-Grid Terbaik dengan WiFi LoRa 32!

Nyalakan Perangkat dari Jarak 13 Mil 21km – Proyek LoRa Off-Grid Terbaik dengan WiFi LoRa 32!

Panduan ini membawa Anda melalui seluruh proses, dari merakit perangkat keras dalam wadah kokoh hingga mengunggah kode dan melakukan uji jangkauan dunia nyata. Ini bukan sekadar eksperimen laboratorium; ini adalah solusi praktis untuk berbagai aplikasi.

• Pertanian Jarak Jauh: Nyalakan pompa irigasi atau kipas rumah kaca dari satu lokasi pusat.
• Akses Properti: Buka dan tutup pintu garasi atau gerbang jauh saat Anda mendekat.
• Otomatisasi Off-Grid: Kendalikan pencahayaan, pemanas, atau peralatan lain di kabin, kapal, atau RV.
• Sistem Keamanan: Aktifkan atau nonaktifkan alarm keamanan atau sistem kamera jarak jauh.
• Pemantauan Satwa Liar: Picu kamera jebakan atau pengusir non-mematikan dari jarak jauh.

Inti dari proyek ini adalah modul Heltec Wi-Fi LoRa 32 V3, yang akan kita tempatkan dalam wadah Meshnology N32 profesional dengan baterai 3000mAh untuk portabilitas sejati. Kita akan menjelajahi kabel untuk relai dan buzzer, menjelaskan konfigurasi kode penting, dan menunjukkan cara mengatur tautan aman yang tidak akan mengganggu perangkat LoRa lainnya. Hasilnya adalah sakelar jarak jauh yang mandiri dan kuat yang beroperasi sepenuhnya gratis, melintasi jarak yang mustahil bagi solusi Wi-Fi atau Bluetooth tradisional.

Perangkat Keras & Komponen

Untuk membangun proyek ini, Anda akan membutuhkan komponen berikut. Barang-barang inti sering tersedia sebagai kit dari Meshnology, yang menyederhanakan proses perakitan.

• 2x Modul Heltec Wi-Fi LoRa 32 V3: Mikrokontroler utama dengan LoRa, Wi-Fi, dan Bluetooth terintegrasi. (di video pada 00:23)
• 2x Wadah Meshnology N32: Enclosure profesional yang kokoh dirancang untuk modul Heltec dan baterai besar. (di video pada 02:00)
• 2x Baterai LiPo 3000mAh 3.7V: Menyediakan daya portabel tahan lama untuk operasi off-grid. (di video pada 02:14)
• 1x Modul Relai: Modul relai 5V untuk mengalihkan beban daya tinggi Anda (misalnya, motor, lampu, atau pompa).
• 1x Buzzer (Opsional): Buzzer aktif 5V untuk umpan balik audio, digerakkan oleh transistor 2N2222.
• 1x Transistor 2N2222 (Opsional): Transistor NPN yang digunakan untuk menggerakkan buzzer dengan aman.
• 1x Resistor 1kΩ (Opsional): Resistor pembatas arus untuk basis transistor.
• 2x Antena Gain Tinggi: Untuk memaksimalkan jangkauan transmisi dan sensitivitas penerima. (di video pada 04:35)
• Berbagai Kabel & Konektor: Untuk membuat koneksi yang diperlukan.

Menginstal Papan Heltec ESP32

Tambahkan jalur ini ke preferensi Arduino IDE Anda seperti yang ditunjukkan di video:https://resource.heltec.cn/download/package_heltec_esp32_index.json

Pustaka yang Diperlukan

Anda harus menginstal pustaka Robojax_HeltecLoRa32 . Unduh dari tautan di bawah artikel ini.

Instal pustaka ZIP ini melalui Arduino IDE sebelum mengunggah kode apa pun.

Panduan Pengkabelan

Proyek ini melibatkan dua rangkaian terpisah: pemancar dan penerima. Pengkabelan untuk keduanya cukup sederhana. Jika Anda menggunakan casing Meshnology, Anda perlu mengebor lubang kecil untuk mengarahkan kabel relay atau buzzer ke luar. Video ini menunjukkan perakitan yang rapi, tetapi koneksi intinya adalah sebagai berikut:

Pemancar: Pemancar menggunakan tombol pengguna bawaan pada modul Heltec. Tidak diperlukan pengkabelan eksternal untuk sinyal kontrol. Pastikan antena terhubung sebelum menyalakan perangkat.

Penerima: Pin GPIO 4 pada penerima digunakan untuk mengontrol relay atau buzzer. Pengkabelannya ditunjukkan di bawah ini. Perhatikan bahwa relay diisolasi dari ESP32, sehingga Anda memerlukan sumber daya terpisah untuk rangkaian beban relay.

Koneksi Relay:

• Hubungkan pin 3.3V modul Heltec ke pin VCC modul relay (atau input positif konverter boost jika Anda memerlukan 5V yang stabil).
• Hubungkan pin GND modul Heltec ke pin GND modul relay.
• Hubungkan pin GPIO 4 modul Heltec ke pin IN (sinyal) modul relay. (di video pada 14:54)

Koneksi Buzzer (dengan Transistor): Pin GPIO ESP32 tidak dapat menyuplai arus yang cukup untuk menggerakkan buzzer secara langsung. Transistor berfungsi sebagai sakelar untuk melindungi mikrokontroler. (di video pada 16:47)

• Hubungkan pin 3.3V ke terminal positif (+) buzzer.
• Hubungkan terminal negatif (-) buzzer ke kolektor transistor 2N2222.
• Hubungkan emitor transistor ke pin GND.
• Hubungkan basis transistor ke salah satu ujung resistor 1kΩ.
• Hubungkan ujung resistor lainnya ke pin GPIO 4.

Penjelasan Kode

Kode untuk proyek ini disediakan dalam pustaka Robojax Heltec LoRa 32. Anda perlu menginstal pustaka ini dan paket dukungan papan yang diperlukan di Arduino IDE Anda. Proses pengaturannya dijelaskan secara rinci dalam video. Setelah pustaka terinstal, Anda dapat membuka contoh sketsa: Relay_Secure_TX_Sample untuk pemancar dan Relay_Secure_RX untuk penerima. (di video pada 26:12)

Baik kode pemancar maupun penerima memiliki beberapa variabel yang dapat dikonfigurasi pengguna di bagian atas yang harus Anda atur untuk memastikan komunikasi yang tepat. Variabel-variabel ini adalah kunci untuk membuat proyek berfungsi sesuai pengaturan spesifik Anda.

// VARIABEL YANG DAPAT DIKONFIGURASI OLEH PENGGUNA
// ============================
bool debug = false; // Set ke true untuk mengaktifkan keluaran Serial Monitor

// Pengaturan Pemancar
const int userPin = 0; // Pin GPIO untuk tombol pengguna
String relayOnText = "Relay ON"; // Teks yang ditampilkan di layar
String relayOffText = "Relay OFF"; // Teks yang ditampilkan di layar

// Pengaturan Penerima
const int relayPin = 4; // Pin GPIO yang terhubung ke relay atau transistor
int relayOnDuration = 3000; // Waktu dalam milidetik relay tetap menyala untuk kode "Sample"

// Pengaturan Keamanan (HARUS SAMA DI KEDUA PERANGKAT)
String securityKey = "your_secret_key"; // Kunci rahasia bersama untuk komunikasi aman
String secret = "your_secret"; // Rahasia lain untuk keamanan tambahan

// Pengaturan LoRa (HARUS SAMA DI KEDUA PERANGKAT)
#define LORA_FREQUENCY 915.0 // Frekuensi dalam MHz (misalnya, 868.0 untuk Eropa, 915.0 untuk AS)
int power = 20; // Daya transmisi dalam dBm (2 hingga 20)
// ============================

Berikut adalah fungsi dari setiap pengaturan ini:

• debug: Saat disetel ke true, kode akan mencetak informasi terperinci ke Serial Monitor Arduino IDE. Ini berguna untuk pemecahan masalah tetapi harus disetel ke false untuk operasi normal guna menghemat daya.
• userPin (Pemancar): Ini menentukan pin GPIO yang terhubung ke tombol yang akan Anda tekan untuk mengirim sinyal. Defaultnya adalah 0, yaitu tombol pengguna bawaan pada modul Heltec.
• relayPin (Penerima): Ini adalah pin GPIO yang akan mengeluarkan sinyal untuk mengontrol relay atau transistor Anda. Defaultnya adalah 4. Jika Anda menghubungkan relay ke pin yang berbeda, Anda harus mengubah nilai ini.
• relayOnDuration (Penerima): Ini digunakan dalam kode "Sample". Ini menentukan berapa lama relay tetap menyala setelah sinyal diterima. Misalnya, menyetelnya ke 1000 akan membuat relay tetap menyala selama 1 detik. Ini berguna untuk aksi "sesaat" seperti membuka pintu. Kode contoh "Toggle" akan mengabaikan ini dan mengubah status setiap kali tombol ditekan.
• securityKey dan secret: Ini adalah kata sandi Anda untuk tautan LoRa. Keduanya harus persis sama di pemancar dan penerima. Ini mencegah pengguna yang tidak berwenang mengontrol perangkat Anda. (di video pada 27:19)
• LORA_FREQUENCY: Ini mengatur pita frekuensi radio. Ini harus sama di kedua perangkat dan legal di negara Anda (misalnya, 868 MHz di Eropa, 915 MHz di Amerika Utara). (di video pada 27:36)
• power: Ini mengatur daya transmisi dalam dBm. Nilai 2 adalah daya rendah untuk pengujian, sedangkan 20 adalah maksimum untuk jangkauan terjauh. (di video pada 27:43)

Ada tiga jenis utama kode pemancar: Sample, Toggle, dan Momentary. Kode "Sample" menyalakan relay untuk durasi tertentu. Kode "Toggle" mengubah status relay (nyala/mati) dengan setiap penekanan tombol. Kode "Momentary" menyalakan relay hanya selama tombol ditekan. Pilih yang paling sesuai dengan aplikasi Anda.

Proyek Langsung & Demonstrasi

Dalam video, pembuat mendemonstrasikan proyek dalam dua fase. Pertama, uji laboratorium menunjukkan sistem bekerja dengan relay yang mengontrol motor dan buzzer yang digerakkan transistor. Relay dan buzzer berhasil dinyalakan dan dimatikan dari papan pemancar, membuktikan fungsionalitas dasar dan tautan komunikasi yang aman.

Fase kedua yang lebih mengesankan adalah uji jangkauan dunia nyata. Pemancar ditempatkan di tripod di dekat danau, dan penerima dibawa ke titik sejauh 13,04 mil (20,98 km) dengan garis pandang yang jelas. Video menunjukkan penerima menampilkan nilai tegangan yang dikirim dari lokasi yang jauh, berhasil menerima data melalui jangkauan 21 km. Ini mengonfirmasi kemampuan proyek untuk mengontrol perangkat dari jarak yang sangat jauh secara gratis, tanpa infrastruktur yang ada.

Bab

• [00:00] Pengenalan Kontrol LoRa Off-Grid
• [01:01] Tinjauan Proyek dan Pengenalan Seri
• [01:57] Membuka Kotak dan Memeriksa Perangkat Keras
• [04:56] Memahami Modul Heltec dan Antena
• [07:57] Merakit Casing Meshnology N32
• [13:56] Menghubungkan Rangkaian Relay dan Buzzer
• [19:41] Perakitan Akhir dan Modifikasi Casing
• [21:51] Menginstal Perangkat Lunak dan Pustaka yang Diperlukan
• [26:12] Mengonfigurasi Kode Pemancar
• [28:46] Mengonfigurasi Kode Penerima
• [30:02] Demonstrasi Langsung: Mengontrol Relay dan Buzzer
• [33:06] Uji Jangkauan 13 Mil Dunia Nyata dan Kesimpulan

Gambar

617_WiFi_LoRa32_Relay_wiring_boost

641_Heltec_Wifi_LoRA_Rotary_Encoder_wiring

Heltec_Wifi_LoRA_32_wiring_uzzer

Heltec_WiFi_LoRa_32_V3_N35-1-package

617_WiFi_LoRa32_Relay_wiring_boost

641_Heltec_Wifi_LoRA_Rotary_Encoder_wiring

Heltec_Wifi_LoRA_32_wiring_uzzer

Heltec_WiFi_LoRa_32_V3_N35-1-package