13 Mil (21 Km) Uzaktan LoRa ile Uzaktan Kapı Alarm Sistemi – Şebekeden Bağımsız! (Heltec WiFi LoRa 32 V3)

13 Mil (21 Km) Uzaktan LoRa ile Uzaktan Kapı Alarm Sistemi – Şebekeden Bağımsız! (Heltec WiFi LoRa 32 V3)

Uzaktaki bir kulübenin ön kapısını, bir çiftliğin kapısını veya bir depolama biriminin girişini 13 milden (21 km) fazla bir mesafeden—Wi-Fi bağlantısı, cep telefonu SIM kartı veya aylık ücret olmadan—izleyebildiğinizi hayal edin. Bu gelecekçi bir kavram değil; LoRa (Uzun Menzil) teknolojisini kullanan pratik bir gerçeklik. Bu projede, Heltec Wi-Fi LoRa 32 V3 modülünü kullanarak, 3000 mAh pil ile şebekeden bağımsız uzun ömürlü performans için düzgünce paketlenmiş bir Meshnology N32 kutusu içinde uzun menzilli bir kapı izleme sistemi inşa edeceğiz.

Bu proje, bir kapının açık mı kapalı mı olduğunu algılamak için bir Hall etkisi sensörü kullanır ve bu durumu LoRa bandı üzerinden iletir. Kulübeler, ahırlar, depolama birimleri veya mevcut altyapıya güvenmeden güvenilir uzaktan izleme gerektiren herhangi bir konum için mükemmel bir çözümdür. Alıcıya bir buzzer veya röle ekleyerek yerel bir alarm sistemi bile oluşturabilirsiniz.

Bu projeyi kullanabileceğiniz bazı pratik yollar şunlardır:

• Sıcaklık kontrolü için kapalı olduğundan emin olmak amacıyla uzak bir sera kapısını izleyin.
• Mülkten ayrıldıktan sonra bir ahır veya at ahırı kapısının açık bırakılıp bırakılmadığını kontrol edin.
• Bir kulübe veya atölye için uzun menzilli bir güvenlik alarmı oluşturun.
• Bir posta kutusu veya kapı açıldığında bildirim alın.
• Çitle çevrili bir alana veya inşaat sahasına erişimi izleyin.

Bu kılavuz, Wi-Fi LoRa 32 V3 serisi üzerine dördüncü kılavuzdur. Önceki videolar sıcaklık verisi göndermeyi, 150V DC'ye kadar okumayı ve bir röleyi uzaktan kontrol etmeyi—hepsi LoRa üzerinden—kapsıyordu. Bu proje, eksiksiz ve pratik bir izleme sistemi oluşturmak için bu kavramlar üzerine inşa edilmiştir.

Gerekli Donanım

Bu projeyi inşa etmek için aşağıdaki bileşenlere ihtiyacınız olacak:

• 2x Heltec Wi-Fi LoRa 32 V3 modülü
• 2x Meshnology N32 kutusu (veya benzer muhafazalar)
• 2x 3000 mAh 3.7V LiPo pil
• 1x Hall Etkisi sensör modülü (dijital çıkışlı)
• 1x Küçük mıknatıs (kapı için)
• 1x Buzzer (5V, 3.3V ile çalışır) veya 5V röle modülü
• 1x 2N2222 NPN transistör (buzzer devresi için)
• 1x 1kΩ direnç
• Bağlantı kabloları ve bir havya

Meshnology N32 kutusu bu yapı için harika bir seçenektir. Heltec modülünü ve 3000 mAh pili barındıracak şekilde tasarlanmıştır ve temiz, profesyonel bir görünüm sağlar. Başlamak için basit bir devre tahtası veya özel 3D baskılı bir muhafaza da kullanabilirsiniz.

Bağlantı Kılavuzu

İnşa edilecek iki ana devre vardır: verici ve alıcı. Verici Hall etkisi sensörüne bağlanırken, alıcı alarmlar için bir buzzer veya röle modülüne bağlanabilir.

Verici Bağlantısı:

Bu kurulum çok basittir. Hall etkisi sensörünün dört pini vardır: VCC, GND, DO (Dijital Çıkış) ve AO (Analog Çıkış). Bu proje için yalnızca dijital çıkışa ihtiyacımız var.

• Sensördeki VCC, Heltec kartındaki 3.3V pinine bağlanır.
• Sensördeki GND, Heltec kartındaki bir GND pinine bağlanır.
• Sensördeki DO, Heltec kartındaki GPIO 4'e bağlanır.
• AO pini bağlantısız bırakılır.

Alıcı Bağlantısı (Buzzer):

Bir buzzer'ı sürmek için, buzzer mikrodenetleyicinin GPIO pininin güvenli bir şekilde sağlayabileceğinden daha fazla akım çekebileceğinden bir transistör anahtar olarak kullanılır. Devre basittir:

• Buzzer'ın pozitif ucu 3.3V pinine bağlanır.
• Buzzer'ın negatif ucu 2N2222 transistörünün kollektörüne bağlanır.
• Transistörün emitörü GND'ye bağlanır.
• Transistörün bazı, alıcının Heltec kartındaki GPIO 4'e bir 1kΩ direnç üzerinden bağlanır.

Alıcı Bağlantısı (Röle):

Bir ışık veya siren gibi bir yükü kontrol etmek istiyorsanız, bir röle modülü kullanabilirsiniz. Bağlantı daha da basittir:

• Röle modülündeki VCC, 3.3V pinine (veya bir yükseltici dönüştürücü kullanıyorsanız 5V'a) bağlanır.
• Röle modülündeki GND, GND'ye bağlanır.
• Röle modülündeki IN, Heltec kartındaki GPIO 4'e bağlanır.

Ardından AC veya DC yükünüzü rölenin çıkış terminallerine bağlayabilirsiniz. Röle, kapı açıldığında devreyi kapatan elektromanyetik bir anahtar görevi görür.

Buzzer devresi için, 2N2222 transistörü GPIO pininden gelen akımı yükseltmek için kullanılır. GPIO pini ile baz arasına transistöre giren akımı sınırlamak için bir 1kΩ direnç yerleştirilir. Buzzer 3.3V ile kollektör arasına bağlanır, böylece transistör açıldığında devreyi tamamlar ve buzzer öter.

Yazılımın Kurulumu

Kodu yüklemeden önce, Arduino IDE'nize gerekli yazılımı ve kütüphaneleri kurmanız gerekir. Öncelikle Arduino IDE'nin kurulu olduğundan emin olun. Ardından şu adımları izleyin:

1. ESP32 Kart Desteğini Kurun: Kart Yöneticisi'ni açın (Araçlar > Kart > Kart Yöneticisi), "ESP32" arayın ve Espressif Systems paketini kurun.
2. Heltec Kart URL'sini Ekleyin: Dosya > Tercihler'e gidin ve "Ek Kart Yöneticisi URL'leri" alanına JSON URL'sini yapıştırın https://resource.heltec.cn/download/package_heltec_esp32_index.json Heltec ESP32 kartları için. Bu bağlantıyı Heltec dokümantasyon sayfasında bulabilirsiniz. Ardından Kart Yöneticisi'ne geri dönün, "Heltec ESP32" arayın ve kurun.
3. Kütüphaneleri Kurun: Araçlar > Kütüphaneleri Yönet'e gidin ve aşağıdakileri kurun:
   • Heltec ESP32 Dev Boards - Heltec Automation
   • Adafruit GFX Library - Adafruit (istendiğinde tüm bağımlılıkları kurun)
   • Robojax Heltec LoRa 32 kütüphanesi (video açıklamasındaki bağlantıdan .zip dosyasını indirin ve Taslak > Kütüphane Ekle > .ZIP Kütüphanesi Ekle ile kurun).

Kütüphaneleri kurduktan sonra, Araçlar > Kart > Heltec ESP32 Arduino > Heltec Wi-Fi LoRa 32(V3) seçeneğine giderek doğru kartı seçebilirsiniz. Doğru portun seçili olduğundan emin olun.

Kod Açıklaması

Bu proje iki ayrı kod dosyası kullanır: biri verici, diğeri alıcı için. Her ikisi de Robojax Heltec LoRa 32 kütüphanesinin örnekler menüsünde bulunur. Kod büyük ölçüde önceden yazılmıştır; ağınızı yapılandırmak için yalnızca her dosyanın başındaki birkaç önemli değişkeni ayarlamanız gerekir.

Verici Kodu (Kapı Alarmı TX):

Verici kodunu Dosya > Örnekler > Robojax Heltec LoRa 32 > Door Alarm TX'ten açın. Değiştirmeniz gereken önemli ayarlar şunlardır:

• Kapı Sensörü Pini: Hall Effect sensörünün dijital çıkışına bağlı GPIO pinidir. Varsayılan pin 4'tür, ancak farklı bağladıysanız değiştirebilirsiniz.
• Metin Dizeleri: Görüntülenen ve iletilen metni değiştirebilirsiniz, örneğin "Kapı AÇIK" ve "Kapı KAPALI". Bunlar dize olduğu için çift tırnakları koruyun.
• Güvenlik Anahtarı: Verici ve alıcı arasında eşleşmesi gereken gizli bir dizedir. Diğer LoRa cihazlarının alarmınızı tetiklemesini önler. Bunu benzersiz bir değere değiştirin.
• Frekans: Bölgeniz için doğru frekansa ayarlanmalıdır (örneğin, ABD için 915 MHz, Avrupa için 868 MHz). Alıcının frekansıyla eşleşmelidir.
• TX Gücü: İletim gücünü dBm cinsinden ayarlar. 2 ile 20 arasında ayarlayabilirsiniz. Kısa menzilli test için 2 gibi düşük bir değer yeterlidir. 13 millik uzun menzilli test için 20'ye ayarlanmıştır. Daha yüksek güç pili daha hızlı tüketir.

Alıcı Kodu (Kapı Alarmı RX):

Alıcı kodunu Dosya > Örnekler > Robojax Heltec LoRa 32 > Door Alarm RX'ten açın. Önemli ayarlar şunlardır:

• Röle Pini: Röle veya buzzer kontrol devresine bağlı GPIO pini. Varsayılan pin 4'tür.
• Alarm Süresi: Bu değişken, "Kapı Açık" sinyali alındıktan sonra rölenin veya buzzerın ne kadar süre aktif kalacağını ayarlar. Varsayılan 1000 milisaniyedir (1 saniye). Alarmın daha uzun çalmasını istiyorsanız bunu 10.000 veya 20.000 ms'ye artırabilirsiniz.
• Güvenlik Anahtarı: Verici kodunda ayarladığınız anahtarla aynı olmalıdır.
• Frekans: Bölgeniz için vericinin frekansıyla eşleşmelidir.

Bu ayarları yapılandırdıktan sonra kodu ilgili karta yükleyebilirsiniz.

Canlı Proje ve Gösterim

Videoda proje hem çalışma tezgahında hem de gerçek dünya senaryosunda gösterilmektedir. Laboratuvarda verici bir Hall Effect sensörüne bağlıdır ve kapının açılıp kapanmasını simüle etmek için bir mıknatıs kullanılır. Mıknatıs sensöre yakınken sistem "KAPALI" gösterir ve uzaklaştırıldığında "AÇIK" gösterir. Bu durum, bir buzzer veya röleyi etkinleştiren alıcıya iletilir.

Gerçek dünya testi, Hall Effect sensörünün ve mıknatısın bir kapıya monte edilmesini içeriyordu. Kapı açıldığında alıcı anında "AÇIK" gösterdi ve alarmı tetikledi. Kapının kapatılması "KAPALI" sinyalini gönderdi ve alarmı kapattı.

Uzun menzil yeteneklerini kanıtlamak için verici, net görüş hattı olan bir göl kenarına tripod üzerine yerleştirildi. Alıcı daha sonra 13 milden (21 km) daha uzak bir konuma götürüldü. Bu mesafede alıcı sinyali hâlâ alabildi ve iletilen verileri görüntüleyebildi; bu da LoRa'nın şebeke dışı iletişim için gücünü ve güvenilirliğini gösterdi.

Menzil testi için TX gücünü 20 dBm'ye ayarlayabilirsiniz. Ancak laboratuvarda günlük kullanım veya kısa mesafeler için 2 dBm'ye ayarlamak pil ömrünü koruyacaktır. 3000 mAh pil ile verici, iletim gücüne ve güncelleme sıklığına bağlı olarak birkaç gün dayanabilir.

Bölümler

• [00:00] Uzaktan Kapı Alarm Sistemine Giriş
• [01:04] LoRa Proje Serisine Genel Bakış
• [02:01] Bileşenler ve Donanım Genel Bakışı
• [05:42] Meshnology N32 Kasa ve Pil Seçenekleri
• [07:20] Meshnology N32 Kasasının Montajı
• [11:41] Konnektörlerin Test Edilmesi ve Pil Güvenliği
• [12:22] Hall Etkisi Sensörü ve Röle Bağlantısı
• [13:51] Transistör ile Buzzer Bağlantısı
• [17:48] Son Montaj ve Sensör Ayarı
• [23:20] Yazılım ve Kütüphanelerin Kurulumu
• [27:42] Verici Kodunun Yapılandırılması ve Yüklenmesi
• [30:22] Alıcı Kodunun Yapılandırılması ve Yüklenmesi
• [31:56] Kapı Alarm Sisteminin Laboratuvar Gösterimi
• [33:03] Gerçek Bir Kapıda Test Edilmesi
• [34:08] 13 Millik Menzil Testi ve Sonuç