شِفر (کود) جستجو

ESP32 Project: Build a Secure, Long-Range LoRa Chat Device Heltec WiFi LoRa 32 on N33

این درس بخشی از: مقدمه‌ای بر وای‌فای لورا
همهٔ درس‌ها
Video thumbnail for Long range Private, off-grid communication using Heltec WiFi LoRa 32 on N33
تماشا در یوتیوب

ESP32 Project: Build a Secure, Long-Range LoRa Chat Device Heltec WiFi LoRa 32 on N33

Build a Secure, Off-Grid LoRa Messenger with a Custom Keyboard

In a world that relies on constant connectivity, what do you do when the Wi-Fi is down, the power is out, and cellular service is gone? This project tackles that exact problem by creating a completely self-sufficient, off-grid communication device that allows you to send and receive secure, private text messages over distances of up to 13 miles (21km) or even more.

This device is a practical tool for emergency preparedness, outdoor adventures like hiking, or simply for anyone interested in building a robust, private communication network that they control. Using a powerful Heltec WiFi LoRa 32 V3 module packed inside a durable Meshnology N33 case with a long-lasting 3000mAh battery, this project is built for real-world use. The most unique feature is its keyboard—a simple rotary encoder that provides an intuitive and reliable way to type messages anywhere, anytime.

How It Works: The Magic of LoRa and a Rotary Encoder

The project combines three key concepts to create a functional messenger:

  • LoRa Radio: LoRa (Long Range) is a radio technology that allows for communication over vast distances with very little power. Unlike Wi-Fi or cellular, it operates on license-free radio frequencies, meaning there are no SIM cards or monthly fees involved. Our device operates as a full transceiver, meaning it can both send and receive messages. When idle, it listens for incoming packets. After sending or receiving a message, it puts the radio to sleep momentarily to conserve power before returning to listening mode.
  • Rotary Encoder Keyboard: Instead of a bulky or power-hungry keyboard, we use a simple rotary encoder for text input. Rotating the knob cycles through a complete character set (A-Z, a-z, numbers, and symbols). The interface is surprisingly fast and responsive, allowing you to easily compose messages. The encoder's built-in push-button has three functions:
    • Short Press (Click): Adds the selected character to your message.
    • Long Press (Hold): Adds a space, like a spacebar.
    • Double-Click: Acts as a backspace to delete the last character.
  • Transceiver & Display Logic: The device has two main modes: "Compose" and "Read". You type your message in Compose mode. When a new message arrives, a notification appears on the screen (>> NEW MSG <<). You can then press the onboard User Button (on the Heltec board) to switch to Read mode and view the message. Another press switches you back to Compose mode to type your reply. All messages are secured using AES encryption, ensuring your conversations remain private.

Components and Parts List

To build this project, you will need the following components. As mentioned in the video, purchasing through affiliate links is a great way to support creators.

  • Heltec WiFi LoRa 32 V3 Module
  • Meshtastic N33 Case with 3000mAh Battery
  • 915MHz or region-appropriate LoRa Antenna
  • Rotary Encoder Module (5-pin with VCC, GND, CLK, DT, SW)
  • Optional (for audio alerts):
    • 5V Active Buzzer
    • 2N2222 NPN Transistor
    • 1kΩ Resistor
  • Pin Headers and Jumper Wires
  • Soldering Iron and accessories

Setting Up Your Arduino IDE

Before you can upload the code, you need to configure the Arduino IDE with the correct boards and libraries. This process is detailed in the video starting around 05:38.

Step 1: Install the ESP32 Boards

If you haven't already, you need to add support for ESP32 microcontrollers.

  1. Open the Arduino IDE, go to File > Preferences.
  2. In the "Additional boards manager URLs" field, add the following URL: https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json
  3. Go to Tools > Board > Boards Manager....
  4. Search for esp32 and install the package by Espressif Systems.

Step 2: Add the Heltec ESP32 Board Support

  1. In File > Preferences, add the Heltec JSON URL on a new line in the "Additional boards manager URLs" box (the video shows how to do this at 06:27): https://github.com/Heltec-Aaron-Lee/WiFi_Kit_series/releases/download/0.0.7/package_heltec_esp32_index.json
  2. Go back to Tools > Board > Boards Manager....
  3. Search for Heltec ESP32 and install the package.

Step 3: Install Required Libraries from Library Manager

Using the Arduino Library Manager (Sketch > Include Library > Manage Libraries...), search for and install the following libraries:

  1. Ai Esp32 Rotary Encoder: The specific library used for our responsive keyboard.
  2. Heltec ESP32 Dev-Boards: The official library for the Heltec hardware.
  3. Adafruit GFX Library: A dependency for the OLED display.

Step 4: Install the Robojax Helper Library from .ZIP

As explained in the video at 18:53, a custom helper library is used for this project. You must install it from a .zip file.

  1. Download the "Robojax HealthTech Lora 32" .zip library from the link provided on the resources page.
  2. In the Arduino IDE, click on Sketch > Include Library > Add .ZIP Library....
  3. Navigate to where you saved the downloaded .zip file, select it, and click "Open".
  4. The library will be installed and ready to use.

After installing everything, make sure you select the correct board from the menu: Tools > Board > Heltec ESP32 Arduino > Heltec WiFi LoRa 32 V3.

Wiring the Components

You will need to solder pin headers to your Heltec board to connect the rotary encoder. As shown in the video (11:25), careful planning is needed to ensure the pins are accessible once the board is in its case.

Helte_Wifi_LoRA_Rotary_Encoder

Diagram 1: Core Messenger (Rotary Encoder Only)

Connect the 5 pins from the rotary encoder module to the Heltec board as follows:

  • GND on encoder → GND on Heltec board
  • VCC on encoder → 3.3V on Heltec board
  • SW (Switch) → GPIO 4
  • DT (Data/Pin B) → GPIO 6
  • CLK (Clock/Pin A) → GPIO 5
Helte_Wifi_LoRA_Rotary_Encoder with buzzer

Diagram 2: Adding an Audible Alert (Buzzer Circuit)

To get an audible beep when a new message arrives, you can add a simple transistor circuit. This is necessary because the ESP32's pins cannot provide enough current to drive a buzzer directly.

  • Connect GPIO 40 from the Heltec board to one end of the 1kΩ resistor.
  • Connect the other end of the resistor to the Base pin of the 2N2222 transistor.
  • Connect the Emitter pin of the transistor to GND.
  • Connect the positive (+) leg of the 5V buzzer to the 3.3V pin on the Heltec board.
  • Connect the negative (-) leg of the buzzer to the Collector pin of the transistor.

Understanding and Customizing the Code

The provided code is ready to upload, but there are a few key settings you should be aware of so you can customize the project. These definitions are at the top of the code.


// Defines for physical pin connections
#define ROTARY_ENCODER_A_PIN 5 //pin A of rotary encoder
#define ROTARY_ENCODER_B_PIN 6 //pin B of rotary encoder
#define ROTARY_ENCODER_BUTTON_PIN 4 //switch pin of rotary encoder
#define BUZZER_PIN 40 //the buzzer pin or relay to be triggered
const bool DEBUG = false;

// Defines for LoRa and Security settings
#define RF_FREQUENCY 915432000 //operating frequency of LoRa
#define TX_OUTPUT_POWER 2 //output power should be between 2 to 21 in dBm. 
const char *userKey = "xxxBg^Tr%43232";//security key for private communication
  • ROTARY_ENCODER_...: These pins define where you connected your rotary encoder. Make sure these numbers match your wiring from the diagrams above.
  • BUZZER_PIN: This defines which pin will trigger the buzzer circuit.
  • RF_FREQUENCY: This is the LoRa operating frequency in Hertz. The value 915432000 (915 MHz) is standard for North America. You must change this value according to your region (e.g., 868MHz for Europe, 433MHz for Asia). All devices that want to communicate must use the same frequency.
  • TX_OUTPUT_POWER: This is the transmission power in dBm. It can range from 2 to 20. A lower number like 2 is perfect for short-range testing and saves a significant amount of battery. For maximum range, you can increase this value, but be aware that higher power drains the battery much faster.
  • userKey: This is your private encryption key. It can be any combination of characters. All devices must have the exact same key to decrypt each other's messages. Change this to your own unique and secret password.

Get the Code

The complete and final Arduino code for this project, as referenced in the video, is available for download on this page.

Video Chapters

  • 00:00 - Introduction
  • 00:56 - Project Outline
  • 01:29 - Components Overview
  • 05:25 - Unboxing and Hardware Assembly
  • 11:19 - Case Modification for External Wires
  • 15:06 - Wiring Guide
  • 15:38 - Arduino IDE and Library Setup
  • 20:21 - Code Settings Explained
  • 21:38 - How to Use the Rotary Encoder to Chat
  • 24:26 - Live Range Test
لطفاً اگر شِفر (کود) قابل مشاهده نیست، این صفحه را به انگلیسی مشاهده کنید. از ایجاد زحمت پوزش می‌طلبیم.
785-Secure, Long-Range LoRa Chat Device Heltec WiFi LoRa 32
زبان: C++
/*
 * پروژه ESP32: ساخت یک دستگاه چت لوRa ایمن و با برد بلند Heltec WiFi LoRa 32
 * 
 * فایل: Heltec_ESP32_LoRa_V3_chat_TX_RX.ino
 * نوشته شده در 29 ژوئن 2025 توسط احمد شمشیری www.Roboajx.com
 * لطفاً ویدیو آموزشی را در آدرس زیر مشاهده کنید: https://youtu.be/IsOSvrF60J4
 * صفحه منابع برای این ویدیو: https://robojax.com/RJT642
 * 
 * =====================================================================
 * توضیحات شِفر (کود) آردوینو: فرستنده و گیرنده صفحه کلید ایمن LoRa (سیستم چت)
 * =====================================================================
 * 
 * اجزای سخت‌افزاری:
 * -------------------
 * - کنترلر اصلی: Heltec WiFi LoRa 32 V3
 * - محفظه: کیس Meshnology N33 با باتری 3000mAh
 * - ورودی: انکودر چرخشی با دکمه فشاری
 * - بازخورد: نمایشگر OLED داخلی
 * 
 * عملکرد سیستم:
 * -------------------
 * کنترل‌های جدید:
 * - دکمه چرخان: انتخاب خصیصه.
 * - فشار کوتاه (کلیک): افزودن خصیصه انتخابی.
 * - فشار طولانی (نگه‌داشتن): وارد کردن فاصله (مثل کلید فاصله).
 * - دوبار کلیک: حذف.
 * 
 * [2] انتقال بی‌سیم ایمن:
 * - تمام پیام‌ها قبل از انتقال LoRa رمزگذاری می‌شوند
 * - دستور موقعیت خانگی به عنوان بسته امنیتی ویژه‌ای ارسال می‌شود
 * - از باند LoRa با فرکانس 433MHz/915MHZ برای ارتباط مطمئن استفاده می‌کند
 * 
 * [3] مدیریت انرژی:
 * - بهینه‌سازی شده برای عملکرد با باتری (3000mAh)
 * - حالت‌های کم‌مصرف بین انتقالات
 * 
 * برای دستورالعمل‌های کامل راه‌اندازی:
 * لطفاً ویدیو آموزشی را در آدرس زیر مشاهده کنید: https://youtu.be/IsOSvrF60J4
 * صفحه منابع برای این ویدیو: https://robojax.com/RJT642
 * =====================================================================
 * 
 * سلب مسئولیت:
 * این شِفر (کود) به صورت "همان‌گونه که هست" بدون هیچ گونه ضمانتی ارائه شده است. نویسنده
 * مسئولیتی بابت هرگونه خسارت ناشی از استفاده از این شِفر (کود) ندارد.
 * 
 * مجوز:
 * این اثر تحت مجوز عمومی GNU نسخه 3.0 licensed است
 * مجوزهای فراوان از چارچوب این مجوز ممکن است در Robojax.com موجود باشد
 * 
 * شرایط به اشتراک‌گذاری:
 * شما می‌توانید این شِفر (کود) را برای مقاصد غیر تجاری به اشتراک بگذارید، کپی کنید و ویرایش کنید به شرطی که:
 * 1. این بلوک کامنت کامل را با شِفر (کود) اصلی حفظ کنید
 * 2. واصل اصلی Robojax.com را شامل کنید
 * 3. واصل ویدیو آموزشی YouTube را حفظ کنید (در صورت کاربرد)
 * 4. هرگونه تغییرات انجام شده را به وضوح مشخص کنید
 */
#include <Wire.h>
#include "HT_SSD1306Wire.h"
#include "WiFi.h"

 // کتابخانه‌های LoRa و امنیت
#include "LoRaWan_APP.h"
#include "mbedtls/aes.h"
#include <cstring>

 // کتابخانه انکودر چرخشی مورد تأیید کاربر
#include "AiEsp32RotaryEncoder.h"

 // --- تعریفات و پیکربندی پایه ---
static SSD1306Wire  display(0x3c, 500000, SDA_OLED, SCL_OLED, GEOMETRY_128_64, RST_OLED);

#define ROTARY_ENCODER_A_PIN 5 // پایه A انکودر چرخشی
#define ROTARY_ENCODER_B_PIN 6 // پایه B انکودر چرخشی
#define ROTARY_ENCODER_BUTTON_PIN 4 // پایه سوئیچ انکودر چرخشی

#define RF_FREQUENCY 915432000 // فرکانس عملیاتی LoRa
#define TX_OUTPUT_POWER 20 // قدرت خروجی باید بین ۲ تا ۲۱ در dBm باشد.
const char *userKey = "wahJ8uy$gt~_3r"; // کلید امنیتی برای ارتباط خصوصی

#define ROTARY_ENCODER_VCC_PIN -1
#define ROTARY_ENCODER_STEPS 4

 // --- پارامترهای لورا ---
#define LORA_BANDWIDTH 0
#define LORA_SPREADING_FACTOR 7
#define LORA_CODINGRATE 1
#define LORA_PREAMBLE_LENGTH 8
#define LORA_SYMBOL_TIMEOUT 0
#define LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON false
#define LORA_IQ_INVERSION_ON false
#define BUFFER_SIZE 256

#define USER_BUTTON_PIN 0
 // --- متغیرات و وضعیت جهانی ---
enum AppState { COMPOSING, READING };
AppState currentState = COMPOSING;
String messageToCompose = "";
String lastReceivedMessage = "No messages yet.";
bool hasUnreadMessage = false;
volatile bool newPacketAvailable = false;
char rxpacket[BUFFER_SIZE];
AiEsp32RotaryEncoder rotaryEncoder = AiEsp32RotaryEncoder(ROTARY_ENCODER_A_PIN, ROTARY_ENCODER_B_PIN, ROTARY_ENCODER_BUTTON_PIN, ROTARY_ENCODER_VCC_PIN, ROTARY_ENCODER_STEPS);
const char* charset = " ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789.,!?>";
char selectedChar;
static RadioEvents_t RadioEvents;
bool lora_idle = true;

mbedtls_aes_context aes;
unsigned long shortPressAfterMiliseconds = 50;
unsigned long longPressAfterMiliseconds = 1000;
unsigned long doubleClickTimeout = 400;
static unsigned long buttonDownTime = 0;
static unsigned long buttonUpTime = 0;
static bool buttonWasDown = false;
static bool doubleClickWaiting = false;

 // --- پروتوتیپ‌های تابع ---
void OnTxDone(void);
void OnTxTimeout(void);
void OnRxDone(uint8_t *payload, uint16_t size, int16_t rssi, int8_t snr);
void encryptAES(uint8_t *data, const char *key);
void decryptAES(uint8_t *data, const char *key);
void processKey(const char *userKey, uint8_t *processedKey, size_t keySize);
void updateDisplay();
void sendData();
void VextON(void);
void processButton();

 // --- روال‌های خدمت را قطع کنید ---
void IRAM_ATTR readEncoderISR() {
  rotaryEncoder.readEncoder_ISR();
}

 // --- اقدام های دستگیره دکمه ---
void on_button_short_click() {
  if (currentState != COMPOSING) return;
  if (selectedChar == '>') {
      sendData();
  } else {
    messageToCompose += selectedChar;
  }
  updateDisplay();
}
void on_button_long_click() {
  if (currentState != COMPOSING) return;
  messageToCompose += " ";
  updateDisplay();
}
void on_button_double_click() {
  if (currentState != COMPOSING) return;
  if (messageToCompose.length() > 0) {
    messageToCompose.remove(messageToCompose.length() - 1);
  }
  updateDisplay();
}

 // --- راه اندازی ---
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("LoRa Keyboard Transceiver - Definitive Version");

  VextON();
  delay(100);
  Mcu.begin(HELTEC_BOARD,SLOW_CLK_TPYE);
  WiFi.mode(WIFI_OFF);
  btStop();

  display.init();
  display.setFont(ArialMT_Plain_10);

  rotaryEncoder.begin();
  rotaryEncoder.setup(readEncoderISR);
  rotaryEncoder.setBoundaries(0, strlen(charset) - 1, true);
  rotaryEncoder.disableAcceleration();

  pinMode(USER_BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);

  RadioEvents.TxDone = OnTxDone;
  RadioEvents.TxTimeout = OnTxTimeout;
  RadioEvents.RxDone = OnRxDone;
  Radio.Init(&RadioEvents);
  Radio.SetChannel(RF_FREQUENCY);

  Radio.SetRxConfig(MODEM_LORA, LORA_BANDWIDTH, LORA_SPREADING_FACTOR,
                   LORA_CODINGRATE, 0, LORA_PREAMBLE_LENGTH,
                   LORA_SYMBOL_TIMEOUT, LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON,
                   0, true, 0, 0, LORA_IQ_INVERSION_ON, true);

  updateDisplay();
}

 // --- حلقه اصلی ---
void loop() {
  if(lora_idle) {
    lora_idle = false;
    Serial.println("Entering RX mode...");
    Radio.Rx(0);
  }
  Radio.IrqProcess();

  if (newPacketAvailable) {
    newPacketAvailable = false;
    hasUnreadMessage = true;
    lastReceivedMessage = String(rxpacket);
    Serial.print("Received Decrypted Message: ");
    Serial.println(lastReceivedMessage);
    updateDisplay();
  }

  if (currentState == COMPOSING) {
    if (rotaryEncoder.encoderChanged()) {
      updateDisplay();
    }
    processButton();
  }

  if (digitalRead(USER_BUTTON_PIN) == LOW) {
    delay(50);
    if (digitalRead(USER_BUTTON_PIN) == LOW) {
      if (currentState == COMPOSING) {
        if (lastReceivedMessage != "No messages yet.") {
          currentState = READING;
          hasUnreadMessage = false;
          updateDisplay();
        }
      } else {
        currentState = COMPOSING;
        updateDisplay();
      }
      while (digitalRead(USER_BUTTON_PIN) == LOW);
    }
  }

  delay(10);
}

 // --- رویدادها و کمکی‌های لورا ---
void OnTxDone(void) {
  Serial.println("TX done.");
  Radio.Sleep();
  lora_idle = true;
}
void OnTxTimeout(void) {
  Serial.println("TX Timeout.");
  Radio.Sleep();
  lora_idle = true;
}
void OnRxDone(uint8_t *payload, uint16_t size, int16_t rssi, int8_t snr) {
    Radio.Sleep();
    memset(rxpacket, 0, sizeof(rxpacket));
    memcpy(rxpacket, payload, size > BUFFER_SIZE ? BUFFER_SIZE : size);
    decryptAES((uint8_t*)rxpacket, userKey);
    newPacketAvailable = true;
    lora_idle = true;
}

void sendData() {
  if (messageToCompose.length() > 0) {
    lora_idle = false;

    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);

    uint8_t data[BUFFER_SIZE];
    memset(data, 0, BUFFER_SIZE);
    strncpy((char*)data, messageToCompose.c_str(), BUFFER_SIZE - 1);

    encryptAES(data, userKey);

    Serial.print("Sending message: ");
    Serial.println(messageToCompose);

    Radio.Send(data, 16);

    messageToCompose = "";
  }
}

 // --- منطق صفحه نمایش و دکمه ---
void updateDisplay() {
  display.clear();
  display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_LEFT);

  if (currentState == COMPOSING) {
    selectedChar = charset[rotaryEncoder.readEncoder()];
    display.setFont(ArialMT_Plain_10);

 // --- این راه حل برای اعلان است ---
    String msgLabel;
    if (hasUnreadMessage) {
        msgLabel = ">> NEW MSG <<"; // اطلاعیه را بسیار واضح کنید
    } else {
        msgLabel = "Msg:";
    }
    display.drawStringMaxWidth(0, 0, 128, msgLabel + " " + messageToCompose);

    display.setFont(ArialMT_Plain_16);
    int16_t labelWidth = display.getStringWidth("Select: ");
    display.drawString(0, 35, "Select: ");
    display.setFont(ArialMT_Plain_24);
    display.drawString(labelWidth, 32, String(selectedChar));
  } else { // currentState == خواندن
    display.setFont(ArialMT_Plain_16);
    display.drawString(0, 0, "Received:");
    display.setFont(ArialMT_Plain_10);
    display.drawStringMaxWidth(0, 18, 128, lastReceivedMessage);
  }

  display.display();
}

void processButton() {
    if (doubleClickWaiting && (millis() - buttonUpTime > doubleClickTimeout)) {
        doubleClickWaiting = false;
        on_button_short_click();
    }
    bool isButtonDown = rotaryEncoder.isEncoderButtonDown();
    if (isButtonDown && !buttonWasDown) {
        buttonDownTime = millis();
        buttonWasDown = true;
    }
    else if (!isButtonDown && buttonWasDown) {
        unsigned long pressDuration = millis() - buttonDownTime;
        if (pressDuration >= longPressAfterMiliseconds) {
            on_button_long_click();
            doubleClickWaiting = false;
        }
        else if (pressDuration >= shortPressAfterMiliseconds) {
            if (doubleClickWaiting) {
                on_button_double_click();
                doubleClickWaiting = false;
            } else {
                doubleClickWaiting = true;
                buttonUpTime = millis();
            }
        }
        buttonWasDown = false;
    }
}

 // --- خدمات عمومی ---
void VextON(void) {
  pinMode(Vext,OUTPUT);
  digitalWrite(Vext, LOW);
}
void processKey(const char *userKey, uint8_t *processedKey, size_t keySize) {
    memset(processedKey, 0, keySize);
    size_t len = strlen(userKey);
    if (len > keySize) len = keySize;
    memcpy(processedKey, userKey, len);
}
void encryptAES(uint8_t *data, const char *key) {
    uint8_t processedKey[16];
    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);
}
void decryptAES(uint8_t *data, const char *key) {
    uint8_t processedKey[16];
    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);
}
786-Secure, Long-Range LoRa Chat Device Heltec WiFi LoRa 32 with buzzer
زبان: C++
/*
 * پروژه ESP32: ساخت یک دستگاه چت امن و دوربرد LoRa Heltec WiFi LoRa 32
 * 
 * فایل: Heltec_ESP32_LoRa_V3_chat_TX_RX_buzzer.ino
 * نوشته شده در 29 ژوئن 2025 توسط احمد شمشیری www.Roboajx.com
 * لطفاً ویدیوی آموزشی را در آدرس زیر تماشا کنید: https://youtu.be/IsOSvrF60J4
 * صفحه منابع این ویدیو: https://robojax.com/RJT642
 * 
 * ================================================================================
 * شرح کد آردوینو: فرستنده-گیرنده کیبورد امن LoRa (سیستم چت)
 * ================================================================================
 * 
 * اجزای سخت افزاری:
 * -------------------
 * - کنترل کننده اصلی: Heltec WiFi LoRa 32 V3
 * - محفظه: کیس Meshnology N33 با باتری ۳۰۰۰ میلی‌آمپر ساعت
 * - ورودی: رمزگذار چرخشی با دکمه فشاری
 * - قابل شنیدن: زنگ فعال (متصل به پین ۴۰)
 * - بازخورد: صفحه نمایش OLED داخلی
 * 
 * عملکرد سیستم:
 * -------------------
 * کنترل‌های جدید:
 * - چرخاندن دکمه: انتخاب کاراکتر.
 * - فشار کوتاه (کلیک): اضافه کردن کاراکتر انتخاب شده.
 * - فشار طولانی (نگه داشتن): وارد کردن یک فاصله (مانند کلید فاصله).
 * - دوبار کلیک: بازگشت به عقب.
 * 
 * [2] انتقال بی‌سیم امن:
 * - تمام پیام‌ها قبل از انتقال LoRa رمزگذاری می‌شوند.
 * - دستور موقعیت خانه به صورت بسته امن ویژه ارسال می‌شود.
 * - از باند LoRa با فرکانس 433 مگاهرتز/915 مگاهرتز برای ارتباط مطمئن استفاده می‌کند.
 * 
 * [3] مدیریت توان:
 * - بهینه شده برای عملکرد باتری (3000 میلی‌آمپر ساعت)
 * - حالت‌های کم‌مصرف بین انتقال‌ها
 * 
 * برای دستورالعمل‌های کامل راه‌اندازی:
 * 
 * لطفاً ویدیوی آموزشی را در آدرس زیر تماشا کنید: https://youtu.be/IsOSvrF60J4
 * صفحه منابع این ویدیو: https://robojax.com/RJT642
 * ================================================================================
 * 
 * سلب مسئولیت:
 * این کد "به همان شکلی که هست" و بدون هیچ گونه ضمانتی ارائه می‌شود. نویسنده
 * مسئولیتی در قبال خسارات ناشی از استفاده از این کد نخواهد داشت.
 * 
 * مجوز:
 * این اثر تحت مجوز عمومی عمومی گنو نسخه ۳.۰ منتشر شده است. مجوزهای فراتر از محدوده این مجوز ممکن است در Robojax.com موجود باشد.
 * 
 * شرایط اشتراک‌گذاری:
 * شما می‌توانید این کد را برای مقاصد غیرتجاری به اشتراک بگذارید، کپی کنید و تغییر دهید.
 * 
 * به شرطی که:
 * ۱. کل این بلوک نظر را به همراه کد اصلی دست نخورده نگه دارید.
 * ۲. لینک اصلی Robojax.com را وارد کنید.
 * ۳. لینک آموزش یوتیوب را (در صورت وجود) نگه دارید.
 * ۴. هرگونه تغییر ایجاد شده را به وضوح نشان دهید.
 * 
 * /
 * 
 * // کتابخانه‌های Core Heltec و display
 */
#include <Wire.h>
#include "HT_SSD1306Wire.h"
#include "WiFi.h"

 // کتابخانه‌های LoRa و امنیت
#include "LoRaWan_APP.h"
#include "mbedtls/aes.h"
#include <cstring>

 // کتابخانه روتاری انکودر مورد تایید کاربر
#include "AiEsp32RotaryEncoder.h"

 // --- تعریف و پیکربندی پین‌ها ---
static SSD1306Wire  display(0x3c, 500000, SDA_OLED, SCL_OLED, GEOMETRY_128_64, RST_OLED);

#define ROTARY_ENCODER_A_PIN 5 // پین A انکودر چرخشی
#define ROTARY_ENCODER_B_PIN 6 // پین B انکودر چرخشی
#define ROTARY_ENCODER_BUTTON_PIN 4 // پین سوئیچ انکودر چرخشی

#define BUZZER_PIN 40 // پین زنگ اخبار یا رله‌ای که باید فعال شود
const bool DEBUG = false;

#define RF_FREQUENCY 915432000 // فرکانس کاری LoRa
#define TX_OUTPUT_POWER 2 // توان خروجی باید بین ۲ تا ۲۱ دسی‌بل بر متر مربع باشد.
const char *userKey = "wahJ8uy$gt~_3r"; // کلید امنیتی برای ارتباطات خصوصی

#define ROTARY_ENCODER_VCC_PIN -1
#define ROTARY_ENCODER_STEPS 4

 // --- پارامترهای لورا ---
#define LORA_BANDWIDTH 0
#define LORA_SPREADING_FACTOR 7
#define LORA_CODINGRATE 1
#define LORA_PREAMBLE_LENGTH 8
#define LORA_SYMBOL_TIMEOUT 0
#define LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON false
#define LORA_IQ_INVERSION_ON false
#define BUFFER_SIZE 256

#define LOOP_DELAY 10
 // متغیرهای حالت زنگ اخبار
unsigned long buzzerStartTime = 0;
bool isBuzzerActive = false;
int beepPhase = 0; // ۰=بیکار، ۱=بوق اول، ۲=مکث، ۳=بوق دوم

#define USER_BUTTON_PIN 0
 // --- متغیرهای سراسری و وضعیت ---
enum AppState { COMPOSING, READING };
AppState currentState = COMPOSING;
String messageToCompose = "";
String lastReceivedMessage = "No messages yet.";
bool hasUnreadMessage = false;
volatile bool newPacketAvailable = false;
char rxpacket[BUFFER_SIZE];
AiEsp32RotaryEncoder rotaryEncoder = AiEsp32RotaryEncoder(ROTARY_ENCODER_A_PIN, ROTARY_ENCODER_B_PIN, ROTARY_ENCODER_BUTTON_PIN, ROTARY_ENCODER_VCC_PIN, ROTARY_ENCODER_STEPS);
const char* charset = " ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789.,!?>";
char selectedChar;
static RadioEvents_t RadioEvents;
bool lora_idle = true;

mbedtls_aes_context aes;
unsigned long shortPressAfterMiliseconds = 50;
unsigned long longPressAfterMiliseconds = 1000;
unsigned long doubleClickTimeout = 400;
static unsigned long buttonDownTime = 0;
static unsigned long buttonUpTime = 0;
static bool buttonWasDown = false;
static bool doubleClickWaiting = false;

 // --- نمونه‌های اولیه عملکرد ---
void OnTxDone(void);
void OnTxTimeout(void);
void OnRxDone(uint8_t *payload, uint16_t size, int16_t rssi, int8_t snr);
void encryptAES(uint8_t *data, const char *key);
void decryptAES(uint8_t *data, const char *key);
void processKey(const char *userKey, uint8_t *processedKey, size_t keySize);
void updateDisplay();
void sendData();
void VextON(void);
void processButton();
void buzzer();
void updateBuzzer();


 // --- روال‌های سرویس وقفه ---
void IRAM_ATTR readEncoderISR() {
  rotaryEncoder.readEncoder_ISR();
}

 // --- اقدامات کنترل دکمه ---
void on_button_short_click() {
  if (currentState != COMPOSING) return;
  if (selectedChar == '>') {
      sendData();
  } else {
    messageToCompose += selectedChar;
  }
  updateDisplay();
}
void on_button_long_click() {
  if (currentState != COMPOSING) return;
  messageToCompose += " ";
  updateDisplay();
}
void on_button_double_click() {
  if (currentState != COMPOSING) return;
  if (messageToCompose.length() > 0) {
    messageToCompose.remove(messageToCompose.length() - 1);
  }
  updateDisplay();
}

 // --- تنظیمات ---
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("LoRa Keyboard Transceiver - By Robojax");

  VextON();
  delay(100);
  Mcu.begin(HELTEC_BOARD,SLOW_CLK_TPYE);
  WiFi.mode(WIFI_OFF);
  btStop();

  display.init();
  display.setFont(ArialMT_Plain_10);

  rotaryEncoder.begin();
  rotaryEncoder.setup(readEncoderISR);
  rotaryEncoder.setBoundaries(0, strlen(charset) - 1, true);
  rotaryEncoder.disableAcceleration();

  pinMode(USER_BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);

  RadioEvents.TxDone = OnTxDone;
  RadioEvents.TxTimeout = OnTxTimeout;
  RadioEvents.RxDone = OnRxDone;
  Radio.Init(&RadioEvents);
  Radio.SetChannel(RF_FREQUENCY);

  Radio.SetRxConfig(MODEM_LORA, LORA_BANDWIDTH, LORA_SPREADING_FACTOR,
                   LORA_CODINGRATE, 0, LORA_PREAMBLE_LENGTH,
                   LORA_SYMBOL_TIMEOUT, LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON,
                   0, true, 0, 0, LORA_IQ_INVERSION_ON, true);

  updateDisplay();
}

 // --- حلقه اصلی ---
void loop() {
  if(lora_idle) {
    lora_idle = false;
    if(DEBUG)
    {
    Serial.println("Entering RX mode...");
    }

    Radio.Rx(0);
  }
  Radio.IrqProcess();

  if (newPacketAvailable) {
    newPacketAvailable = false;
    hasUnreadMessage = true;
    lastReceivedMessage = String(rxpacket);
    if(DEBUG)
    {
    Serial.print("Received Decrypted Message: ");
    Serial.println(lastReceivedMessage);
    }
    updateDisplay();
    buzzer();
  }

  if (currentState == COMPOSING) {
    if (rotaryEncoder.encoderChanged()) {
      updateDisplay();
    }
    processButton();
  }

  if (digitalRead(USER_BUTTON_PIN) == LOW) {
    delay(50);
    if (digitalRead(USER_BUTTON_PIN) == LOW) {
      if (currentState == COMPOSING) {
        if (lastReceivedMessage != "No messages yet.") {
          currentState = READING;
          hasUnreadMessage = false;
          updateDisplay();
        }
      } else {
        currentState = COMPOSING;
        updateDisplay();
      }
      while (digitalRead(USER_BUTTON_PIN) == LOW);
    }
  }

  updateBuzzer(); // به‌روزرسانی وضعیت زنگ اخبار (غیر مسدودکننده)
  delay(LOOP_DELAY); // تأخیر حلقه ۱۰ میلی‌ثانیه‌ای شما
}

 // --- برگزارکنندگان و دستیاران رویداد لورا ---
void OnTxDone(void) {
    if(DEBUG)
    {
      Serial.println("TX done.");
    }
  Radio.Sleep();
  lora_idle = true;
}
void OnTxTimeout(void) {
    if(DEBUG)
    {
      Serial.println("TX Timeout.");
    }
  Radio.Sleep();
  lora_idle = true;
}
void OnRxDone(uint8_t *payload, uint16_t size, int16_t rssi, int8_t snr) {
    Radio.Sleep();
    memset(rxpacket, 0, sizeof(rxpacket));
    memcpy(rxpacket, payload, size > BUFFER_SIZE ? BUFFER_SIZE : size);
    decryptAES((uint8_t*)rxpacket, userKey);
    newPacketAvailable = true;
    lora_idle = true;
}

void sendData() {
  if (messageToCompose.length() > 0) {
    lora_idle = false;

    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);

    uint8_t data[BUFFER_SIZE];
    memset(data, 0, BUFFER_SIZE);
    strncpy((char*)data, messageToCompose.c_str(), BUFFER_SIZE - 1);

    encryptAES(data, userKey);
    if(DEBUG)
    {
    Serial.print("Sending message: ");
    Serial.println(messageToCompose);
    }

    Radio.Send(data, 16);

    messageToCompose = "";
  }
}

 // --- صفحه نمایش و منطق دکمه‌ها ---
void updateDisplay() {
  display.clear();
  display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_LEFT);

  if (currentState == COMPOSING) {
    selectedChar = charset[rotaryEncoder.readEncoder()];
    display.setFont(ArialMT_Plain_10);

 // --- این راه حل برای اعلان است ---
    String msgLabel;
    if (hasUnreadMessage) {
        msgLabel = ">> NEW MSG <<"; // اعلان را بسیار واضح کنید
    } else {
        msgLabel = "Msg:";
    }
    display.drawStringMaxWidth(0, 0, 128, msgLabel + " " + messageToCompose);

    display.setFont(ArialMT_Plain_16);
    int16_t labelWidth = display.getStringWidth("Select: ");
    display.drawString(0, 35, "Select: ");
    display.setFont(ArialMT_Plain_24);
    display.drawString(labelWidth, 32, String(selectedChar));
  } else { // وضعیت فعلی == در حال خواندن
    display.setFont(ArialMT_Plain_16);
    display.drawString(0, 0, "Received:");
    display.setFont(ArialMT_Plain_10);
    display.drawStringMaxWidth(0, 18, 128, lastReceivedMessage);
  }

  display.display();
}

void processButton() {
    if (doubleClickWaiting && (millis() - buttonUpTime > doubleClickTimeout)) {
        doubleClickWaiting = false;
        on_button_short_click();
    }
    bool isButtonDown = rotaryEncoder.isEncoderButtonDown();
    if (isButtonDown && !buttonWasDown) {
        buttonDownTime = millis();
        buttonWasDown = true;
    }
    else if (!isButtonDown && buttonWasDown) {
        unsigned long pressDuration = millis() - buttonDownTime;
        if (pressDuration >= longPressAfterMiliseconds) {
            on_button_long_click();
            doubleClickWaiting = false;
        }
        else if (pressDuration >= shortPressAfterMiliseconds) {
            if (doubleClickWaiting) {
                on_button_double_click();
                doubleClickWaiting = false;
            } else {
                doubleClickWaiting = true;
                buttonUpTime = millis();
            }
        }
        buttonWasDown = false;
    }
}


void buzzer()
{
  if (!isBuzzerActive) {
    isBuzzerActive = true;
    buzzerStartTime = millis(); // شروع توالی زنگ
    beepPhase = 1; // بوق اول
    digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);
  }
}
void updateBuzzer() {
  if (!isBuzzerActive) return;

  unsigned long currentTime = millis();
  unsigned long elapsed = currentTime - buzzerStartTime;

  switch (beepPhase) {
    case 1: // بوق اول (300 میلی‌ثانیه روشن)
      if (elapsed >= 300) {
        digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);
        buzzerStartTime = currentTime;
        beepPhase = 2; // حرکت برای مکث
      }
      break;

    case 2: // مکث (200 میلی‌ثانیه خاموش)
      if (elapsed >= 200) {
        digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);
        buzzerStartTime = currentTime;
        beepPhase = 3; // رفتن به بوق دوم
      }
      break;

    case 3: // بوق دوم (300 میلی‌ثانیه روشن)
      if (elapsed >= 300) {
        digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);
        isBuzzerActive = false; // تنظیم مجدد
        beepPhase = 0;
      }
      break;
  }
}
 // --- خدمات رفاهی ---
void VextON(void) {
  pinMode(Vext,OUTPUT);
  digitalWrite(Vext, LOW);
}
void processKey(const char *userKey, uint8_t *processedKey, size_t keySize) {
    memset(processedKey, 0, keySize);
    size_t len = strlen(userKey);
    if (len > keySize) len = keySize;
    memcpy(processedKey, userKey, len);
}
void encryptAES(uint8_t *data, const char *key) {
    uint8_t processedKey[16];
    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);
}
void decryptAES(uint8_t *data, const char *key) {
    uint8_t processedKey[16];
    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);
}

Common Course Links

Common Course Files

منابع و مراجع

فایل‌ها📁

سایر فایل‌ها

← درس قبلی

محصولات مرتبط اَمه زون

لیست‌های مرتبط با eBay

محصولات مرتبط علی‌اکسپرس

تگ‌ها

HeltecMeshnologyMeshnology N33WiFi LoRa 32
شِفر (کود) جستجو

آخرین آموزش‌ها

تصویر بندانگشتی یوتیوب
تصویر بندانگشتی یوتیوب
تصویر بندانگشتی یوتیوب
تصویر بندانگشتی یوتیوب
تصویر بندانگشتی یوتیوب
تصویر بندانگشتی یوتیوب
تصویر بندانگشتی یوتیوب
تصویر بندانگشتی یوتیوب
تصویر بندانگشتی یوتیوب
تصویر بندانگشتی یوتیوب
نمایش بیشتر