ESP32 திட்டம்: பாதுகாப்பான, நீண்ட தூர LoRa அரட்டை சாதனத்தை உருவாக்கவும் Heltec WiFi LoRa 32 on N33
தனிப்பயன் விசைப்பலகையுடன் பாதுகாப்பான, ஆஃப்-கிரிட் LoRa செய்தியனுப்பியை உருவாக்குங்கள்
தொடர்ச்சியான இணைப்பை நம்பியிருக்கும் உலகில், Wi-Fi செயலிழந்து, மின்சாரம் துண்டிக்கப்பட்டு, செல்லுலார் சேவை இல்லாதபோது நீங்கள் என்ன செய்வீர்கள்? இந்த திட்டம் அந்த சரியான பிரச்சினையை எதிர்கொள்கிறது, இது முற்றிலும் தன்னிறைவான, ஆஃப்-கிரிட் தகவல்தொடர்பு சாதனத்தை உருவாக்குகிறது, இது 13 மைல்கள் (21 கிமீ) அல்லது அதற்கும் அதிகமான தூரங்களுக்கு பாதுகாப்பான, தனிப்பட்ட உரை செய்திகளை அனுப்பவும் பெறவும் உங்களை அனுமதிக்கிறது.
இந்த சாதனம் அவசரகால தயார்நிலை, மலையேற்றம் போன்ற வெளிப்புற சாகசங்கள், அல்லது நீங்கள் கட்டுப்படுத்தும் வலுவான, தனிப்பட்ட தகவல்தொடர்பு வலையமைப்பை உருவாக்க விரும்பும் எவருக்கும் ஒரு நடைமுறை கருவியாகும். நீடித்த Meshnology N33 கேஸில் நீண்ட காலம் நீடிக்கும் 3000mAh பேட்டரியுடன் சக்திவாய்ந்த Heltec WiFi LoRa 32 V3 தொகுதியைப் பயன்படுத்தி, இந்த திட்டம் நிஜ உலக பயன்பாட்டிற்காக உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. மிகவும் தனித்துவமான அம்சம் அதன் விசைப்பலகை—எங்கும், எந்த நேரத்திலும் செய்திகளை தட்டச்சு செய்ய ஒரு உள்ளுணர்வு மற்றும் நம்பகமான வழியை வழங்கும் எளிய சுழலும் என்கோடர் ஆகும்.
இது எவ்வாறு செயல்படுகிறது: LoRa மற்றும் சுழலும் என்கோடரின் மந்திரம்
இந்த திட்டம் செயல்படும் செய்தியனுப்பியை உருவாக்க மூன்று முக்கிய கருத்துக்களை இணைக்கிறது:
- LoRa ரேடியோ: LoRa (நீண்ட தூரம்) என்பது மிகக் குறைந்த சக்தியுடன் பரந்த தூரங்களுக்கு தகவல்தொடர்புக்கு அனுமதிக்கும் ஒரு ரேடியோ தொழில்நுட்பமாகும். Wi-Fi அல்லது செல்லுலார் போலல்லாமல், இது உரிமம் இல்லாத ரேடியோ அதிர்வெண்களில் செயல்படுகிறது, அதாவது SIM அட்டைகள் அல்லது மாதாந்திர கட்டணங்கள் எதுவும் இல்லை. எங்கள் சாதனம் முழு டிரான்ஸ்ஸீவராக செயல்படுகிறது, அதாவது அது செய்திகளை அனுப்பவும் பெறவும் முடியும். செயலற்ற நிலையில், அது உள்வரும் பாக்கெட்டுகளைக் கேட்கிறது. ஒரு செய்தியை அனுப்பிய அல்லது பெற்ற பிறகு, அது கேட்கும் பயன்முறைக்குத் திரும்புவதற்கு முன் சக்தியைச் சேமிக்க தற்காலிகமாக ரேடியோவை தூங்க வைக்கிறது.
- சுழலும் என்கோடர் விசைப்பலகை: பருமனான அல்லது அதிக சக்தி பயன்படுத்தும் விசைப்பலகைக்கு பதிலாக, உரை உள்ளீட்டிற்கு எளிய சுழலும் என்கோடரைப் பயன்படுத்துகிறோம். குமிழியை சுழற்றுவது முழுமையான எழுத்து தொகுப்பை (A-Z, a-z, எண்கள் மற்றும் குறியீடுகள்) சுழற்சி செய்கிறது. இடைமுகம் வியக்கத்தக்க வகையில் வேகமானது மற்றும் பதிலளிக்கக்கூடியது, இது செய்திகளை எளிதாக உருவாக்க உங்களை அனுமதிக்கிறது. என்கோடரின் உள்ளமைக்கப்பட்ட புஷ்-பொத்தானுக்கு மூன்று செயல்பாடுகள் உள்ளன:
- குறுகிய அழுத்தம் (கிளிக்): தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட எழுத்தை உங்கள் செய்தியில் சேர்க்கிறது.
- நீண்ட அழுத்தம் (பிடித்தல்): ஸ்பேஸ்பார் போல ஒரு இடைவெளியைச் சேர்க்கிறது.
- இரட்டை-கிளிக்: கடைசி எழுத்தை நீக்க பேக்ஸ்பேஸாக செயல்படுகிறது.
- டிரான்ஸ்ஸீவர் & காட்சி தர்க்கம்: சாதனத்தில் இரண்டு முக்கிய முறைகள் உள்ளன: "உருவாக்கு" மற்றும் "படிக்க". நீங்கள் உருவாக்கு முறையில் உங்கள் செய்தியை தட்டச்சு செய்கிறீர்கள். ஒரு புதிய செய்தி வரும்போது, திரையில் அறிவிப்பு தோன்றும் (
>> புதிய செய்தி <<). பின்னர் நீங்கள் படிக்க முறைக்கு மாற்றி செய்தியைப் பார்க்க (Heltec போர்டில்) உள்ளமைக்கப்பட்ட பயனர் பொத்தானை அழுத்தலாம். மற்றொரு அழுத்தம் உங்கள் பதிலை தட்டச்சு செய்ய உருவாக்கு முறைக்கு மாற்றுகிறது. அனைத்து செய்திகளும் AES குறியாக்கத்தைப் பயன்படுத்தி பாதுகாக்கப்படுகின்றன, இது உங்கள் உரையாடல்கள் தனிப்பட்டதாக இருப்பதை உறுதி செய்கிறது.
கூறுகள் மற்றும் பாகங்கள் பட்டியல்
இந்த திட்டத்தை உருவாக்க, உங்களுக்கு பின்வரும் கூறுகள் தேவைப்படும். வீடியோவில் குறிப்பிட்டுள்ளபடி, இணைப்பு இணைப்புகள் மூலம் வாங்குவது உருவாக்குநர்களை ஆதரிக்க ஒரு சிறந்த வழியாகும்.
- Heltec WiFi LoRa 32 V3 தொகுதி
- 3000mAh பேட்டரியுடன் Meshtastic N33 கேஸ்
- 915MHz அல்லது பிராந்தியத்திற்கு ஏற்ற LoRa ஆண்டெனா
- சுழலும் என்கோடர் தொகுதி (VCC, GND, CLK, DT, SW உடன் 5-முள்)
- விருப்ப (ஆடியோ எச்சரிக்கைகளுக்கு):
- 5V செயலில் பஸர்
- 2N2222 NPN டிரான்சிஸ்டர்
- 1kΩ மின்தடை
- முள் ஹெடர்கள் மற்றும் ஜம்பர் கம்பிகள்
- சாலிடரிங் இரும்பு மற்றும் பாகங்கள்
உங்கள் Arduino IDE அமைத்தல்
குறியீட்டை பதிவேற்றுவதற்கு முன், சரியான போர்டுகள் மற்றும் நூலகங்களுடன் Arduino IDE ஐ உள்ளமைக்க வேண்டும். இந்த செயல்முறை வீடியோவில் 05:38 இல் தொடங்கி விரிவாக விவரிக்கப்பட்டுள்ளது.
படி 1: ESP32 போர்டுகளை நிறுவவும்
நீங்கள் ஏற்கனவே செய்யவில்லை என்றால், ESP32 மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களுக்கான ஆதரவைச் சேர்க்க வேண்டும்.
- Arduino IDE ஐத் திறந்து,
File > Preferencesக்குச் செல்லவும். - "Additional boards manager URLs" புலத்தில், பின்வரும் URL ஐச் சேர்க்கவும்:
https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json Tools > Board > Boards Manager...க்குச் செல்லவும்.esp32ஐத் தேடி, Espressif Systems தொகுப்பை நிறுவவும்.
படி 2: Heltec ESP32 போர்டு ஆதரவைச் சேர்க்கவும்
File > Preferencesஇல், "Additional boards manager URLs" பெட்டியில் புதிய வரியில் Heltec JSON URL ஐச் சேர்க்கவும் (வீடியோ 06:27 இல் இதை எவ்வாறு செய்வது என்பதைக் காட்டுகிறது):https://github.com/Heltec-Aaron-Lee/WiFi_Kit_series/releases/download/0.0.7/package_heltec_esp32_index.jsonTools > Board > Boards Manager...க்குத் திரும்பிச் செல்லவும்.Heltec ESP32ஐத் தேடி, தொகுப்பை நிறுவவும்.
படி 3: நூலக மேலாளரிடமிருந்து தேவையான நூலகங்களை நிறுவவும்
Arduino நூலக மேலாளரைப் பயன்படுத்தி (Sketch > Include Library > Manage Libraries...), பின்வரும் நூலகங்களைத் தேடி நிறுவவும்:
- Ai Esp32 Rotary Encoder: எங்கள் பதிலளிக்கக்கூடிய விசைப்பலகைக்கு பயன்படுத்தப்படும் குறிப்பிட்ட நூலகம்.
- Heltec ESP32 Dev-Boards: Heltec வன்பொருளுக்கான அதிகாரப்பூர்வ நூலகம்.
- Adafruit GFX Library: OLED காட்சிக்கான சார்பு.
படி 4: .ZIP இலிருந்து Robojax உதவி நூலகத்தை நிறுவவும்
வீடியோவில் 18:53 இல் விளக்கப்பட்டுள்ளபடி, இந்த திட்டத்திற்கு தனிப்பயன் உதவி நூலகம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. நீங்கள் அதை .zip கோப்பிலிருந்து நிறுவ வேண்டும்.
- வள பக்கத்தில் வழங்கப்பட்ட இணைப்பிலிருந்து "Robojax HealthTech Lora 32" .zip நூலகத்தைப் பதிவிறக்கவும்.
- Arduino IDE இல்,
Sketch > Include Library > Add .ZIP Library...என்பதைக் கிளிக் செய்யவும். - பதிவிறக்கிய .zip கோப்பை நீங்கள் சேமித்த இடத்திற்குச் சென்று, அதைத் தேர்ந்தெடுத்து, "Open" என்பதைக் கிளிக் செய்யவும்.
- நூலகம் நிறுவப்பட்டு பயன்படுத்த தயாராக இருக்கும்.
எல்லாவற்றையும் நிறுவிய பிறகு, மெனுவிலிருந்து சரியான போர்டைத் தேர்ந்தெடுப்பதை உறுதிசெய்யவும்: Tools > Board > Heltec ESP32 Arduino > Heltec WiFi LoRa 32 V3.
கூறுகளை இணைத்தல்
ரோட்டரி என்கோடரை இணைக்க உங்கள் Heltec போர்டில் பின் ஹெடர்களை சாலிடர் செய்ய வேண்டும். வீடியோவில் (11:25) காட்டப்பட்டுள்ளபடி, போர்டு அதன் கேஸில் இருக்கும்போது பின்கள் அணுகக்கூடியதாக இருப்பதை உறுதிசெய்ய கவனமாக திட்டமிடல் தேவை.

வரைபடம் 1: கோர் மெசஞ்சர் (ரோட்டரி என்கோடர் மட்டும்)
ரோட்டரி என்கோடர் தொகுதியிலிருந்து 5 பின்களை Heltec போர்டுடன் பின்வருமாறு இணைக்கவும்:
- என்கோடரில்
GND→ Heltec போர்டில்GND - என்கோடரில்
VCC→ Heltec போர்டில்3.3V SW(சுவிட்ச்) →GPIO 4DT(டேட்டா/பின் B) →GPIO 6CLK(கடிகாரம்/பின் A) →GPIO 5

வரைபடம் 2: ஒலி எச்சரிக்கையைச் சேர்த்தல் (பஸர் சர்க்யூட்)
புதிய செய்தி வரும்போது ஒலி எச்சரிக்கை பெற, ஒரு எளிய டிரான்சிஸ்டர் சர்க்யூட்டைச் சேர்க்கலாம். ESP32 இன் பின்கள் நேரடியாக பஸரை இயக்க போதுமான மின்னோட்டத்தை வழங்க முடியாததால் இது அவசியம்.
- Heltec போர்டிலிருந்து
GPIO 40ஐ 1kΩ ரெசிஸ்டரின் ஒரு முனையுடன் இணைக்கவும். - ரெசிஸ்டரின் மறு முனையை 2N2222 டிரான்சிஸ்டரின் பேஸ் பின்னுடன் இணைக்கவும்.
- டிரான்சிஸ்டரின் எமிட்டர் பின்னை
GNDஉடன் இணைக்கவும். - 5V பஸரின் பாசிட்டிவ் (+) காலை Heltec போர்டின்
3.3Vபின்னுடன் இணைக்கவும். - பஸரின் நெகட்டிவ் (-) காலை டிரான்சிஸ்டரின் கலெக்டர் பின்னுடன் இணைக்கவும்.
குறியீட்டைப் புரிந்துகொள்வது மற்றும் தனிப்பயனாக்குவது
வழங்கப்பட்ட குறியீடு பதிவேற்றத் தயாராக உள்ளது, ஆனால் திட்டத்தைத் தனிப்பயனாக்க நீங்கள் அறிந்திருக்க வேண்டிய சில முக்கிய அமைப்புகள் உள்ளன. இந்த வரையறைகள் குறியீட்டின் மேலே உள்ளன.
// உடல் பின் இணைப்புகளுக்கான வரையறைகள்
#define ROTARY_ENCODER_A_PIN 5 //ரோட்டரி என்கோடரின் பின் A
#define ROTARY_ENCODER_B_PIN 6 //ரோட்டரி என்கோடரின் பின் B
#define ROTARY_ENCODER_BUTTON_PIN 4 //ரோட்டரி என்கோடரின் சுவிட்ச் பின்
#define BUZZER_PIN 40 //பஸர் பின் அல்லது தூண்டப்பட வேண்டிய ரிலே
const bool DEBUG = false;
// LoRa மற்றும் பாதுகாப்பு அமைப்புகளுக்கான வரையறைகள்
#define RF_FREQUENCY 915432000 //LoRa இன் இயக்க அதிர்வெண்
#define TX_OUTPUT_POWER 2 //வெளியீட்டு சக்தி dBm இல் 2 முதல் 21 வரை இருக்க வேண்டும்.
const char *userKey = "xxxBg^Tr%43232";//தனிப்பட்ட தகவல்தொடர்புக்கான பாதுகாப்பு விசை
ROTARY_ENCODER_...: இந்த பின்கள் உங்கள் ரோட்டரி என்கோடரை எங்கு இணைத்தீர்கள் என்பதை வரையறுக்கின்றன. இந்த எண்கள் மேலே உள்ள வரைபடங்களில் உங்கள் வயரிங்குடன் பொருந்துவதை உறுதிசெய்யவும்.BUZZER_PIN: இது பஸர் சர்க்யூட்டைத் தூண்டும் பின்னை வரையறுக்கிறது.RF_FREQUENCY: இது ஹெர்ட்ஸில் உள்ள LoRa இயக்க அதிர்வெண். மதிப்பு 915432000 (915 MHz) வட அமெரிக்காவிற்கு நிலையானது. உங்கள் பிராந்தியத்திற்கு ஏற்ப இந்த மதிப்பை மாற்ற வேண்டும் (எ.கா., ஐரோப்பாவிற்கு 868MHz, ஆசியாவிற்கு 433MHz). தொடர்பு கொள்ள விரும்பும் அனைத்து சாதனங்களும் ஒரே அதிர்வெண்ணைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.TX_OUTPUT_POWER: இது dBm இல் உள்ள பரிமாற்ற சக்தி. இது 2 முதல் 20 வரை இருக்கலாம்.2போன்ற குறைந்த எண் குறுகிய தூர சோதனைக்கு ஏற்றது மற்றும் கணிசமான அளவு பேட்டரியை மிச்சப்படுத்துகிறது. அதிகபட்ச வரம்பிற்கு, இந்த மதிப்பை அதிகரிக்கலாம், ஆனால் அதிக சக்தி பேட்டரியை மிக வேகமாக வடிகட்டும் என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள்.userKey: இது உங்கள் தனிப்பட்ட குறியாக்க விசை. இது எந்த எழுத்துகளின் கலவையாகவும் இருக்கலாம். ஒருவரின் செய்திகளை மறைகுறியாக்க அனைத்து சாதனங்களும் ஒரே விசையைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். இதை உங்கள் சொந்த தனித்துவமான மற்றும் ரகசிய கடவுச்சொல்லாக மாற்றவும்.
குறியீட்டைப் பெறுங்கள்
இந்த திட்டத்திற்கான முழுமையான மற்றும் இறுதி Arduino குறியீடு, வீடியோவில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளபடி, இந்த பக்கத்தில் பதிவிறக்கத்திற்குக் கிடைக்கிறது.
வீடியோ அத்தியாயங்கள்
- 00:00 - அறிமுகம்
- 00:56 - திட்ட வரைவு
- 01:29 - கூறுகள் கண்ணோட்டம்
- 05:25 - அன்பாக்சிங் மற்றும் வன்பொருள் அசெம்பிளி
- 11:19 - வெளிப்புற கம்பிகளுக்கான கேஸ் மாற்றம்
- 15:06 - வயரிங் வழிகாட்டி
- 15:38 - Arduino IDE மற்றும் லைப்ரரி அமைப்பு
- 20:21 - குறியீடு அமைப்புகள் விளக்கப்பட்டுள்ளன
- 21:38 - அரட்டையடிக்க ரோட்டரி என்கோடரை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது
- 24:26 - நேரடி வரம்பு சோதனை
/*
ESP32 Project: Build a Secure, Long-Range LoRa Chat Device Heltec WiFi LoRa 32
File: Heltec_ESP32_LoRa_V3_chat_TX_RX.ino
written on 29 Jun, 2025 by Ahmad Shamshiri www.Roboajx.com
* Please watch the tutorial video at: https://youtu.be/IsOSvrF60J4
* Resources page for this video: https://robojax.com/RJT642
* =====================================================================
* ARDUINO CODE DESCRIPTION: SECURE LoRa Keyboard Transceiver (chat system)
* =====================================================================
*
* 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
*
* SYSTEM FUNCTIONALITY:
* -------------------
NEW CONTROLS:
- Rotate Knob: Select character.
- Short Press (Click): Add selected character.
- Long Press (Hold): Insert a space (like a spacebar).
- Double Click: Backspace.
*
* [2] SECURE WIRELESS TRANSMISSION:
* - All message encrypted before LoRa transmission
* - Home position command transmitted as special secure packet
* - Uses 433MHz/915MHZ 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/IsOSvrF60J4
* Resources page for this video: https://robojax.com/RJT642
* =====================================================================
* 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
*
*
* ********************************************************************
*/
// Core Heltec and display libraries
#include <Wire.h>
#include "HT_SSD1306Wire.h"
#include "WiFi.h"
// LoRa and security libraries
#include "LoRaWan_APP.h"
#include "mbedtls/aes.h"
#include <cstring>
// The user-approved Rotary Encoder library
#include "AiEsp32RotaryEncoder.h"
// --- PIN DEFINITIONS & CONFIGURATION ---
static SSD1306Wire display(0x3c, 500000, SDA_OLED, SCL_OLED, GEOMETRY_128_64, RST_OLED);
#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 RF_FREQUENCY 915432000 //operating frequey of LoRa
#define TX_OUTPUT_POWER 20 //output power should be between 2 to 21 in dBm.
const char *userKey = "wahJ8uy$gt~_3r";//secureity key for private communication
#define ROTARY_ENCODER_VCC_PIN -1
#define ROTARY_ENCODER_STEPS 4
// --- LORA PARAMETERS ---
#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
// --- GLOBAL VARIABLES & STATE ---
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;
// --- FUNCTION PROTOTYPES ---
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();
// --- INTERRUPT SERVICE ROUTINES ---
void IRAM_ATTR readEncoderISR() {
rotaryEncoder.readEncoder_ISR();
}
// --- BUTTON HANDLER ACTIONS ---
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();
}
// --- SETUP ---
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();
}
// --- MAIN LOOP ---
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);
}
// --- LORA EVENT HANDLERS & HELPERS ---
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 = "";
}
}
// --- DISPLAY & BUTTON LOGIC ---
void updateDisplay() {
display.clear();
display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_LEFT);
if (currentState == COMPOSING) {
selectedChar = charset[rotaryEncoder.readEncoder()];
display.setFont(ArialMT_Plain_10);
// --- THIS IS THE FIX for the notification ---
String msgLabel;
if (hasUnreadMessage) {
msgLabel = ">> NEW MSG <<"; // Make the notification very obvious
} 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 == READING
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;
}
}
// --- UTILITIES ---
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);
}
/*
ESP32 Project: Build a Secure, Long-Range LoRa Chat Device Heltec WiFi LoRa 32
File: Heltec_ESP32_LoRa_V3_chat_TX_RX_buzzer.ino
written on 29 Jun, 2025 by Ahmad Shamshiri www.Roboajx.com
* Please watch the tutorial video at: https://youtu.be/IsOSvrF60J4
* Resources page for this video: https://robojax.com/RJT642
* =====================================================================
* ARDUINO CODE DESCRIPTION: SECURE LoRa Keyboard Transceiver (chat system)
* =====================================================================
*
* HARDWARE COMPONENTS:
* -------------------
* - Main Controller: Heltec WiFi LoRa 32 V3
* - Enclosure: Meshnology N33 case with 3000mAh battery
* - Input: Rotary encoder with push-button
* - Audiable: Active buzzer (connectedt o pin 40)
* - Feedback: Built-in OLED display
*
* SYSTEM FUNCTIONALITY:
* -------------------
NEW CONTROLS:
- Rotate Knob: Select character.
- Short Press (Click): Add selected character.
- Long Press (Hold): Insert a space (like a spacebar).
- Double Click: Backspace.
*
* [2] SECURE WIRELESS TRANSMISSION:
* - All message encrypted before LoRa transmission
* - Home position command transmitted as special secure packet
* - Uses 433MHz/915MHZ 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/IsOSvrF60J4
* Resources page for this video: https://robojax.com/RJT642
* =====================================================================
* 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
*
*
* ********************************************************************
*/
// Core Heltec and display libraries
#include <Wire.h>
#include "HT_SSD1306Wire.h"
#include "WiFi.h"
// LoRa and security libraries
#include "LoRaWan_APP.h"
#include "mbedtls/aes.h"
#include <cstring>
// The user-approved Rotary Encoder library
#include "AiEsp32RotaryEncoder.h"
// --- PIN DEFINITIONS & CONFIGURATION ---
static SSD1306Wire display(0x3c, 500000, SDA_OLED, SCL_OLED, GEOMETRY_128_64, RST_OLED);
#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;
#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 = "wahJ8uy$gt~_3r";//secureity key for private communication
#define ROTARY_ENCODER_VCC_PIN -1
#define ROTARY_ENCODER_STEPS 4
// --- LORA PARAMETERS ---
#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
// Buzzer state variables
unsigned long buzzerStartTime = 0;
bool isBuzzerActive = false;
int beepPhase = 0; // 0=idle, 1=first beep, 2=pause, 3=second beep
#define USER_BUTTON_PIN 0
// --- GLOBAL VARIABLES & STATE ---
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;
// --- FUNCTION PROTOTYPES ---
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();
// --- INTERRUPT SERVICE ROUTINES ---
void IRAM_ATTR readEncoderISR() {
rotaryEncoder.readEncoder_ISR();
}
// --- BUTTON HANDLER ACTIONS ---
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();
}
// --- SETUP ---
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();
}
// --- MAIN LOOP ---
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(); // Update buzzer state (non-blocking)
delay(LOOP_DELAY); // Your 10ms loop delay
}
// --- LORA EVENT HANDLERS & HELPERS ---
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 = "";
}
}
// --- DISPLAY & BUTTON LOGIC ---
void updateDisplay() {
display.clear();
display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_LEFT);
if (currentState == COMPOSING) {
selectedChar = charset[rotaryEncoder.readEncoder()];
display.setFont(ArialMT_Plain_10);
// --- THIS IS THE FIX for the notification ---
String msgLabel;
if (hasUnreadMessage) {
msgLabel = ">> NEW MSG <<"; // Make the notification very obvious
} 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 == READING
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(); // Start buzzer sequence
beepPhase = 1; // First beep
digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);
}
}
void updateBuzzer() {
if (!isBuzzerActive) return;
unsigned long currentTime = millis();
unsigned long elapsed = currentTime - buzzerStartTime;
switch (beepPhase) {
case 1: // First beep (300ms ON)
if (elapsed >= 300) {
digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);
buzzerStartTime = currentTime;
beepPhase = 2; // Move to pause
}
break;
case 2: // Pause (200ms OFF)
if (elapsed >= 200) {
digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);
buzzerStartTime = currentTime;
beepPhase = 3; // Move to second beep
}
break;
case 3: // Second beep (300ms ON)
if (elapsed >= 300) {
digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);
isBuzzerActive = false; // Reset
beepPhase = 0;
}
break;
}
}
// --- UTILITIES ---
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
வளங்கள் மற்றும் மேற்கோள்கள்
-
வெளியுறுப்புPurchase Wi-Fi LoRa 32 from Meshnologymeshnology.com
கோப்புகள்📁
மற்ற கோப்புகள்
-
Robojax Heltec WiFi LoRa 32 Library Version 1.1.0 20250703
Robojax_HeltecLoRa32_1.1.0_20250702.zip0.09 MB -