دور دروازے کا الرٹ سسٹم 13 میل 21 کلومیٹر دور سے LoRa کے ساتھ – آف دی گرڈ! (Heltec WiFi LoRa 32 V3)

دور دروازے کا الرٹ سسٹم 13 میل 21 کلومیٹر دور سے LoRa کے ساتھ – آف دی گرڈ! (Heltec WiFi LoRa 32 V3)

تصور کریں کہ آپ 13 میل (21 کلومیٹر) سے زیادہ دور سے کسی دور دراز کیبن کے سامنے والے دروازے، کھیت کے گیٹ، یا اسٹوریج یونٹ کے داخلی راستے کی نگرانی کر سکیں—بغیر وائی فائی کنکشن، سیلولر سم کارڈ، یا کسی ماہانہ فیس کے۔ یہ کوئی مستقبل کا تصور نہیں ہے؛ یہ LoRa (لانگ رینج) ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے ایک عملی حقیقت ہے۔ اس پروجیکٹ میں، ہم Heltec Wi-Fi LoRa 32 V3 ماجیول کا استعمال کرتے ہوئے ایک طویل فاصلے کا دروازہ مانیٹرنگ سسٹم بنائیں گے، جسے Meshnology N32 کیس میں صفائی سے پیک کیا گیا ہے اور 3000 mAh بیٹری کے ساتھ طویل مدتی، آف گرڈ کارکردگی کے لیے تیار کیا گیا ہے۔

یہ پروجیکٹ ہال ایفیکٹ سینسر استعمال کرتا ہے تاکہ یہ معلوم کیا جا سکے کہ دروازہ کھلا ہے یا بند، اور اس حالت کو LoRa بینڈ پر منتقل کرتا ہے۔ یہ کیبن، بارن، اسٹوریج یونٹس، یا کسی بھی جگہ کے لیے ایک بہترین حل ہے جہاں آپ کو موجودہ انفراسٹرکچر پر انحصار کیے بغیر قابل اعتماد ریموٹ مانیٹرنگ کی ضرورت ہو۔ آپ ریسیور میں بزر یا ریلے بھی شامل کر سکتے ہیں تاکہ مقامی الارم سسٹم بنایا جا سکے۔

اس پروجیکٹ کو استعمال کرنے کے کچھ عملی طریقے یہ ہیں:

• دور دراز گرین ہاؤس کے دروازے کی نگرانی کریں تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ یہ درجہ حرارت کنٹرول کے لیے بند ہے۔
• چیک کریں کہ آیا بارن یا اصطبل کا دروازہ آپ کے جانے کے بعد کھلا چھوڑ دیا گیا ہے۔
• شیڈ یا ورکشاپ کے لیے طویل فاصلے کا سیکیورٹی الارم بنائیں۔
• جب میل باکس یا گیٹ کھولا جائے تو اطلاع حاصل کریں۔
• باڑ والے علاقے یا تعمیراتی جگہ تک رسائی کی نگرانی کریں۔

یہ گائیڈ Wi-Fi LoRa 32 V3 پر سیریز کا چوتھا حصہ ہے۔ پچھلی ویڈیوز میں درجہ حرارت کا ڈیٹا بھیجنا، 150V DC تک پڑھنا، اور ریلے کو ریموٹ کنٹرول کرنا شامل تھا—یہ سب LoRa پر۔ یہ پروجیکٹ ان تصورات پر استوار کرتے ہوئے ایک مکمل، عملی مانیٹرنگ سسٹم بناتا ہے۔

مطلوبہ ہارڈویئر

اس پروجیکٹ کو بنانے کے لیے، آپ کو درج ذیل اجزاء کی ضرورت ہوگی:

• 2x Heltec Wi-Fi LoRa 32 V3 ماڈیولز
• 2x Meshnology N32 کیسز (یا اسی طرح کے انکلوژرز)
• 2x 3000 mAh 3.7V LiPo بیٹریاں
• 1x ہال ایفیکٹ سینسر ماجیول (ڈیجیٹل آؤٹ پٹ کے ساتھ)
• 1x چھوٹا مقناطیس (دروازے کے لیے)
• 1x بزر (5V 3.3V کے ساتھ کام کرتا ہے) یا 5V ریلے ماجیول
• 1x 2N2222 NPN ٹرانزسٹر (بزر سرکٹ کے لیے)
• 1x 1kΩ ریزسٹر
• کنیکٹنگ تار اور سولڈرنگ آئرن

Meshnology N32 کیس اس بلڈ کے لیے ایک بہترین آپشن ہے۔ یہ Heltec ماجیول اور 3000 mAh بیٹری رکھنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، جو ایک صاف، پیشہ ورانہ تکمیل فراہم کرتا ہے۔ آپ شروع کرنے کے لیے ایک سادہ بریڈ بورڈ یا کسٹم 3D-پرنٹڈ انکلوژر بھی استعمال کر سکتے ہیں۔

وائرنگ گائیڈ

دو اہم سرکٹس بنانے ہیں: ٹرانسمیٹر اور ریسیور۔ ٹرانسمیٹر ہال ایفیکٹ سینسر سے منسلک ہے، جبکہ ریسیور الارم کے لیے بزر یا ریلے ماجیول سے منسلک کیا جا سکتا ہے۔

ٹرانسمیٹر وائرنگ:

یہ سیٹ اپ بہت سیدھا ہے۔ ہال ایفیکٹ سینسر میں چار پن ہیں: VCC، GND، DO (ڈیجیٹل آؤٹ)، اور AO (اینالاگ آؤٹ)۔ اس پروجیکٹ کے لیے، ہمیں صرف ڈیجیٹل آؤٹ کی ضرورت ہے۔

• سینسر پر VCC Heltec بورڈ پر 3.3V پن سے منسلک ہوتا ہے۔
• سینسر پر GND Heltec بورڈ پر GND پن سے منسلک ہوتا ہے۔
• سینسر پر DO Heltec بورڈ پر GPIO 4 سے منسلک ہوتا ہے۔
• AO پن کو غیر منسلک چھوڑ دیا جاتا ہے۔

ریسیور وائرنگ (بزر):

بزر چلانے کے لیے، ایک ٹرانزسٹر بطور سوئچ استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ بزر مائیکروکنٹرولر کے GPIO پن سے زیادہ کرنٹ کھینچ سکتا ہے۔ سرکٹ سادہ ہے:

• بزر کا مثبت لیڈ 3.3V پن سے منسلک ہوتا ہے۔
• بزر کا منفی لیڈ 2N2222 ٹرانزسٹر کے کلیکٹر سے منسلک ہوتا ہے۔
• ٹرانزسٹر کا ایمیٹر GND سے منسلک ہوتا ہے۔
• ٹرانزسٹر کا بیس ریسیور کے Heltec بورڈ پر GPIO 4 سے 1kΩ ریزسٹر کے ذریعے منسلک ہوتا ہے۔

ریسیور وائرنگ (ریلے):

اگر آپ لائٹ یا سائرن جیسے لوڈ کو کنٹرول کرنا چاہتے ہیں، تو آپ ریلے ماجیول استعمال کر سکتے ہیں۔ وائرنگ اور بھی آسان ہے:

• ریلے ماجیول پر VCC 3.3V پن سے منسلک ہوتا ہے (یا 5V اگر بوسٹ کنورٹر استعمال کر رہے ہیں)۔
• ریلے ماجیول پر GND GND سے منسلک ہوتا ہے۔
• ریلے ماجیول پر IN Heltec بورڈ پر GPIO 4 سے منسلک ہوتا ہے۔

آپ پھر اپنے AC یا DC لوڈ کو ریلے کے آؤٹ پٹ ٹرمینلز سے منسلک کر سکتے ہیں۔ ریلے ایک برقی مقناطیسی سوئچ کے طور پر کام کرتا ہے، جو دروازہ کھلنے پر سرکٹ کو بند کر دیتا ہے۔

بزر سرکٹ کے لیے، 2N2222 ٹرانزسٹر GPIO پن سے کرنٹ بڑھانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ GPIO پن اور بیس کے درمیان 1kΩ ریزسٹر رکھا جاتا ہے تاکہ ٹرانزسٹر میں کرنٹ محدود ہو۔ بزر 3.3V اور کلیکٹر کے درمیان منسلک ہوتا ہے، لہذا جب ٹرانزسٹر آن ہوتا ہے، یہ سرکٹ مکمل کرتا ہے اور بزر بجتا ہے۔

سافٹ ویئر سیٹ اپ

کوڈ اپ لوڈ کرنے سے پہلے، آپ کو اپنے Arduino IDE میں ضروری سافٹ ویئر اور لائبریریاں انسٹال کرنی ہوں گی۔ پہلے، یقینی بنائیں کہ آپ کے پاس Arduino IDE انسٹال ہے۔ پھر، ان مراحل پر عمل کریں:

1. ESP32 بورڈ سپورٹ انسٹال کریں: بورڈز مینیجر کھولیں (Tools > Board > Boards Manager)، "ESP32" تلاش کریں، اور Espressif Systems کا پیکیج انسٹال کریں۔
2. Heltec بورڈ URL شامل کریں: File > Preferences پر جائیں، اور "Additional Boards Manager URLs" فیلڈ میں، JSON URL پیسٹ کریں https://resource.heltec.cn/download/package_heltec_esp32_index.json Heltec ESP32 بورڈز کے لیے۔ یہ لنک آپ Heltec دستاویزات کے صفحے پر حاصل کر سکتے ہیں۔ پھر، بورڈز مینیجر پر واپس جائیں، "Heltec ESP32" تلاش کریں، اور اسے انسٹال کریں۔
3. لائبریریاں انسٹال کریں: Tools > Manage Libraries پر جائیں اور درج ذیل انسٹال کریں:
   • Heltec ESP32 Dev Boards بذریعہ Heltec Automation
   • Adafruit GFX Library بذریعہ Adafruit (پرامپٹ ہونے پر تمام ڈیپنڈنسیز انسٹال کریں)
   • Robojax Heltec LoRa 32 لائبریری (ویڈیو کی تفصیل میں لنک سے .zip فائل ڈاؤن لوڈ کریں اور اسے Sketch > Include Library > Add .ZIP Library کے ذریعے انسٹال کریں)۔

لائبریریاں انسٹال کرنے کے بعد، آپ Tools > Board > Heltec ESP32 Arduino > Heltec Wi-Fi LoRa 32(V3) پر جا کر صحیح بورڈ منتخب کر سکتے ہیں۔ یقینی بنائیں کہ صحیح پورٹ منتخب ہے۔

کوڈ کی وضاحت

اس پروجیکٹ میں دو الگ کوڈ فائلیں استعمال ہوتی ہیں: ایک ٹرانسمیٹر کے لیے اور ایک ریسیور کے لیے۔ دونوں Robojax Heltec LoRa 32 لائبریری کے examples مینیو میں شامل ہیں۔ کوڈ زیادہ تر پہلے سے لکھا ہوا ہے؛ آپ کو صرف ہر فائل کے شروع میں چند اہم متغیرات کو ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے تاکہ اپنا نیٹ ورک کنفیگر کر سکیں۔

ٹرانسمیٹر کوڈ (Door Alarm TX):

ٹرانسمیٹر کوڈ File > Examples > Robojax Heltec LoRa 32 > Door Alarm TX سے کھولیں۔ اہم ترتیبات جو آپ کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہیں:

• ڈور سینسر پن: یہ GPIO پن ہے جو ہال ایفیکٹ سینسر کے ڈیجیٹل آؤٹ پٹ سے منسلک ہے۔ ڈیفالٹ پن 4 ہے، لیکن اگر آپ نے اسے مختلف طریقے سے وائر کیا ہے تو آپ اسے تبدیل کر سکتے ہیں۔
• ٹیکسٹ سٹرنگز: آپ ڈسپلے اور ٹرانسمٹ ہونے والا متن تبدیل کر سکتے ہیں، جیسے "Door is OPEN" اور "Door is CLOSED"۔ ڈبل کوٹس کو برقرار رکھیں کیونکہ یہ سٹرنگز ہیں۔
• سیکیور کلید: یہ ایک خفیہ سٹرنگ ہے جو ٹرانسمیٹر اور ریسیور کے درمیان مماثل ہونی چاہیے۔ یہ دوسرے LoRa آلات کو آپ کے الارم کو متحرک کرنے سے روکتی ہے۔ اسے ایک منفرد قدر میں تبدیل کریں۔
• فریکوئنسی: یہ آپ کے علاقے کے لیے صحیح فریکوئنسی پر سیٹ ہونی چاہیے (مثلاً، US کے لیے 915 MHz، یورپ کے لیے 868 MHz)۔ یہ ریسیور کی فریکوئنسی سے مماثل ہونی چاہیے۔
• TX پاور: یہ ٹرانسمیشن پاور کو dBm میں سیٹ کرتا ہے۔ آپ اسے 2 سے 20 تک سیٹ کر سکتے ہیں۔ مختصر فاصلے کے ٹیسٹ کے لیے، 2 جیسی کم قدر کافی ہے۔ لمبی رینج کے 13 میل کے ٹیسٹ کے لیے، اسے 20 پر سیٹ کیا گیا تھا۔ زیادہ پاور بیٹری کو تیزی سے ختم کرے گی۔

ریسیور کوڈ (Door Alarm RX):

ریسیور کوڈ File > Examples > Robojax Heltec LoRa 32 > Door Alarm RX سے کھولیں۔ اہم ترتیبات یہ ہیں:

• ریلے پن: GPIO پن جو ریلے یا بزر کنٹرول سرکٹ سے منسلک ہے۔ ڈیفالٹ پن 4 ہے۔
• الارم کی مدت: یہ متغیر سیٹ کرتا ہے کہ "Door Open" سگنل موصول ہونے کے بعد ریلے یا بزر کتنی دیر تک فعال رہتا ہے۔ ڈیفالٹ 1000 ملی سیکنڈ (1 سیکنڈ) ہے۔ اگر آپ چاہتے ہیں کہ الارم زیادہ دیر بجے تو آپ اسے 10,000 یا 20,000 ms تک بڑھا سکتے ہیں۔
• سیکیور کلید: یہ ٹرانسمیٹر کوڈ میں سیٹ کی گئی کلید سے یکساں ہونی چاہیے۔
• فریکوئنسی: یہ آپ کے علاقے کے لیے ٹرانسمیٹر کی فریکوئنسی سے مماثل ہونی چاہیے۔

ایک بار جب آپ ان ترتیبات کو کنفیگر کر لیں، آپ کوڈ کو ہر متعلقہ بورڈ پر اپ لوڈ کر سکتے ہیں۔

لائیو پروجیکٹ اور مظاہرہ

ویڈیو میں، پروجیکٹ کا مظاہرہ ورک بینچ پر اور حقیقی دنیا کے منظر نامے میں کیا گیا ہے۔ لیب میں، ٹرانسمیٹر ایک ہال ایفیکٹ سینسر سے منسلک ہے، اور دروازے کے کھلنے اور بند ہونے کی نقل کرنے کے لیے ایک مقناطیس استعمال کیا جاتا ہے۔ جب مقناطیس سینسر کے قریب ہوتا ہے، سسٹم "CLOSED" دکھاتا ہے، اور جب اسے ہٹایا جاتا ہے، تو یہ "OPEN" دکھاتا ہے۔ یہ حیثیت ریسیور کو منتقل کی جاتی ہے، جو بزر یا ریلے کو فعال کرتا ہے۔

حقیقی دنیا کے ٹیسٹ میں ہال ایفیکٹ سینسر اور مقناطیس کو دروازے پر نصب کیا گیا تھا۔ جب دروازہ کھولا گیا، ریسیور نے فوری طور پر "OPEN" دکھایا اور الارم کو متحرک کیا۔ دروازہ بند کرنے سے "CLOSED" سگنل بھیجا گیا اور الارم بند ہو گیا۔

لمبی رینج کی صلاحیتوں کو ثابت کرنے کے لیے، ٹرانسمیٹر کو ایک جھیل کے کنارے تپائی پر رکھا گیا تھا جہاں صاف نظر آتا تھا۔ پھر ریسیور کو 13 میل (21 کلومیٹر) سے زیادہ دور کی جگہ پر لے جایا گیا۔ اس فاصلے پر، ریسیور اب بھی سگنل اٹھانے اور منتقل شدہ ڈیٹا دکھانے کے قابل تھا، جو آف گرڈ کمیونیکیشن کے لیے LoRa کی طاقت اور بھروسے کو ظاہر کرتا ہے۔

رینج ٹیسٹ کے لیے، آپ TX پاور کو 20 dBm پر سیٹ کر سکتے ہیں۔ تاہم، لیب میں روزمرہ استعمال یا مختصر فاصلوں کے لیے، اسے 2 dBm پر سیٹ کرنے سے بیٹری کی زندگی بچے گی۔ 3000 mAh بیٹری کے ساتھ، ٹرانسمیٹر کئی دنوں تک چل سکتا ہے، ٹرانسمیشن پاور اور اپڈیٹس کی فریکوئنسی پر منحصر ہے۔

ابواب

• [00:00] ریموٹ ڈور الرٹ سسٹم کا تعارف
• [01:04] LoRa پروجیکٹ سیریز کا جائزہ
• [02:01] اجزاء اور ہارڈویئر کا جائزہ
• [05:42] میشنولوجی N32 کیس اور بیٹری کے اختیارات
• [07:20] میشنولوجی N32 کیس کو اسمبل کرنا
• [11:41] کنیکٹرز کی جانچ اور بیٹری کی حفاظت
• [12:22] ہال ایفیکٹ سینسر اور ریلے کی وائرنگ
• [13:51] ٹرانزسٹر کے ساتھ بزر کی وائرنگ
• [17:48] حتمی اسمبلی اور سینسر کی ایڈجسٹمنٹ
• [23:20] سافٹ ویئر اور لائبریریز انسٹال کرنا
• [27:42] ٹرانسمیٹر کوڈ کو کنفیگر اور اپ لوڈ کرنا
• [30:22] ریسیور کوڈ کو کنفیگر اور اپ لوڈ کرنا
• [31:56] ڈور الارم سسٹم کا لیب مظاہرہ
• [33:03] اصل دروازے پر جانچ
• [34:08] 13 میل رینج ٹیسٹ اور نتیجہ