شاهد على يوتيوب

مشروع جهاز التحكم عن بعد: وحدة Heltec LoRa 32 لمسافة 13 ميلاً دون واي فاي / دون شريحة SIM

التحكم عن بُعد عبر لورا لمسافات طويلة مع هيلتك وي فاي لورا 32

تخيل أن تكون قادرًا على التحكم في مروحة أو ضوء أو مضخة مياه أو إنذار أمني من مسافة تزيد عن 15 ميلاً أو 21 كيلومترًا، كل ذلك بدون الحاجة إلى بطاقة SIM أو دفع أي رسوم. هذا ممكن باستخدام تقنية LoRa (المدى الطويل)، وفي هذا الدليل، سنوضح لك بالضبط كيفية بناء مثل هذا النظام. سنستخدم القوى القويةوحدة هيلتيك واي فاي لورا 32، محفوظ بشكل مريح داخل الوعاء القويحافظة مشنولوجي N35تتضمن بطارية بسعة 3000 مللي أمبير في الساعة لعمل طويل الأمد.

سيوضح هذا المشروع كيفية إعداد جهاز إرسال وجهاز استقبال للتحكم في حمولة بطريقتين مختلفتين: وظيفة تشغيل/إيقاف بسيطة ووظيفة تبديل. سنغطي تجميع الأجهزة، والأسلاك، وإعدادات الشيفرة، وسنظهر لك اختبار نطاق في العالم الحقيقي.

المكونات والأجهزة

في قلب مشروعنا توجد بعض المكونات الأساسية المصممة للعمل معًا لتحقيق أقصى مدى وموثوقية.

• هيلتيك واي فاي لورا 32 V3:هذا ميكروكنترولر متعدد الاستخدامات يأتي مع شريحة اتصال LoRa مدمجة، بالإضافة إلى إمكانيات Wi-Fi وBluetooth. إنه قابل للبرمجة بالكامل مثل Arduino، مما يسمح لنا بقراءة المدخلات والتحكم في المخرجات.
• غلاف وبطارية مشنولوجي N35:هذه علبة متينة مصممة خصيصًا لوحدة هيلتك. عند شرائها كمجموعة، تتضمن بطارية سعة 3000 مللي أمبير، وهي ضرورية للإرسال والاستقبال على المدى الطويل، خاصة في المواقع النائية.
• هوائي ذي كسب عالٍ:لتحقيق أفضل مدى ممكن، سنستخدم هوائي عالي الكسب، مما يحسن بشكل كبير قوة الإشارة مقارنة بالهوائي القياسي.
• المرحّل أو جرس الإنذار:للمستقبل، يمكنك توصيل ريلاي للسيطرة على أجهزة تيار متردد أو تيار مستمر عالية القدرة مثل المراوح والأضواء، أو جرس بسيط لتطبيقات الإنذار.

تجميع الأجهزة

تجميع الوحدة هو عملية بسيطة، كما هو موضح في الفيديو بدءًا من05:56تأتي مجموعة N35 مع وحدة Heltec، وبطارية بسعة 3000 مللي أمبير، وعلبة، وهوائي مع كابل تمديد، ورؤوس دبابيس.

تشمل الخطوات الرئيسية وضع الأزرار داخل العلبة، وتمرير سلك البطارية خلالها، وتوصيل كابل تمديد الهوائي إلى الوحدة، ووضع الوحدة داخلها، وتوصيل البطارية. ثم، ببساطة، تغلق العلبة وتثبت قاعدة الهوائي من الخارج. من الجدير بالذكر أن إصدارًا مبكرًا من العلبة كان يحتاج إلى تعديل صغير ليتناسب مع قاعدة الهوائي، لكن شركة ميشنولوجي قد أصلحت هذه المشكلة في الدفعات الأحدث.

أسلاك تحميل المستقبل

على جانب المستقبل، ستقوم بتوصيل جهاز الإخراج الخاص بك. أدناه تعليمات التوصيل لكل من المرحل والصافرة، كما هو موضح في الفيديو في11:17.

توصيل ريلاي

التتابع يعمل كمفتاح يعمل بالكهرباء، مما يتيح لك التحكم في حمل عالي القدرة.

• يُوصل دبوس الإشارة في المرحل إلىدبوس 4وحدة Heltec LoRa.
• يوصل دبوس الأرض الخاص بالريلاي إلىجنددبوس على الوحدة.
• مهم:يجب تزويد دبوس VCC (الطاقة) في الريليه بالطاقة بواسطة مزود طاقة خارجي 5 فولتلا يمكن لمخرج 3.3 فولت من الوحدة التعامل بشكل موثوق مع سحب التيار للريليه.
• يجب عليك إنشاء أأرضية مشتركةعن طريق توصيل الأرضية لمصدر الطاقة الخارجي بأرضية وحدة هيلتيك. هذا أمر حاسم لعمل الدائرة.

توصيل بوق باستخدام ترانزستور

لاستخدام إنذار صوتي بسيط، يمكنك استخدام جرس. لمنع سحب تيار زائد من دارة الميكروكنترولر، نستخدم ترانزستور NPN من نوع 2N2222 لتشغيله.

• اتصلالدبوس 4المودول إلى مقاومة 1 كΩ. الطرف الآخر من المقاومة متصل بـقاعدة(الدبوس الأوسط) من الترانزستور.
• ترانزستورمُصدِر(الدبوس الأيسر، مع الجانب المسطح مواجهًا لك) متصل بـجند.
• ترانزستور الكمبيوترجامع(الدبوس الأيمن) يتصل بـسالب (-)طرف جرس الإنذار.
• الإيجابي (+)طرف الجرس يتصل بـ٣.٣ فولتدبوس على وحدة Heltec.

إعداد بيئة تطوير أرتوينو والمكتبات

قبل أن تتمكن من تحميل الشفرة، تحتاج إلى تكوين بيئة Arduino IDE للعمل مع لوحات Heltec. تبدأ العملية عند١٤:٣٧في الفيديو.

1. تثبيت لوحات ESP32:في بيئة تطوير أريدوينو، انتقل إلى مدير اللوحات وابحث عنESP32. قم بتثبيت الحزمة من شركة إسبريسيف سيستمز.
2. أضف عنوان لوحة هيلتيك:اذهب إلى ملف > التفضيلات. في "روابط مديري اللوحات الإضافية"، أضف رابط JSON لسلسلة Heltec ESP32. سيتم توفير هذا الرابط في صفحة الموارد أدناه المقالة.
3. قم بتثبيت لوحات Heltec ESP32:ارجع إلى مدير اللوحات، ابحث عنHeltec ESP32، وتثبيت الحزمة.
4. تثبيت المكتبات المطلوبة:اذهب إلى مدير المكتبة وقم بتثبيت ما يلي:
   • Heltec ESP32 dev boards
   • Adafruit GFX Library(وانقر على "تثبيت الكل" لتبعياته)
5. تثبيت مكتبة روبوجَکس:قم بتنزيل المخصصRobojax Heltec LoRa 32قم بتنزيل مكتبة ZIP من صفحة الموارد. في واجهة البرمجة IDE الخاصة بأردوينو، انتقل إلى Sketch > Include Library > Add .ZIP Library واختر الملف الذي قمت بتنزيله.
6. اختر المجلس:أخيرًا، اذهب إلى أدوات > اللوحة واختر الـهلتك WiFi لوارا 32 (V3).

تم شرح إعدادات الشيفرة

لدينا ثلاث رسومات شيفرة مختلفة لهذا المشروع: واحدة لمرسل التشغيل/الإيقاف البسيط، واحدة لمرسل التبديل، وواحدة لجهاز الاستقبال. تقوم المكتبة بمعالجة الأجزاء المعقدة، لذلك تحتاج فقط إلى تعديل بعض الإعدادات في الجزء العلوي من كل ملف. يبدأ شرح الشيفرة في19:00في الفيديو.

مرسل (TX) - إعدادات كود التشغيل/الإيقاف البسيطة

هذا الرمز يشغّل المرحل فقط أثناء الضغط على الزر.

// Text to display on the OLED screen
const char *displayTexttitle = "Relay:";
const char *displayTextTX = "(TX)";
const char *displayTextRelayON = "ON";
const char *displayTextRelayOFF = "OFF";

// Security key and frequency (MUST MATCH RECEIVER)
const char *userKey = "6tfDs$wEq3!";
#define RF_FREQUENCY 915555000 

// Transmission power (2-21, higher is stronger)
#define TX_OUTPUT_POWER 14 

جهاز الإرسال (TX) - إعدادات رمز التبديل

هذا الكود يغير حالة المرحل (من تشغيل إلى إيقاف، أو من إيقاف إلى تشغيل) مع كل ضغط على الزر.

// Set to true for serial monitor debugging, false for normal use
bool debug = true; 
// The built-in user button pin is 0
#define PUSH_BUTTON_PIN 0  

// Text to display on the OLED screen
const char *displayTextTitle = "Relay:";
const char *displayTextTX = "(TX)";
const char *displayTextRelayToggleON = "TOG-ON";
const char *displayTextRelayToggleOFF = "TOG-OFF";

// Security key and frequency (MUST MATCH RECEIVER)
const char *userKey = "6tfDs$wEq3!"; 
#define RF_FREQUENCY 915555000 

// Transmission power (2-21)
#define TX_OUTPUT_POWER 2 

إعدادات رمز المستقبل (RX)

هذا الرمز لمستقبل واحد يعمل مع كل من المرسلات البسيطة والمبدلة.

// The pin connected to the relay's signal input
#define RELAY_CONTROL_PIN 4

// Text to display on the OLED screen
const char *displayTextTitle = "Relay:"; 
const char *displayTextTX = "(RX)"; 
const char *displayTextRelayON = "ON"; 
const char *displayTextRelayOFF = "OFF"; 
const char *displayTextRelayToggleON = "TOG-ON"; 
const char *displayTextRelayToggleOFF = "TOG-OFF"; 

// Security key and frequency (MUST MATCH TRANSMITTER)
const char *userKey = "6tfDs$wEq3!";
#define RF_FREQUENCY 915555000 

بشكل حاسم, theuserKeyوRF_FREQUENCYيجب أن تكون متطابقة على كل من جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال لكي يتواصلوا.

عرض واختبار مدى 13 ميل

يعمل النظام بشكل ممتاز في بيئة المختبر، حيث يستجيب ريل المReceiver أو الجرس على الفور لضغطات الزر على جهاز الإرسال. لكن القوة الحقيقية لتقنية LoRa تكمن في نطاقها.

تم إجراء اختبار طويل المدى، كما يتضح من٢٥:٠٣إلى الأمام. تم ضبط جهاز الإرسال على مستوى طاقة قدره 20، ومُزود بهوائي عالٍ، وموضوعة على حامل ثلاثي القوائم على ارتفاع حوالي 10 أمتار فوق مستوى الماء على ضفاف بحيرة لضمان خط رؤية واضح. ثم تم نقل جهاز الاستقبال إلى الجانب الآخر من البحيرة.

كانت النتيجة نجاحًا مذهلاً. تم استقبال إشارة مستقرة من مسافة13.04 ميل، أو 20.98 كيلومتر. يُظهر هذا أنه مع الإعداد الصحيح، يمكنك التحكم في الأجهزة بشكل موثوق عبر مسافات شاسعة، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات مثل مراقبة الزراعة عن بُعد، والتحكم في الأبواب، أو نظام إنذار سرقة بعيد المدى.

طوابع فيديو

• 00:00- مقدمة في التحكم بعيد المدى
• ٠٢:٤٢ما هو LoRa؟
• ٠٣:٢٠- نظرة عامة على المكونات (هيلتك، حالة N35)
• 05:56- فتح العلبة وتجميع الأجهزة
• 11:17- شرح الأسلاك: المرحل والجرس
• ١٤:٣٧- إعداد بيئة تطوير أوردوينو والمكتبات
• 19:00- شرح إعدادات الشفرة (TX و RX)
• 25:03- عرض واختبار مدى 13 ميل