DIY遙控繼電器項目：13英里無Wi-Fi/無SIM Heltec LoRa 32模組

DIY遙控繼電器項目：13英里無Wi-Fi/無SIM Heltec LoRa 32模組

遠距離LoRa遙控——用Heltec WiFi LoRa 32

想像一下，你可以喺超過15英里（即21公里）之外控制一把風扇、一盞燈、一個水泵或者一個防盜警報器，完全唔使SIM卡，亦都唔使畀任何費用。呢個係用LoRa（遠距離）技術做到嘅，而喺呢個指南入面，我哋會詳細教你點樣整呢套系統。我哋會用強大嘅Heltec WiFi LoRa 32模組，裝喺堅固嘅Meshnology N35外殼入面，仲有3000mAh電池，可以長時間運作。

呢個項目會示範點樣設定一個發射器同一個接收器，用兩種唔同方式控制負載：一個係簡單嘅開/關功能，另一個係切換功能。我哋會涵蓋硬件組裝、接線、程式碼設定，仲會展示真實嘅距離測試。

零件同硬件

呢個項目嘅核心係幾個關鍵零件，佢哋設計嚟一齊運作，達到最大距離同可靠性。

• Heltec WiFi LoRa 32 V3：呢個係一個多功能微控制器，內置LoRa通訊晶片，仲有Wi-Fi同藍牙功能。佢可以好似Arduino咁完全程式化，等我哋可以讀取輸入同控制輸出。
• Meshnology N35外殼同電池：呢個係一個耐用外殼，專為Heltec模組設計。如果買套裝，會包括3000mAh電池，呢個對長時間發射同接收好重要，特別係喺偏遠地方。
• 高增益天線：為咗達到最好嘅距離，我哋會用高增益天線，佢比原裝天線明顯改善信號強度。
• 繼電器或者蜂鳴器：喺接收器嗰邊，你可以接一個繼電器嚟控制高功率AC或DC設備，好似風扇同燈，或者用簡單嘅蜂鳴器做警報應用。

硬件組裝

組裝呢個裝置係一個直接嘅過程，好似影片入面大約05:56開始示範咁。N35套裝包括Heltec模組、3000mAh電池、外殼、一條帶延長線嘅天線，同埋針腳排母。

主要步驟包括將按鈕放入外殼、穿過電池線、將天線延長線連接到模組、將模組放入去、然後連接電池。之後，你只需要閂埋外殼，然後喺外面固定天線座。值得留意嘅係，早期版本嘅外殼需要少少修改先可以裝到天線座，但Meshnology已經喺新批次入面修正咗呢個問題。

接收器負載嘅接線

喺接收器嗰邊，你會連接輸出設備。下面係繼電器同蜂鳴器嘅接線指示，詳細內容喺影片11:17有講。

接繼電器

繼電器係一個電動開關，可以畀你控制高功率負載。

• 繼電器嘅信號腳連接到Heltec LoRa模組嘅pin 4。
• 繼電器嘅接地腳連接到模組嘅GND腳。
• 重要：繼電器嘅VCC（電源）腳應該由外部5V電源供電。模組嘅3.3V輸出唔可以可靠噉應付繼電器嘅電流需求。
• 你一定要建立共同接地，即係將外部電源嘅接地連接到Heltec模組嘅接地。呢個對電路運作好關鍵。

用晶體管接蜂鳴器

如果想做一個簡單嘅聲音警報，你可以用蜂鳴器。為咗避免從微控制器針腳攞太多電流，我哋用一個2N2222 NPN晶體管嚟驅動佢。

• 將模組嘅pin 4連接到一個1kΩ電阻。電阻嘅另一端連接到晶體管嘅基極（中間針腳）。
• 晶體管嘅發射極（左邊針腳，平面嗰邊向住你）連接到GND。
• 晶體管嘅集電極（右邊針腳）連接到蜂鳴器嘅負極（-）端子。
• 蜂鳴器嘅正極（+）端子連接到Heltec模組嘅3.3V針腳。

Arduino IDE同程式庫設定

喺你可以上傳程式碼之前，你需要設定Arduino IDE嚟支援Heltec板。呢個過程喺影片14:37開始。

1. 安裝ESP32開發板：喺Arduino IDE入面，去 Boards Manager 度搜尋 ESP32。安裝由 Espressif Systems 提供嘅套件。
2. 加入Heltec開發板網址：去 File > Preferences。喺 "Additional Boards Manager URLs" 度，加入 Heltec ESP32 系列嘅 JSON 連結。呢條連結會喺文章下面嘅資源頁提供。
3. 安裝Heltec ESP32開發板：返去 Boards Manager，搜尋 Heltec ESP32，然後安裝套件。
4. 安裝所需函式庫：去 Library Manager 並安裝以下項目：
   • Heltec ESP32 dev boards
   • Adafruit GFX Library（同埋撳 "Install All" 安裝佢嘅依賴項目）
5. 安裝Robojax函式庫：由資源頁下載自訂嘅 Robojax Heltec LoRa 32 zip 函式庫。喺 Arduino IDE 入面，去 Sketch > Include Library > Add .ZIP Library，然後揀你下載咗嘅檔案。
6. 選擇開發板：最後，去 Tools > Board，然後選擇 Heltec WiFi LoRa 32 (V3)。

程式碼設定說明

我哋為呢個項目準備咗三個唔同嘅程式碼草稿：一個係簡單開/關發射器，一個係切換發射器，仲有一個係接收器。函式庫會處理複雜嘅部分，所以你只需要喺每個檔案頂部調整幾個設定就得。程式碼講解由影片嘅 19:00 開始。

發射器（TX）- 簡單開/關程式碼設定

呢段程式碼只會喺按住按鈕期間開啟繼電器。

// 喺OLED螢幕上顯示嘅文字
const char *displayTexttitle = "Relay:";
const char *displayTextTX = "(TX)";
const char *displayTextRelayON = "ON";
const char *displayTextRelayOFF = "OFF";

// 安全金鑰同頻率（必須同接收器一致）
const char *userKey = "6tfDs$wEq3!";
#define RF_FREQUENCY 915555000 

// 發射功率（2-21，數值越大越強）
#define TX_OUTPUT_POWER 14 

發射器（TX）- 切換程式碼設定

呢段程式碼每次撳按鈕都會切換繼電器嘅狀態（開變關，或者關變開）。

// 設為 true 用於序列埠監控視窗除錯，設為 false 用於正常使用
bool debug = true; 
// 內建用戶按鈕引腳係 0
#define PUSH_BUTTON_PIN 0  

// 喺OLED螢幕上顯示嘅文字
const char *displayTextTitle = "Relay:";
const char *displayTextTX = "(TX)";
const char *displayTextRelayToggleON = "TOG-ON";
const char *displayTextRelayToggleOFF = "TOG-OFF";

// 安全金鑰同頻率（必須同接收器一致）
const char *userKey = "6tfDs$wEq3!"; 
#define RF_FREQUENCY 915555000 

// 發射功率（2-21）
#define TX_OUTPUT_POWER 2 

接收器（RX）程式碼設定

呢個單一接收器程式碼可以同時配合簡單同切換發射器使用。

// 連接繼電器訊號輸入嘅引腳
#define RELAY_CONTROL_PIN 4

// 喺OLED螢幕上顯示嘅文字
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"; 

// 安全金鑰同頻率（必須同發射器一致）
const char *userKey = "6tfDs$wEq3!";
#define RF_FREQUENCY 915555000 

最緊要嘅係，userKey 同 RF_FREQUENCY 必須喺發射器同接收器兩邊完全一樣，先可以互相通訊。

示範同13英里距離測試

呢個系統喺實驗室環境入面運作得完美無瑕，接收器嘅繼電器或者蜂鳴器會即時對發射器上嘅按鈕操作作出反應。但 LoRa 真正嘅威力在於佢嘅傳輸距離。

我哋進行咗一次長距離測試，由 25:03 開始可以睇到。發射器設定咗功率等級20，配備高增益天線，並放置喺湖邊離水面大約10米高嘅三腳架上，確保有清晰嘅視線。然後將接收器帶到湖嘅另一邊。

結果係一個驚人嘅成功。喺 13.04英里，即20.98公里 嘅距離接收到穩定訊號。呢個證明咗只要設定正確，你就可以可靠咁控制遠距離嘅設備，令佢非常適合用於遠程農業監控、閘門控制，或者長距離防盜警報系統等應用。

影片時間戳

• 00:00 - 長距離控制簡介
• 02:42 - 咩係LoRa？
• 03:20 - 組件概覽（Heltec、N35外殼）
• 05:56 - 開箱同硬件組裝
• 11:17 - 接線講解：繼電器同蜂鳴器
• 14:37 - Arduino IDE 同函式庫設定
• 19:00 - 程式碼設定講解（TX同RX）
• 25:03 - 示範同13英里距離測試