ESP32 প্রকল্প: একটি নিরাপদ, দীর্ঘ-পরিসরের LoRa চ্যাট ডিভাইস তৈরি করুন Heltec WiFi LoRa 32 N33-এ
কাস্টম কীবোর্ডসহ একটি নিরাপদ, অফ-গ্রিড LoRa মেসেঞ্জার তৈরি করুন
এমন একটি পৃথিবীতে যেখানে আমরা সবসময় সংযুক্ত থাকার উপর নির্ভরশীল, আপনি কী করবেন যখন Wi-Fi বন্ধ, বিদ্যুৎ নেই এবং সেলুলার পরিষেবাও চলে গেছে? এই প্রকল্পটি সেই সমস্যারই সমাধান করে একটি সম্পূর্ণ স্বয়ংসম্পূর্ণ, অফ-গ্রিড যোগাযোগ ডিভাইস তৈরি করে যা আপনাকে ১৩ মাইল (২১ কিমি) বা তারও বেশি দূরত্ব পর্যন্ত নিরাপদ, ব্যক্তিগত টেক্সট বার্তা পাঠাতে এবং গ্রহণ করতে দেয়।
এই ডিভাইসটি জরুরি প্রস্তুতি, হাইকিংয়ের মতো বহিরঙ্গন দুঃসাহসিক কাজ বা কেবল তাদের জন্যই একটি ব্যবহারিক হাতিয়ার যারা একটি শক্তিশালী, ব্যক্তিগত যোগাযোগ নেটওয়ার্ক তৈরি করতে আগ্রহী যা তারা নিজেরাই নিয়ন্ত্রণ করে। একটি টেকসই Meshnology N33 কেসের ভিতরে শক্তিশালী Heltec WiFi LoRa 32 V3 মডিউল এবং দীর্ঘস্থায়ী 3000mAh ব্যাটারি ব্যবহার করে, এই প্রকল্পটি বাস্তব-বিশ্বের ব্যবহারের জন্য তৈরি। সবচেয়ে অনন্য বৈশিষ্ট্য হল এর কীবোর্ড—একটি সাধারণ রোটারি এনকোডার যা যেকোনো জায়গায়, যেকোনো সময় বার্তা টাইপ করার একটি স্বজ্ঞাত এবং নির্ভরযোগ্য উপায় প্রদান করে।
এটি কীভাবে কাজ করে: LoRa এবং একটি রোটারি এনকোডারের জাদু
প্রকল্পটি একটি কার্যকরী মেসেঞ্জার তৈরি করতে তিনটি মূল ধারণা একত্রিত করে:
- LoRa রেডিও: LoRa (লং রেঞ্জ) একটি রেডিও প্রযুক্তি যা খুব কম শক্তিতে বিশাল দূরত্বে যোগাযোগের অনুমতি দেয়। Wi-Fi বা সেলুলারের মতো নয়, এটি লাইসেন্স-মুক্ত রেডিও ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করে, যার অর্থ কোনো সিম কার্ড বা মাসিক ফি জড়িত নয়। আমাদের ডিভাইসটি একটি সম্পূর্ণ ট্রান্সসিভার হিসেবে কাজ করে, যার অর্থ এটি বার্তা পাঠাতে এবং গ্রহণ করতে উভয়ই পারে। নিষ্ক্রিয় থাকাকালীন, এটি আগত প্যাকেটগুলির জন্য শোনে। একটি বার্তা পাঠানো বা গ্রহণ করার পরে, এটি শোনার মোডে ফিরে আসার আগে শক্তি সংরক্ষণের জন্য রেডিওটিকে কিছুক্ষণের জন্য ঘুমাতে রাখে।
- রোটারি এনকোডার কীবোর্ড: একটি ভারী বা বেশি শক্তি খরচকারী কীবোর্ডের পরিবর্তে, আমরা টেক্সট ইনপুটের জন্য একটি সাধারণ রোটারি এনকোডার ব্যবহার করি। নব ঘোরালে একটি সম্পূর্ণ অক্ষর সেট (A-Z, a-z, সংখ্যা এবং চিহ্ন) দিয়ে চক্রাকারে ঘোরে। ইন্টারফেসটি আশ্চর্যজনকভাবে দ্রুত এবং প্রতিক্রিয়াশীল, যা আপনাকে সহজেই বার্তা রচনা করতে দেয়। এনকোডারের অন্তর্নির্মিত পুশ-বাটনের তিনটি কাজ রয়েছে:
- সংক্ষিপ্ত চাপ (ক্লিক): নির্বাচিত অক্ষরটি আপনার বার্তায় যোগ করে।
- দীর্ঘ চাপ (ধরে রাখা): স্পেসবারের মতো একটি স্পেস যোগ করে।
- ডাবল-ক্লিক: শেষ অক্ষরটি মুছে ফেলার জন্য ব্যাকস্পেস হিসেবে কাজ করে।
- ট্রান্সসিভার ও ডিসপ্লে লজিক: ডিভাইসটির দুটি প্রধান মোড রয়েছে: "কম্পোজ" এবং "রিড"। আপনি কম্পোজ মোডে আপনার বার্তা টাইপ করেন। যখন একটি নতুন বার্তা আসে, স্ক্রিনে একটি বিজ্ঞপ্তি প্রদর্শিত হয় (
>> NEW MSG <<)। তারপর আপনি রিড মোডে স্যুইচ করতে এবং বার্তাটি দেখতে Heltec বোর্ডের অনবোর্ড ইউজার বাটন টিপতে পারেন। আরেকটি চাপ আপনাকে আপনার উত্তর টাইপ করতে কম্পোজ মোডে ফিরিয়ে নিয়ে যায়। সমস্ত বার্তা AES এনক্রিপশন ব্যবহার করে সুরক্ষিত, যা নিশ্চিত করে যে আপনার কথোপকথন ব্যক্তিগত থাকে।
কম্পোনেন্ট এবং পার্টস তালিকা
এই প্রকল্পটি তৈরি করতে আপনার নিম্নলিখিত কম্পোনেন্টগুলির প্রয়োজন হবে। ভিডিওতে উল্লেখ করা হয়েছে, অ্যাফিলিয়েট লিংকের মাধ্যমে কেনা নির্মাতাদের সমর্থন করার একটি দুর্দান্ত উপায়।
- Heltec WiFi LoRa 32 V3 মডিউল
- 3000mAh ব্যাটারিসহ Meshtastic N33 কেস
- 915MHz বা অঞ্চল-উপযুক্ত LoRa অ্যান্টেনা
- রোটারি এনকোডার মডিউল (VCC, GND, CLK, DT, SW সহ ৫-পিন)
- ঐচ্ছিক (অডিও সতর্কতার জন্য):
- 5V অ্যাক্টিভ বাজার
- 2N2222 NPN ট্রানজিস্টর
- 1kΩ রেজিস্টর
- পিন হেডার এবং জাম্পার তার
- সোল্ডারিং আয়রন এবং আনুষাঙ্গিক
আপনার Arduino IDE সেট আপ করা
কোড আপলোড করার আগে, আপনাকে সঠিক বোর্ড এবং লাইব্রেরি দিয়ে Arduino IDE কনফিগার করতে হবে। এই প্রক্রিয়াটি ভিডিওতে প্রায় ০৫:৩৮ থেকে বিস্তারিতভাবে দেখানো হয়েছে।
ধাপ 1: ESP32 বোর্ড ইনস্টল করুন
আপনি যদি আগে না করে থাকেন, তাহলে ESP32 মাইক্রোকন্ট্রোলারের জন্য সমর্থন যোগ করতে হবে।
- Arduino IDE খুলুন,
File > Preferences-এ যান। - "Additional boards manager URLs" ফিল্ডে নিম্নলিখিত URL যোগ করুন:
https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json Tools > Board > Boards Manager...-এ যান।esp32অনুসন্ধান করুন এবং Espressif Systems-এর প্যাকেজটি ইনস্টল করুন।
ধাপ 2: Heltec ESP32 বোর্ড সাপোর্ট যোগ করুন
File > Preferences-এ, "Additional boards manager URLs" বক্সে একটি নতুন লাইনে Heltec JSON URL যোগ করুন (ভিডিওটি ০৬:২৭-এ এটি কীভাবে করতে হয় তা দেখায়):https://github.com/Heltec-Aaron-Lee/WiFi_Kit_series/releases/download/0.0.7/package_heltec_esp32_index.jsonTools > Board > Boards Manager...-এ ফিরে যান।Heltec ESP32অনুসন্ধান করুন এবং প্যাকেজটি ইনস্টল করুন।
ধাপ 3: লাইব্রেরি ম্যানেজার থেকে প্রয়োজনীয় লাইব্রেরি ইনস্টল করুন
Arduino লাইব্রেরি ম্যানেজার ব্যবহার করে (Sketch > Include Library > Manage Libraries...), নিম্নলিখিত লাইব্রেরিগুলি অনুসন্ধান করুন এবং ইনস্টল করুন:
- Ai Esp32 Rotary Encoder: আমাদের প্রতিক্রিয়াশীল কীবোর্ডের জন্য ব্যবহৃত নির্দিষ্ট লাইব্রেরি।
- Heltec ESP32 Dev-Boards: Heltec হার্ডওয়্যারের জন্য অফিসিয়াল লাইব্রেরি।
- Adafruit GFX Library: OLED ডিসপ্লের জন্য একটি নির্ভরতা।
ধাপ 4: .ZIP থেকে Robojax Helper লাইব্রেরি ইনস্টল করুন
ভিডিওতে ১৮:৫৩-এ ব্যাখ্যা করা হয়েছে, এই প্রকল্পের জন্য একটি কাস্টম হেল্পার লাইব্রেরি ব্যবহৃত হয়। আপনাকে এটি একটি .zip ফাইল থেকে ইনস্টল করতে হবে।
- রিসোর্স পৃষ্ঠায় প্রদত্ত লিংক থেকে "Robojax HealthTech Lora 32" .zip লাইব্রেরিটি ডাউনলোড করুন।
- Arduino IDE-তে,
Sketch > Include Library > Add .ZIP Library...-এ ক্লিক করুন। - আপনি ডাউনলোড করা .zip ফাইলটি কোথায় সংরক্ষণ করেছেন সেখানে নেভিগেট করুন, এটি নির্বাচন করুন এবং "Open" ক্লিক করুন।
- লাইব্রেরিটি ইনস্টল হয়ে ব্যবহারের জন্য প্রস্তুত হবে।
সবকিছু ইনস্টল করার পর, নিশ্চিত করুন যে আপনি মেনু থেকে সঠিক বোর্ডটি নির্বাচন করেছেন: Tools > Board > Heltec ESP32 Arduino > Heltec WiFi LoRa 32 V3।
কম্পোনেন্টগুলির ওয়্যারিং
রোটারি এনকোডার সংযোগ করতে আপনাকে আপনার Heltec বোর্ডে পিন হেডার সোল্ডার করতে হবে। ভিডিওতে (11:25) দেখানো হয়েছে, বোর্ডটি তার কেসে থাকা অবস্থায় পিনগুলি অ্যাক্সেসযোগ্য কিনা তা নিশ্চিত করার জন্য সতর্ক পরিকল্পনা প্রয়োজন।

ডায়াগ্রাম 1: কোর মেসেঞ্জার (শুধুমাত্র রোটারি এনকোডার)
রোটারি এনকোডার মডিউলের ৫টি পিন নিম্নরূপে Heltec বোর্ডের সাথে সংযোগ করুন:
- এনকোডারের
GND→ Heltec বোর্ডেরGND - এনকোডারের
VCC→ Heltec বোর্ডের3.3V SW(সুইচ) →GPIO 4DT(ডেটা/পিন B) →GPIO 6CLK(ক্লক/পিন A) →GPIO 5

ডায়াগ্রাম 2: একটি অডিও সতর্কতা যোগ করা (বাজারের সার্কিট)
নতুন বার্তা আসলে একটি শ্রবণযোগ্য বিপ শব্দ পেতে, আপনি একটি সাধারণ ট্রানজিস্টর সার্কিট যোগ করতে পারেন। এটি প্রয়োজনীয় কারণ ESP32-এর পিনগুলি সরাসরি একটি বাজার চালানোর জন্য পর্যাপ্ত কারেন্ট সরবরাহ করতে পারে না।
- Heltec বোর্ডের
GPIO 40কে 1kΩ রোধকের এক প্রান্তে সংযোগ করুন। - রোধকের অন্য প্রান্তটি 2N2222 ট্রানজিস্টরের বেস পিনের সাথে সংযোগ করুন।
- ট্রানজিস্টরের ইমিটার পিনটি
GND-এর সাথে সংযোগ করুন। - 5V বাজারের পজিটিভ (+) পা Heltec বোর্ডের
3.3Vপিনের সাথে সংযোগ করুন। - বাজারের নেগেটিভ (-) পা ট্রানজিস্টরের কালেক্টর পিনের সাথে সংযোগ করুন।
কোড বোঝা এবং কাস্টমাইজ করা
প্রদত্ত কোডটি আপলোডের জন্য প্রস্তুত, তবে কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ সেটিংস সম্পর্কে আপনার সচেতন হওয়া উচিত যাতে আপনি প্রকল্পটি কাস্টমাইজ করতে পারেন। এই সংজ্ঞাগুলি কোডের শীর্ষে রয়েছে।
// শারীরিক পিন সংযোগের জন্য সংজ্ঞা
#define ROTARY_ENCODER_A_PIN 5 //রোটারি এনকোডারের পিন A
#define ROTARY_ENCODER_B_PIN 6 //রোটারি এনকোডারের পিন B
#define ROTARY_ENCODER_BUTTON_PIN 4 //রোটারি এনকোডারের সুইচ পিন
#define BUZZER_PIN 40 //বাজার পিন বা ট্রিগার করার জন্য রিলে
const bool DEBUG = false;
// LoRa এবং নিরাপত্তা সেটিংসের জন্য সংজ্ঞা
#define RF_FREQUENCY 915432000 //LoRa-এর অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি
#define TX_OUTPUT_POWER 2 //আউটপুট পাওয়ার dBm-এ 2 থেকে 21-এর মধ্যে হওয়া উচিত।
const char *userKey = "xxxBg^Tr%43232";//ব্যক্তিগত যোগাযোগের জন্য নিরাপত্তা কী
ROTARY_ENCODER_...: এই পিনগুলি নির্ধারণ করে যে আপনি আপনার রোটারি এনকোডার কোথায় সংযুক্ত করেছেন। নিশ্চিত করুন যে এই সংখ্যাগুলি উপরের ডায়াগ্রামগুলির আপনার ওয়্যারিংয়ের সাথে মিলে যায়।BUZZER_PIN: এটি নির্ধারণ করে কোন পিন বাজার সার্কিট ট্রিগার করবে।RF_FREQUENCY: এটি হার্টজে LoRa অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি। মান 915432000 (915 MHz) উত্তর আমেরিকার জন্য মানক। আপনাকে অবশ্যই আপনার অঞ্চল অনুযায়ী এই মান পরিবর্তন করতে হবে (যেমন, ইউরোপের জন্য 868MHz, এশিয়ার জন্য 433MHz)। যে সমস্ত ডিভাইস যোগাযোগ করতে চায় তাদের অবশ্যই একই ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করতে হবে।TX_OUTPUT_POWER: এটি dBm-এ ট্রান্সমিশন পাওয়ার। এটি 2 থেকে 20 পর্যন্ত হতে পারে।2-এর মতো কম সংখ্যা স্বল্প-পরিসরের পরীক্ষার জন্য উপযুক্ত এবং উল্লেখযোগ্য পরিমাণে ব্যাটারি সাশ্রয় করে। সর্বোচ্চ পরিসরের জন্য, আপনি এই মান বাড়াতে পারেন, তবে মনে রাখবেন উচ্চতর পাওয়ার ব্যাটারি অনেক দ্রুত নিষ্কাশন করে।userKey: এটি আপনার ব্যক্তিগত এনক্রিপশন কী। এটি অক্ষরের যেকোনো সংমিশ্রণ হতে পারে। একে অপরের বার্তা ডিক্রিপ্ট করতে সমস্ত ডিভাইসের অবশ্যই হুবহু একই কী থাকতে হবে। এটি আপনার নিজস্ব অনন্য এবং গোপন পাসওয়ার্ডে পরিবর্তন করুন।
কোড পান
এই প্রকল্পের জন্য সম্পূর্ণ এবং চূড়ান্ত Arduino কোড, যেমনটি ভিডিওতে উল্লেখ করা হয়েছে, এই পৃষ্ঠায় ডাউনলোডের জন্য উপলব্ধ।
ভিডিও অধ্যায়
- 00:00 - ভূমিকা
- 00:56 - প্রকল্পের রূপরেখা
- 01:29 - কম্পোনেন্টগুলির ওভারভিউ
- 05:25 - আনবক্সিং এবং হার্ডওয়্যার সমাবেশ
- 11:19 - বাহ্যিক তারের জন্য কেস পরিবর্তন
- 15:06 - ওয়্যারিং গাইড
- 15:38 - Arduino IDE এবং লাইব্রেরি সেটআপ
- 20:21 - কোড সেটিংস ব্যাখ্যা করা হয়েছে
- 21:38 - চ্যাট করতে রোটারি এনকোডার কীভাবে ব্যবহার করবেন
- 24:26 - লাইভ রেঞ্জ টেস্ট
/*
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
সম্পদ ও রেফারেন্সসমূহ
-
বাহ্যিকPurchase Wi-Fi LoRa 32 from Meshnologymeshnology.com
ফাইলসমূহ📁
অন্যান্য ফাইলগুলি
-
Robojax Heltec WiFi LoRa 32 Library Version 1.1.0 20250703
Robojax_HeltecLoRa32_1.1.0_20250702.zip0.09 MB -