ESP32 LoRa: u kan tot 6,5 km bereik !: 8 stappe

2025 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2025-01-23 12:53

6,5km! Dit was die resultaat van 'n transmissietoets wat ek met ESP32 OLED TTGO LoRa32 uitgevoer het, en vandag bespreek ek dit verder met u. Aangesien die model wat ek gebruik het oorspronklik 'n antenna gehad het wat ek as sleg beskou, het ek gekies om 'n ander antennamodel met 'n toename van 5 dB in die toets te gebruik. Benewens die omvang van die toets, sal ons die oorsake van seinverlies bespreek. Ons sal ook die omgewingsinvloede (terrein, hindernisse en ander) kwalitatief evalueer wanneer ons hierdie sein ontvang.

Stap 1: Hulpbronne gebruik

• 2 modules ESP32 OLED TTG LoRa32

• 2 UHF 5/8 golfantennas 900MHz - AP3900

• 2 x 5V draagbare kragbronne

(Batterypak met verstelbare spanningsreguleerder)

'N Antennegegewensblad word via die skakel gewys:

www.steelbras.com.br/wp-content/uploads/201…

Hierdie tweede skakel is vir diegene wat my gevra het vir voorstelle oor waar om antennas te koop:

Antennas

www.shopantenas.com.br/antena-movel-uhf-5-8…

Antennemontering:

www.shopantenas.com.br/suporte-magnetico-preto-p--antena-movel/p

***** "Let op, ons het die fabrieksaansluiting verander vir 'n SMA-mannetjie om met die varkstert te skakel"

Stap 2: Antennas

In hierdie beelde wys ek die datablad van die antenna en die prestasiegrafiek daarvan.

• Ons gebruik ook twee UHF 5/8 mobiele 900MHz mobiele antennes

• Een van die antennas is op die motordak geplaas, en die ander op die sender

Stap 3: Bereik toets

In ons eerste toets het ons 'n seinafstand van 6,5 km bereik. Ons het een van die antennas bo -op 'n gebou, by punt C, gesit en 6,5 km gestap in 'n stedelike gebied wat geleidelik landelik geword het. Ek wys daarop dat ons in die middel van die reis op verskillende tye die sein verloor het.

Waarom gebeur dit? Omdat ons topologie -invloede het, wat die kenmerke is van die ruimte wat gereis word met betrekking tot geografiese veranderings. 'N Voorbeeld: as ons 'n heuwel in die middel van die pad het, word dit nie deur ons sein gekruis nie, en ons kry 'n gebrekkige sein.

Ek herinner u daaraan dat dit anders is as wanneer u 'n LoRa in 'n radius van 400 meter gebruik, omdat u bereik in hierdie ruimte redelik hoog is, byvoorbeeld met die vermoë om mure oor te steek. Namate hierdie afstand toeneem, kan hindernisse inmenging veroorsaak.

Stap 4: Tweede eksperiment

Ons het 'n tweede toets gedoen, en hierdie keer, in plaas van om 'n antenna bo -op 'n gebou te laat, was dit op grondvlak bo 'n hek. Ek sit die tweede antenna in die motor en begin ry. Die resultaat was 'n reikafstand van 4,7 km. Beide hierdie afstand en die eerste een wat ons aangeteken het (6,5 km), het die reikwydte wat Heltec uitgedruk het, oorskry (geprojekteer op 3,6 km). Dit is belangrik om te onthou dat ons slegs die twee TTGO's gebruik het wat deur batterye deur middel van spanningsreguleerders aangedryf word.

Stap 5: Koppel koste in DB

Die koste van die skakel is 'n baie interessante konsep. Dit stel u in staat om te visualiseer hoe energie tydens die oordrag verlore gaan, en waar presies korrektiewe aksies geprioritiseer moet word om die skakel te verbeter.

Die idee is om te meet hoeveel van die gestuurde sein die ontvanger moet bereik, met inagneming van die winste en verliese van die sein in die proses, of:

Ontvang krag (dB) = Oordraagde krag (dB) + Versterking (dB) - Verlies (dB)

Vir 'n eenvoudige radioskakel kan ons 7 belangrike gedeeltes identifiseer om die krag te bepaal:

1 - Die krag van die sender (+) T

2 - Die verliese van die transmissielyn na die antenna (-) L1

3 - Die antenna -versterking (+) A1

4 - Verliese in golf voortplanting (-) P

5 - Verliese as gevolg van ander faktore (-) D

6 - Die wins van die ontvangende antenna (+) A2

7 - Verliese in die transmissielyn na die ontvanger (-) L2

Krag ontvang = T - L1 + A1 - P - D + A2 - L2

Deur die waardes in dBm en dBi te behou, kan die plotte direk opgesom en afgetrek word. Om hierdie berekeninge te doen, kan u aanlyn sakrekenaars vind wat u help om die waardes in die uitdrukking in te voer.

Daarbenewens het sommige verwysings na die verswakking van sommige kommersiële kabels. Dit maak die berekening makliker.

U kan so 'n sakrekenaar vind by:

Stap 6: Invloed van hindernisse

Benewens die nodige voorsorgmaatreëls om verliese in die integrale dele van die sender- en ontvangerbane te vermy, is 'n ander faktor wat nie geïgnoreer moet word nie, die Clear Vision Line tussen die sender en die ontvanger.

Selfs met die optimalisering van die verhouding tussen wins en verlies, kan onder meer hindernisse soos geboue, dakke, bome, heuwels en strukture die sein onderbreek.

Alhoewel die berekening die voortplanting van die golf in ag neem, veronderstel dit 'n direkte oordrag sonder hindernisse.

Stap 7: Bykomende toets

Hierdie toets hieronder, wat 800 meter bereik het, is uitgevoer terwyl die sender en die antenna in 'n klein toring gehou is, gemerk op die kaart met die naam "sender". Met behulp van 'n ontvanger is die roete (in pers) uitgevoer. Die gemerkte punte dui punte aan met goeie ontvangs.

Ons het die punte nagegaan met behulp van 'n topologiese kaart van die streek, en die hoogte is eintlik ongeveer. Die data verskyn in die onderstaande prentjie en kan op hierdie webwerf bereik word:

Soos in die onderstaande foto getoon, is daar 'n vallei met feitlik geen hindernisse in die gebied tussen die twee punte nie.

Stap 8: Gevolgtrekking

Hierdie toetse het my meer vertroue in LoRa gegee, aangesien ek baie tevrede was met die behaalde resultate. Ek wys egter daarop dat daar ander antennas is wat ons nog meer krag kan gee. Dit beteken dat ons nuwe uitdagings vir die volgende video's het.