ინტელექტუალური ქუჩის შუქი LoRa– ს გამოყენებით: 5 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

ქალაქის ქუჩის განათება უზრუნველყოფს უსაფრთხო მოძრაობის პირობებს, უსაფრთხო საფეხმავლო გარემოს და შეიძლება იყოს დიდი გაუმჯობესება ქალაქის არქიტექტურულ ტურისტულ და კომერციულ პროდუქტებში.

ეს პროექტი მიზნად ისახავს ქუჩის განათების პროტოტიპის შემუშავებას, რომელიც უზრუნველყოფს ნათურების დონის მართვას და უკუკავშირს მომხმარებლის მუშაობის შესახებ.

ეს პროტოტიპი მუშაობს Master-მონა კონფიგურაციაზე, სადაც თითოეული ქუჩის შუქი მოქმედებს როგორც მონა, ხოლო LoRa Gateway მოქმედებს როგორც ოსტატი. როგორც ლორას კარიბჭე უფრო გრძელია სხვა საკომუნიკაციო სერვისებთან შედარებით, როგორიცაა wifi, Bluetooth, NFC და სხვა. მიუხედავად იმისა, რომ GSM უფრო გრძელი დიაპაზონი აქვს, იგი მოიცავს სააბონენტო გადასახადებს, რომლებიც არ არსებობს LoRa (უფასოა) და ასევე LoRa მოიხმარს ძალიან ნაკლებ ენერგიას ოპერაციის დროს. სამაგისტრო უკავშირდება ინტერნეტს ისე, რომ მომხმარებელს შეუძლია დისტანციურად აკონტროლოს ქუჩის განათება. ასე რომ, ქუჩის განათების დიდი რაოდენობა შეიძლება იყოს დაკავშირებული და კონტროლირებადი სამაგისტრო კარიბჭედან.

ნაბიჯი 1: საჭირო კომპონენტები

• ლითიუმ-იონური ბატარეა
• LED განათება და LED დრაივერი
• ულტრაბგერითი სენსორი
• ნოდემკუ (ESP8266 12E)
• Arduino UNO (ATMEGA 328P)
• SX 1728 ლორა გადამცემი

ნაბიჯი 2: კომპონენტების აღწერა

ნოდემკუ:

ESP8266, აერთიანებს GPIO, PWM, I2C, SPI და ADC ყველა ერთ დაფაზე. ამ მიკროკონტროლერს აქვს ჩაშენებული WiFi, რაც გვეხმარება ჩვენი პროექტის ინტერნეტთან დაკავშირებაში. Nodemcu– ს ყველა GPIO ქინძისთავები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც PWM ქინძისთავები, გარდა ამისა, მას ასევე აქვს 1 ანალოგური პინი.

LED დრაივერები:

AN30888A და AN30888B არის DC-DC კონტროლერები, რომლებიც იდეალურია მაღალი განათების LED- ების მართვისათვის LED განათებისთვის. ისინი აღჭურვილია განათების რეგულირების 2 რეჟიმით (PWM კონტროლი და ძაბვის საორიენტაციო კონტროლი) და გარე კომპონენტების შეცვლით შესაძლებელია შეთავსებადი იყოს გამაძლიერებელი, დამამცირებელი ან დამამძიმებელი ძაბვით.

LORA მოდული:

LoRa (გრძელვადიანი რადიო) მოდული მიიღებს თქვენს IoT პროექტებს მანძილზე კომუნიკაციით შორ დისტანციურ სპექტრზე. უკაბელო კომუნიკაციის ეს ფორმა იწვევს უფრო დიდ გამტარობას, ზრდის ჩარევის წინააღმდეგობას, ამცირებს მიმდინარე მოხმარებას და გაზრდის უსაფრთხოებას.

ეს მოდული იყენებს SX1278 IC- ს და მუშაობს 433MHz სიხშირეზე. სიხშირის სროლა-რომელიც გაძლევთ სიგნალის ხარისხის გადაცემის იმ ტკბილ ბალანსს-დაფარავს 420-450MHz დიაპაზონს. ეს უსადენო დისტანციური შესაძლებლობები შეფუთულია პატარა პაკეტში (17 x 16 მმ) და მიეწოდება გაზაფხულის ანტენის საშუალებით.

LoRa Ra-01– ით თქვენ არ გჭირდებათ კომპრომისზე წასვლა დიაპაზონის ბალანსში, ჩარევის იმუნიტეტში ან ენერგიის მოხმარებაში. ამ IC– ს მიღმა არსებული ტექნოლოგია ნიშნავს, რომ ის სრულყოფილია იმ პროექტებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ დიაპაზონს და სიმტკიცეს.

Მახასიათებლები:

• LoRaTM ავრცელებს სპექტრის კომუნიკაციას
• ნახევრად დუპლექსი SPI კომუნიკაცია
• პროგრამირებადი ბიტის სიჩქარე შეიძლება მიაღწიოს 300 კბიტ / წმ -ს
• 127dB RSSI ტალღის დიაპაზონი.

სპეციფიკაციები:

• უკაბელო სტანდარტი: 433 MHz
• სიხშირის დიაპაზონი: 420 - 450 MHz
• პორტი: SPI/GPIO
• სამუშაო ძაბვა: 1.8 - 3.7V, ნაგულისხმევი 3.3V
• სამუშაო მიმდინარეობა, მიღება: 10.8mA- ზე ნაკლები (LnaBoost დახურულია, ჯგუფი 1)
• გადაცემა: 120mA- ზე ნაკლები (+20dBm),
• ძილის მოდელი: 0.2uA

ნაბიჯი 3: ოსტატისა და მონას სქემა

მიეცით კავშირები სქემატური სქემის მიხედვით.

სამაგისტრო იმოქმედებს როგორც კარიბჭე და ინტერნეტთან დაკავშირებული. თითოეული მონა უკავშირდება ქუჩის ცალკეულ განათებებს და აკონტროლებს სინათლის სიკაშკაშეს.

SX1728 და ულტრაბგერითი სენსორი სქემატურად არის დაკავშირებული Arduino uno– სთან. Trig pin და Echo pin დაკავშირებულია Arduino UNO– ს ციფრულ პინებთან. SX1728 LoRa მოდული დაკავშირებულია Arduino– თან SPI კომუნიკაციით.

SX1728 მოქმედებს 433 MHz– ში. თითოეულ ქვეყანას აქვს LoRa– ს შესაბამისი გამტარუნარიანობა. ინდოეთში უფასო დიაპაზონი 866-868 MHz. პროტოტიპის მოდელისთვის აქ გამოიყენება 433MHz მოდული.

ნაბიჯი 4: ოპერაცია

როდესაც დაბრკოლება კვეთს ქუჩის შუქს (SLAVE), ულტრაბგერითი სენსორი აღმოაჩენს დაბრკოლებას და გაზრდის ამ ქუჩის სინათლის სიკაშკაშეს. და ეს ასევე აგზავნის შეტყობინებებს მომავალი ქუჩის განათებისთვის RF პაკეტების სახით. ამრიგად, ქუჩის განათების ჯაჭვი სტაბილურად გაზრდის მის სიკაშკაშეს. შემდეგ ის ნორმალურ რეჟიმში დაბრუნდება. გარდა ამისა, თითოეული ქუჩის შუქი შეიძლება კონტროლდებოდეს ბატონისგან ინდივიდუალურად, შეტყობინებების გაგზავნით კონკრეტულ მონაზე.

მე გამოვიყენე 3.2 V ლითიუმ-იონური ბატარეა და LED დრაივერი გამაძლიერებელ რეჟიმში, რათა უზრუნველყოს LED საჭირო ძაბვა

მონა აქ იმუშავებს 3 რეჟიმში, რომლის კონფიგურაცია შესაძლებელია პროგრამულ უზრუნველყოფაში

• რეჟიმი "1" სრული სიკაშკაშე ყოველთვის (წვიმიანი დღეები და საგანგებო დღეები)
• რეჟიმი "2" ალტერნატიული სიკაშკაშე (საღამოს დრო - დაბალი შუქის დრო)
• რეჟიმი "3" სრული კონტროლი ულტრაბგერითი (შუაღამისას და დაბალი გამოყენების დრო)

სამაგისტრო გადასცემს შეტყობინებას კონკრეტული მისამართით. მონა შესაბამისი მისამართით მიიღებს მხოლოდ შეტყობინებას და იმოქმედებს შესაბამისად.

LED სიკაშკაშის კონტროლისთვის, LED დრაივერის გამოყენება შესაძლებელია, როგორიცაა AN30888A/B. მე მივიღე ერთი ასეთი ძველი სასწრაფო ნათურისგან და საპირისპირო ინჟინერიით.

ნაბიჯი 5: კოდები

აქ წარმოგიდგენთ კოდებს, რომლებიც გამოიყენება Master და Slave, Datasheet for the LED driver I used.

github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa - აქ შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ ბიბლიოთეკა LoRa– სთვის.