Išmanusis gatvės apšvietimas naudojant „LoRa“: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Miesto gatvių žibintai užtikrina saugesnes eismo sąlygas, saugesnę pėsčiųjų aplinką ir gali žymiai pagerinti miesto architektūrinę turistinę ir komercinę produkciją.

Šio projekto tikslas yra sukurti protingo gatvės apšvietimo prototipą, kuris naudotojui suteiktų lempos lygio valdymą ir grįžtamąjį ryšį.

Šis prototipas veikia „Master-slave“konfigūracijoje, kur kiekvienas gatvės žibintas veikia kaip vergas, o „LoRa Gateway“-kaip pagrindinis. Kadangi „Lora“šliuzo diapazonas yra ilgesnis, palyginti su kitomis ryšio paslaugomis, tokiomis kaip „Wi -Fi“, „Bluetooth“, NFC ir kt. Nors GSM turi didesnį diapazoną, į jį įeina abonentiniai mokesčiai, kurių nėra, yra „LoRa“(nemokamai), taip pat „LoRa“sunaudoja labai mažai energijos eksploatacijos metu. „Master“yra prijungtas prie interneto, kad vartotojas galėtų nuotoliniu būdu stebėti gatvių žibintus. Taigi daug gatvės žibintų galima prijungti ir valdyti naudojant pagrindinius šliuzus.

1 veiksmas: reikalingi komponentai

• Ličio jonų baterija
• LED lemputė ir LED tvarkyklė
• Ultragarsinis jutiklis
• „Nodemcu“(ESP8266 12E)
• „Arduino UNO“(ATMEGA 328P)
• SX 1728 „Lora“siųstuvas -imtuvas

2 žingsnis: komponentų aprašymas

Nodemcu:

ESP8266, vienoje plokštėje sujungia GPIO, PWM, I2C, SPI ir ADC. Šis mikrovaldiklis turi integruotą „WiFi“, kuris padeda mums prijungti savo projektą prie interneto. Visi „Nodemcu“GPIO kaiščiai gali būti naudojami kaip PWM kaiščiai, be to, jis taip pat turi 1 analoginį kaištį.

LED tvarkyklės:

AN30888A ir AN30888B yra nuolatinės srovės nuolatinės srovės valdikliai, idealiai tinkantys valdyti didelio ryškumo šviesos diodus, skirtus LED apšvietimui. Juose yra 2 apšvietimo reguliavimo režimai (PWM valdymas ir etaloninės įtampos valdymas), ir jie gali būti suderinami su padidinimo, pasipriešinimo ar padidinimo įtampa keičiant išorinius komponentus.

LORA modulis:

„LoRa“(ilgo nuotolio radijas) modulis jūsų daiktų interneto projektams suteiks atstumą ir ryšį per tolimojo spektro spektrą. Ši belaidžio ryšio forma lemia didesnį pralaidumą, padidina atsparumą trukdžiams, sumažina srovės suvartojimą ir padidina saugumą.

Šis modulis naudoja SX1278 IC ir veikia 433 MHz dažniu. Dažnio šokinėjimas, kuris suteikia jums saldų kokybiško signalo perdavimo balansą, apims 420–450 MHz diapazoną. Ši didelio nuotolio belaidžio ryšio galimybė yra supakuota į mažą (17 x 16 mm) pakuotę ir pristatoma per spyruoklinę anteną.

Naudodami „LoRa Ra-01“neturite kompromiso dėl diapazono, atsparumo trukdžiams ar energijos subalansavimo. Šio IC technologija reiškia, kad ji puikiai tinka tiems projektams, kuriems reikalingas diapazonas ir stiprumas.

Funkcijos:

• „LoRaTM“išplitęs spektro ryšys
• Pusiau dvipusis SPI ryšys
• Programuojamas bitų greitis gali siekti iki 300 kbps
• 127 dB RSSI bangų diapazonas.

Specifikacijos:

• Belaidis standartas: 433 MHz
• Dažnių diapazonas: 420 - 450MHz
• Prievadas: SPI/GPIO
• Darbinė įtampa: 1.8 - 3.7V, numatytoji 3.3V
• Darbinė srovė, priėmimas: mažiau nei 10,8 mA („LnaBoost“uždaryta, 1 juosta)
• Perdavimas: mažiau nei 120 mA (+20 dBm),
• Miego režimas: 0.2uA

3 žingsnis: meistro ir vergo schema

Pateikite jungtis pagal schemą.

Meistras veiks kaip vartai ir prijungtas prie interneto. Kiekvienas vergas yra prijungtas prie atskirų gatvės žibintų ir valdo Šviesos ryškumą.

SX1728 ir ultragarsinis jutiklis yra prijungti prie „Arduino uno“pagal schemą. „Trig“ir „Echo“kaiščiai yra prijungti prie „Arduino UNO“skaitmeninių kaiščių. SX1728 LoRa modulis yra prijungtas prie „Arduino“naudojant SPI ryšį.

SX1728 veikia 433 MHz dažniu. kiekviena šalis turi atitinkamą LoRa pralaidumą. Indijoje nemokama 866–868 MHz dažnių juosta. Prototipo modeliui čia naudojamas 433MHz modulis.

4 žingsnis: veikimas

Kai kliūtis kerta gatvės šviesą (SLAVE), ultragarso jutiklis aptiks kliūtį ir padidins tos konkrečios gatvės šviesos ryškumą. Tai taip pat siunčia pranešimus būsimiems gatvių žibintams kaip RF paketai. Taigi gatvių žibintų grandinė nuolat didins savo ryškumą. Tada jis grįš į įprastą režimą. Be to, kiekvieną gatvės apšvietimą galima valdyti atskirai nuo šeimininko, siunčiant pranešimus konkrečiam vergui.

Aš naudoju 3,2 V ličio jonų akumuliatorių ir LED tvarkyklę padidinimo režimu, kad LED būtų užtikrinta reikiama įtampa

Vergas čia veiks 3 režimais, kuriuos galima sukonfigūruoti programinėje įrangoje

• „1“režimas visada pilnas ryškumas (lietingos dienos ir kritinės dienos)
• „2“režimo pakaitinis ryškumas (vakaro laikas - silpnas apšvietimas)
• „3“režimas Visiškas valdymas ultragarsu (vidurnakčio ir mažo naudojimo laikas)

Meistras transliuos pranešimą tam tikru adresu. Vergas, turintis atitinkamą adresą, priims tik pranešimą ir atitinkamai elgsis.

Šviesos diodų ryškumo valdymui galima naudoti LED tvarkyklę, tokią kaip AN30888A/B. Aš vieną tokį gavau iš senos avarinės lempos ir sukūriau atvirkštinę konstrukciją.

5 žingsnis: kodai

Čia pateikiu „Master“ir „Slave“kodus, naudojamo LED tvarkyklės duomenų lapą.

github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa - čia galite atsisiųsti „LoRa“biblioteką.