Эксперименты с модулями технологии LoRa
Николай Большаков, RA3TOX
Совсем недавно узнал из Интернета о технологии беспроводной передачи данных - LoRa. Для реалзации этой технологии выпускаются миниатюрные трансиверы, стоимость которых около 4$. Метод модуляции, применяемый в этой технологии, позволяет передавать короткие порции данных на большие расстояния. Кроме того, у него высокая стойкость к помехам и пониженное энергопотребление. Большая дальность действия и энергоэффективность делают LoRa идеальной для работы с различными датчиками, питаемыми от батареи, и прочих ситуаций, требующих пониженного энергопотребления: охранные системы, «умный дом», автономные метеостанции и т.п. Дальность действия даже со штатной антенной (небольшая спиралька) по различным источникам информации колеблется от нескольких сотен метров (в городской застройке) до нескольких километров (при прямой видимости).
868 МГц - для Европы
915 МГц - для Северной Америки
433 МГц - для Азии и России
Рекомендую в России использовать частоты 868 МГц или 869 МГц, так как они решением ГКРЧ от 07.05.2007 №07-20-03-001 разрешены в России для систем передачи телеметрии и радиоохраных устройств. При этом необходимо соблюдать дополнительные условия использования (выходная мощность передатчика и соотношение времени работы передача/прием).
Вывод информации приемника на LCD
Как ни странно, но в Интернете не нашёл код для вывода информации приемника на LCD дисплей. Видео есть, а код не приводят! Программисту изменить несколько строк в скетче из библиотеки труда не составляет, а вот несведущему человеку это не всегда удается. Поэтому ниже привожу код для приемника с выводом информации на LCD-дисплей.
Схема включения для приёмника и передатчика одинаковая. Рекомендуется использовать преобразователи уровней т.к. модули LoRa питаются от напяжения не выше 3,3 вольта. Но практика показывает, что прямое подключение к портам Arduino вполне работоспособно и безопасно Естественно, что сам модуль LoRa запитывается от 3,3 В!
- -
============================================================================
/* Приёмник LORA с LCD-дисплеем
* Cкетч из стандартной библиотеки
* The circuit LCD:
* LCD RS pin to digital pin 7
* LCD Enable pin to digital pin 8
* LCD D4 pin to digital pin 3
* LCD D5 pin to digital pin 4
* LCD D6 pin to digital pin 5
* LCD D7 pin to digital pin 6
*/
// используем три библиотеки
#include <SPI.h>
#include <LoRa.h>
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(7, 8, 3, 4, 5, 6); // инициализация библиотеки и определение выводов (RS,E,D4,D5,D6,D7)
void setup() {
Serial.begin(9600);
while (!Serial);
lcd.begin(16, 2); // установка количества символоа (16) и строк (2) на LCD
Serial.println("LoRa_Receiver...by RA3TOX");
lcd.print("LoRa Receiver"); // Вывод приветствия на LCD
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("by RA3TOX 2019");
if (!LoRa.begin(868E6)) { // Запуск LoRa на частоте 868 МГц
Serial.println("Starting LoRa failed!");
while (1);
}
delay(5000);
lcd.clear(); // очистка дисплея
}
void loop() {
// try to parse packet
int packetSize = LoRa.parsePacket();
if (packetSize) {
// received a packet
lcd.setCursor(0, 0); // Установка курсора на первый знак первой строки
lcd.print("Pack: ");
while (LoRa.available()) { // чтение пакета
lcd.print((char)LoRa.read()); // Вывод количества пакетов на LCD
}
Serial.print("' with RSSI "); // print RSSI of packet
lcd.setCursor(0, 1); // Установка курсора на первый знак второй строки
lcd.print("RSSI: ");
Serial.println(LoRa.packetRssi());
lcd.print(LoRa.packetRssi()); // Вывод уровня сигнала RSSI на LCD
lcd.print(" dBm");
}
}
==============================================================================
Скачать код - LoRaReceiver_lcd.ino
Если вы хотите уменьшить количество выводов для подключения LCD-дисплея, то можно применить плату конвертора для шины I2C. При этом на Arduino будут задействованы только два вывода - SCL(A5) и SDA(A4). В скетче измениться только библиотека (LiquidCrystal_I2C.h) и атрибуты для её инициализации:
#include <LiquidCrystal_I2C.h> // Подключаем библиотеку для работы с LCD дисплеем по шине I2C LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); // адрес I2C=0x27 (см.для вашей платы), количество столбцов = 16, количество строк = 2
Вместо LCD дисплея можно применить более компактный OLED-дисплей. Конечно, для этого надо переписать программу.
При компиляции скетча видно, что объём занимаемой памяти в микроконтроллере Atmega328 очень незначителен. А значит, можно попытаться использовать более дешевый микропроцессор.
Я вообще отказался от платы Arduino и попытался скомпилировать скетч передатчика из библиотеки Arduino-LoRa-master для микроконтроллере Atmega8 с внутренней синхронизацией. Это позволило отказаться от кварца, а также запитать всю схему от источника 3,3В (один литиевый аккумулятор). Даже с этим микроконтроллером объём занимаемой памяти в микроконтроллере сотавил 60%. Поэтому для оставшейся памяти можно задействовать другие функции (например - датчик температуры и/или датчик срабатывании сигнализации в гараже).
Схема включения модуля LoRa для Atmega8.
LoRaSender915.hex
LoRaSender868.hex
Фьюзы для Atmega8 с внутренней синхронизацией 8 МГц в программе AVRDUDE_PROG:
-
-
В следующей статье я постараюсь добавить датчик температуры и влажности в передатчик для практического применения в теплице или метеостанции.
Декабрь 2019 г.
Публикация в других источниках разрешена со ссылкой на автора и сайт "Радиофанат" - http://rfanat.ru