ANAR MÉS ENLLÀ DE L’HORITZÓ AMB LoRa RF1276: 12 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

He trobat un transceptor RF1276 per lliurar

el rendiment més destacat pel que fa al rang i la qualitat del senyal. En el meu primer vol vaig poder arribar a una distància de 56 km a un nivell de senyal de -70dB amb antenes de quart d'ona de longitud petita.

Pas 1: llista de materials (llista de materials)

1.

ARDUINO PRO Mini

2. Mòdul GPS Ublox NEO-6M

3. Sensor de pressió baromètrica BMP-085

4. Adaptador de targeta SD

5. LED de 3 watts

6. 2x 18650 bateries de 2600mAh

7. Convertidor de tensió buck DC-DC

8. 2x transveivers RF1276 d’appconwireless.com

Pas 2: CONNECTIVITAT DE HARDWARE

El sensor BMP085 està connectat a A4 (SDA) i A5 (SCL)

- La targeta SD està connectada a 10 (SS), 11 (MISO), 12 (MOSI), 13 (SCK)

- El GPS està connectat a 6 (TX), 7 (RX): sèrie de programari

- RF1276 està connectat a TX-> RX, RX-> TX - sèrie de maquinari

- El monitor de tensió de la bateria està connectat a A0 mitjançant un divisor de tensió

- El control LED ON / OFF es realitza mitjançant N-FET (IRLZ44N), que es connecta al pin 9 mitjançant una resistència desplegable.

- El pin 8 està connectat a RST (per a un restabliment remot del microcontrolador)

- La bateria està connectada a un convertidor DC / DC convertit, que està regulat per a la sortida de 5V

Pas 3: ANTENES

He trobat aquesta antena dipol a la

L'extrem transmissor i l'antena de fuet a l'extrem receptor donen els millors resultats

Pas 4: Configuració de RADIO

Per anar al rang màxim, cal

entendre la física bàsica que hi ha darrere de la comunicació per ràdio.

L’augment de l’amplada de banda redueix la sensibilitat (i viceversa)

- L’augment del guany de l’antena redueix la potència de transmissió necessària

- La línia de visió és imprescindible

Basant-me en les regles anteriors, he triat els paràmetres següents per a l'eina de RF:

- SF: 2048

- BW: 125 kHz

- Potència TX: 7 (màx.)

Velocitat UART: 9600bps

La configuració anterior només donarà 293 bps, però permetrà que la sensibilitat sigui de -135dB. Això vol dir que podeu transmetre paquets petits (és a dir, latitud o longitud) aprox. cada 2 segons. Si també voleu controlar de forma remota l’electrònica, heu de deixar 1 segon per escoltar les ordres de terra. Així, les dades es poden transmetre cada 3 segons.

Pas 5: CONFIGURACIÓ DEL M MODDUL

El firmware requereix tant el mòdul GPS

i RF1276 que es configurarà per a 9600bps UART. La configuració del GPS es pot fer amb el programari U-blox U-Center.

Veure-> Missatges-> UBX-> CFG-> PRT-> Baudrate-> 9600. Aleshores, Receptor-> Acció-> Desa la configuració.

La configuració RF1276 es pot fer amb l'eina RF1276.

Pas 6: FIRMWARE

El firmware farà:

- Supervisar la pressió i la temperatura atmosfèrica

- Supervisar el voltatge de la bateria

- Captureu una gran varietat de valors GPS

- Registre de totes les dades a la targeta SD

- Transmet totes les dades

El firmware habilita les següents opcions de control remot:

- restableix el mòdul

- engegueu / apagueu el led

- Actualitzeu el comptador intern després de rebre el paquet de ping des de terra

Tant el lector de targetes SD com el sensor de pressió BMP estan programats per a un funcionament tolerant a fallades. El fracàs d'un d'aquests no bloquejarà el mòdul.

Pas 7: CONFIGURACIÓ DEL VOL

He connectat la càrrega útil al globus.

El pes de la càrrega útil és lleugerament superior als 300 g. El globus és més pesat: aprox. 1 kg. L’he omplert de 2 metres cúbics d’heli, donant així 700 g d’elevació lliure. L’he inflat fins a esclatar a 1,5 km (85% del volum).

Pas 8: RESULTATS

El globus ha assolit els 4,6 km d’altitud i

distància de 56km. Va viatjar a 40 km / h sobre una ciutat enorme i ha aterrat en algun lloc d’un pantà. Només ha esclatat a 4,6 km, de manera que la seva resistència a la tracció va ser 3 vegades millor del que he estimat inicialment.

No vaig recuperar la càrrega útil, ja que no podia conduir i em vaig centrar en supervisar la telemetria en temps real.

He capturat els darrers paquets quan el globus estava a aprox. 1km d'altitud. Va ser llavors quan va anar més enllà de l’horitzó.

Pas 9: DADES DE VOL

He recopilat molts més paràmetres, però

aquests extra són principalment GPS. A la imatge superior es mostra el recorregut de vol reconstruït i aquí teniu les dades internes del sensor.

Pas 10: CONCLUSIONS

RF1276 és sens dubte un excel·lent

transceptor. No he provat res millor que aquest. Volant per sobre d’una ciutat enorme (condició d’alta interferència) en forts vents amb una posició d’antena inestable, va ser capaç d’oferir un nivell de senyal de -70dB a una distància de 56 km a 1 km sobre el terra, deixant així un pressupost d’enllaç de -65 dB. (el límit de sensibilitat configurat era -135dB). Si només no anés per darrere de l’horitzó (o si fos més alt, és a dir, en algun turó o torre de telecomunicacions), podria haver capturat el lloc d’aterratge. O, alternativament, si el globus no esclatés, hauria pogut arribar dues vegades o tricar la distància.