תאורת רחוב חכמה באמצעות LoRa: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

פנסי הרחוב בעיר מספקים תנאי תנועה בטוחים יותר, סביבה בטוחה יותר להולכי רגל ויכולים לייצג שיפור גדול בתפוקת התיירות והמסחר האדריכלי של העיר.

פרויקט זה מכוון לפיתוח אב טיפוס של תאורת רחוב חכמה המספקת ניהול רמת מנורה ומשוב על הביצועים למשתמש.

אב טיפוס זה פועל על תצורת Master-slave, כאשר כל פנס רחוב פועל כעבד, ו- LoRa Gateway משמש כמאסטר. מכיוון שלשער לורה יש טווח ארוך יותר בהשוואה לשירותי תקשורת אחרים כמו wifi, בלוטות ', NFC וכו'. למרות של- GSM יש את הטווח הארוך יותר הוא כולל דמי מנוי שאין, יש LoRa (ללא תשלום) וגם LoRa צורכת כמות קטנה יותר של חשמל במהלך הניתוח. מאסטר מחובר לאינטרנט כך שהמשתמש יכול לפקח מרחוק על פנסי רחוב. כך שניתן לחבר ולשלוט במספר רב של פנסי רחוב מהשער הראשי.

שלב 1: יש צורך ברכיבים

• סוללת ליתיום-יון
• נורת לד ונהג לד
• חיישן קולי
• Nodemcu (ESP8266 12E)
• Arduino UNO (ATMEGA 328P)
• מקלט Lora SX 1728

שלב 2: תיאור רכיבים

Nodemcu:

ESP8266, משלב GPIO, PWM, I2C, SPI ו- ADC הכל בלוח אחד. למיקרו -בקר זה יש WiFi מובנה איתו, שעוזר לנו לחבר את הפרויקט שלנו לאינטרנט. כל סיכות GPIO של Nodemcu יכולות לשמש כסיכות PWM, בנוסף לזה, יש לה גם סיכה אנלוגית אחת.

נהגי LED:

AN30888A ו- AN30888B הם בקרי DC-DC אידיאליים להנעת נוריות LED בהירות גבוהה לתאורת LED. הם מצוידים בשני מצבי התאמת תאורה (בקרת PWM ובקרת מתח התייחסות), וניתן להתאים אותם למתח הדחיפה, הכסף או ההגברה על ידי שינוי הרכיבים החיצוניים.

מודול LORA:

מודול LoRa (רדיו ארוך טווח) יקח את פרויקטי IoT שלך למרחק עם תקשורת על פני טווח רחב. צורה זו של תקשורת אלחוטית מביאה לרוחב פס גדול יותר, הגדלת ההתנגדות להפרעות, צמצום הצריכה הנוכחית והגברת האבטחה.

מודול זה משתמש ב- SX1278 IC ועובד בתדר של 433MHz. דילוג תדרים-המעניק לך את האיזון המתוק הזה של שידור אותות איכותי-יכסה טווח של 420-450MHz. יכולת אלחוטית ארוכת טווח זו ארוזה באריזה קטנה (17 x 16 מ מ) ומועברת באמצעות אנטנת קפיצים.

עם LoRa Ra-01, אינך צריך להתפשר על איזון הטווח, חסינות הפרעות או צריכת אנרגיה. הטכנולוגיה שמאחורי IC זו אומרת שזה מושלם לפרויקטים הדורשים טווח ועוצמה.

מאפיינים:

• LoRa ™ תקשורת ספקטרום רחב
• תקשורת SPI חצי דופלקס
• קצב הסיביות הניתן לתכנות יכול להגיע ל 300 kbps
• טווח גלי RSSI של 127dB.

מפרטים:

• תקן אלחוטי: 433MHz
• טווח תדרים: 420 - 450MHz
• יציאה: SPI/GPIO
• מתח הפעלה: 1.8 - 3.7V, ברירת מחדל 3.3V
• זרם עבודה, קבלה: פחות מ 10.8mA (LnaBoost סגור, להקה 1)
• שידור: פחות מ 120mA (+20dBm),
• דגם שינה: 0.2uA

שלב 3: סכמטי של מאסטר ועבד

תן את החיבורים לפי סכמטי.

המאסטר יפעל כשער ומחובר לאינטרנט. כל עבד מחובר לפנסי רחוב בודדים ושולט על בהירות האור.

חיישן SX1728 וחיי אולטרא סאונד מחוברים ל- Arduino uno לפי סכמטי. סיכת טריג ופין הד מחוברים לסיכות דיגיטליות של Arduino UNO. מודול SX1728 LoRa מחובר ל- Arduino באמצעות תקשורת SPI.

SX1728 פועל ב 433Mhz. לכל מדינה יש רוחב פס מתאים ל- LoRa. בהודו פס חופשי ב- 866-868 MHz. עבור דגם האב טיפוס, משמש כאן מודול 433MHz.

שלב 4: פעולה

כאשר מכשול חוצה את פנס הרחוב (SLAVE), החיישן הקולי יזהה את המכשול ויגדיל את הבהירות של אותו רחוב ספציפי. וזה גם שולח הודעות לפנסי הרחוב הקרובים כחבילות RF. לפיכך שרשרת פנסי הרחוב תגדיל את בהירותה בהתמדה. ואז הוא יחזור למצב רגיל. יתר על כן, ניתן לשלוט בכל תאורת רחוב בנפרד מהמאסטר על ידי שליחת הודעות לעבד המסוים.

השתמשתי בסוללת ליתיום-יון בנפח 3.2 וולט ובדרייבר לד במצב boost כדי לספק לד את המתח הדרוש

Slave כאן יפעל ב -3 מצבים, אותם ניתן להגדיר בתוכנה

• מצב "1" בהירות מלאה תמיד (ימים גשומים וימי חירום)
• מצב "2" בהירות חלופית (שעות הערב - זמני תאורה חלשים)
• מצב "3" שליטה מלאה עם קולי (חצות וזמני שימוש נמוכים)

המאסטר ישדר את ההודעה עם כתובת מסוימת. העבד עם הכתובת המתאימה יקבל רק את ההודעה ויפעל בהתאם.

לבקרת הבהירות של LED, ניתן להשתמש במנהג LED כגון AN30888A/B. השגתי אחת כזו ממנורת חירום ישנה ותיכננתי אותה לאחור.

שלב 5: קודים

כאן אני מציג את הקודים המשמשים את Master ו- Slave, גליון הנתונים של מנהל ההתקן LED בו השתמשתי.

github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa - כאן תוכל להוריד את הספרייה ל- LoRa.