IR ALÉM DO HORIZONTE COM LoRa RF1276: 12 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Eu encontrei o transceptor RF1276 para entregar

o desempenho mais notável em termos de alcance e qualidade do sinal. No meu primeiro vôo, consegui alcançar uma distância de 56 km com um nível de sinal de -70dB com antenas de um quarto de onda.

Etapa 1: BOM (lista de materiais)

1.

ARDUINO PRO Mini

2. Módulo GPS Ublox NEO-6M

3. Sensor de pressão barométrica BMP-085

4. Adaptador de cartão SD

5. LED de 3 watts

6. 2 baterias 18650 2600mAh

7. Conversor de tensão buck DC-DC

8. 2 tranceivers RF1276 da appconwireless.com

Etapa 2: CONECTIVIDADE DE HARDWARE

- O sensor BMP085 está conectado a A4 (SDA) e A5 (SCL)

- O cartão SD está conectado a 10 (SS), 11 (MISO), 12 (MOSI), 13 (SCK)

- GPS está conectado a 6 (TX), 7 (RX) - serial do software

- RF1276 está conectado a TX-> RX, RX-> TX - serial de hardware

- O monitor de tensão da bateria está conectado a A0 via divisor de tensão

- O controle do LED ON / OFF é feito através do N-FET (IRLZ44N), que é conectado ao pino 9 através do resistor pull-down.

- O pino 8 está conectado ao RST (para uma reinicialização do microcontrolador remoto)

- A bateria está conectada a DC / DC buck convertido, que é regulado para saída de 5V

Etapa 3: ANTENAS

Eu encontrei aquela antena dipolo no

A extremidade de transmissão e a antena de chicote de fio na extremidade de recepção fornecem os melhores resultados

Etapa 4: Configuração de RÁDIO

Para ir para o alcance máximo, é preciso

compreender a física básica por trás da comunicação de rádio.

- Aumentar a largura de banda reduz a sensibilidade (e vice-versa)

- Aumentar o ganho da antena reduz a potência de transmissão necessária

- A linha de visão é obrigatória

Com base nas regras acima, escolhi os seguintes parâmetros para a ferramenta RF:

- SF: 2048

- BW: 125kHz

- Potência TX: 7 (máx.)

- Velocidade UART: 9600bps

As configurações acima fornecerão apenas 293bps, mas habilitarão uma sensibilidade de recepção de -135dB. Isso significa que você pode transmitir pequenos pacotes (ou seja, latitude ou longitude) aprox. a cada 2 segundos. Se você também deseja controlar remotamente seus eletrônicos, deve deixar, por exemplo, 1 segundo para ouvir os comandos de solo. Assim, os dados podem ser transmitidos a cada 3 segundos.

Etapa 5: CONFIGURAÇÃO DO MÓDULO

O firmware requer o módulo GPS

e RF1276 a ser configurado para UART 9600bps. A configuração do GPS pode ser feita com o software u-blox U-Center.

Exibir-> Mensagens-> UBX-> CFG-> PRT-> Baudrate-> 9600. Então, Receptor-> Ação-> Salvar configuração.

A configuração do RF1276 pode ser feita com a ferramenta RF1276.

Etapa 6: FIRMWARE

O firmware irá:

- Monitorar a pressão atmosférica e a temperatura

- Monitore a tensão da bateria

- Capture uma variedade de valores de GPS

- Registrar todos os dados no cartão SD

- Transmita todos os dados

O firmware permite as seguintes opções de controle remoto:

- reinicie o módulo

- ligue / desligue o led

- atualizar o contador interno após receber o pacote de ping do solo

O leitor de cartão SD e o sensor de pressão BMP são programados para operação tolerante a falhas. A falha de um deles não irá travar o módulo.

Etapa 7: CONFIGURAÇÃO DO VÔO

Eu conectei a carga útil ao balão.

O peso da carga útil é ligeiramente superior a 300g. O balão é mais pesado - aprox. 1 kg. Eu o enchi com 2 metros cúbicos de hélio, dando 700g de free-lift. Eu o inflou para estourar a 1,5 km (85% do volume).

Etapa 8: RESULTADOS

O balão atingiu 4,6 km de altitude e

distância de 56km. Ele estava viajando a 40km / h sobre uma cidade enorme e pousou em algum lugar de um pântano. Ele estourou apenas a 4,6 km, então sua resistência à tração foi 3 vezes melhor do que eu inicialmente estimei.

Não recuperei a carga útil, pois não conseguia dirigir e me concentrar no monitoramento da telemetria em tempo real sozinho.

Eu capturei os últimos pacotes quando o balão estava em aprox. Altitude de 1km. Foi quando ele foi além do horizonte.

Etapa 9: DADOS DE VOO

Eu coletei muitos mais parâmetros, mas

esses extras são principalmente GPS. A trajetória de vôo reconstruída é fornecida na imagem acima, e aqui estão os dados do sensor interno.

Etapa 10: CONCLUSÕES

RF1276 é definitivamente um excelente

transceptor. Eu não testei nada melhor do que este. Voando sobre uma cidade enorme (condição de alta interferência) em ventos fortes com posição de antena instável, ele foi capaz de fornecer nível de sinal de -70dB a 56 km de distância sendo 1 km acima do solo, deixando um orçamento de link de -65dB! (seu limite de sensibilidade configurado foi -135dB). Se não tivesse ido para trás do horizonte (ou se eu estivesse mais alto - ou seja, em alguma colina ou torre telco), poderia ter capturado o local de pouso. Ou, alternativamente, se o balão não estourou, eu poderia ter alcançado duas ou três vezes a distância!