Älykäs katuvalo LoRa -tekniikkaa käyttämällä: 5 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Kaupungin katuvalot tarjoavat turvallisempia liikenneolosuhteita, turvallisemman jalankulkijaympäristön ja voivat olla suuri parannus kaupungin arkkitehtoniselle matkailulle ja kaupalliselle tuotokselle.

Tämän projektin tavoitteena on kehittää älykkään katuvalon prototyyppi, joka tarjoaa lampun tason hallinnan ja palautteen suorituskyvystä käyttäjälle.

Tämä prototyyppi toimii Master-slave-kokoonpanossa, jossa jokainen katuvalo toimii orjana ja LoRa Gateway isäntänä. Koska Lora -yhdyskäytävällä on pidempi kantama verrattuna muihin viestintäpalveluihin, kuten wifi, Bluetooth, NFC jne. Vaikka GSM: llä on pidempi kantama, se sisältää tilausmaksut, joita ei ole, on LoRa (maksuton) ja myös LoRa kuluttaa paljon vähemmän virtaa operaation aikana. Master on yhteydessä Internetiin, jotta käyttäjä voi etävalvoa katuvaloja. Niin suuri määrä katuvaloja voidaan kytkeä ja ohjata Master -yhdyskäytävästä.

Vaihe 1: TARVITTAVAT KOMPONENTIT

• Litiumioniakku
• LED -valo ja LED -ohjain
• Ultraäänianturi
• Nodemcu (ESP8266 12E)
• Arduino UNO (ATMEGA 328P)
• SX 1728 Lora -lähetin -vastaanotin

Vaihe 2: Komponenttien kuvaus

Nodemcu:

ESP8266 yhdistää GPIO, PWM, I2C, SPI ja ADC kaikki samaan korttiin. Tässä mikrokontrollerissa on sisäänrakennettu WiFi, joka auttaa meitä yhdistämään projektimme Internetiin. Kaikkia Nodemcun GPIO -nastoja voidaan käyttää PWM -nastoina, lisäksi siinä on myös 1 analoginen nasta.

LED -ohjaimet:

AN30888A ja AN30888B ovat DC-DC-säätimiä, jotka ovat ihanteellisia korkean kirkkauden LED-valojen käyttämiseen LED-valaistuksessa. Ne on varustettu kahdella valaistuksen säätötilalla (PWM-ohjaus ja vertailujännitteen säätö), ja ne voidaan tehdä yhteensopiviksi tehostus-, taaksi- tai buck-boost-jännitteen kanssa vaihtamalla ulkoiset komponentit

LORA -moduuli:

LoRa (Long-range Radio) -moduuli vie IoT-projektisi etäisyyden ja viestinnän kautta pitkän kantaman hajaspektrillä. Tämä langattoman viestinnän muoto lisää kaistanleveyttä, lisää häiriönkestävyyttä, minimoi virrankulutuksen ja lisää turvallisuutta.

Tämä moduuli käyttää SX1278 IC: tä ja toimii 433 MHz: n taajuudella. Taajuushyppely-joka antaa sinulle hyvän tasapainon laadukkaasta signaalinsiirrosta-kattaa alueen 420-450 MHz. Tämä pitkän kantaman langaton ominaisuus on pakattu pieneen (17 x 16 mm) pakettiin ja toimitetaan jousiantennin kautta.

LoRa Ra-01: n avulla sinun ei tarvitse tehdä kompromisseja kantaman, häiriönsietokyvyn tai energiankulutuksen tasapainossa. Tämän IC: n taustalla oleva tekniikka tarkoittaa, että se on täydellinen projekteihin, jotka vaativat valikoimaa ja voimaa.

Ominaisuudet:

• LoRaTM -hajaspektriviestintä
• Puolidupleksi SPI-tiedonsiirto
• Ohjelmoitava bittinopeus voi olla jopa 300 kbps
• 127 dB RSSI -aaltoalue.

Tekniset tiedot:

• Langaton standardi: 433 MHz
• Taajuusalue: 420 - 450 MHz
• Portti: SPI/GPIO
• Käyttöjännite: 1,8 - 3,7 V, oletusarvo 3,3 V.
• Käyttövirta, vastaanotto: alle 10,8 mA (LnaBoost suljettu, kaista 1)
• Lähetys: alle 120mA (+20dBm),
• Lepotila: 0.2uA

Vaihe 3: Masterin ja orjan kaavio

Anna liitännät kaavion mukaan.

Master toimii yhdyskäytävänä ja on yhteydessä Internetiin. Jokainen orja on kytketty yksittäisiin katuvaloihin ja ohjaa valon kirkkautta.

SX1728 ja ultraääni -anturi on kytketty Arduino Unoon kaavion mukaisesti. Trig pin ja Echo pin on kytketty Arduino UNO: n digitaalisiin nastoihin. SX1728 LoRa -moduuli on liitetty Arduinoon SPI -tiedonsiirron avulla.

SX1728 toimii 433 MHz: n taajuudella. jokaisessa maassa on vastaava kaistanleveys LoRa: lle. Intiassa vapaa kaista 866-868 MHz. Prototyyppimallissa käytetään 433 MHz: n moduulia.

Vaihe 4: Käyttö

Kun este ylittää katuvalon (SLAVE), ultraäänianturi tunnistaa esteen ja lisää kyseisen katuvalon kirkkautta. Ja tämä lähettää myös viestejä tuleville katuvaloille RF -paketeina. Siten katuvalojen ketju lisää kirkkauttaan tasaisesti. Sitten se palaa normaalitilaan. Lisäksi jokaista katuvaloa voidaan ohjata erikseen isännältä lähettämällä viestejä tietylle orjalle.

Olen käyttänyt 3,2 V: n litium-ioniakkua ja LED-ohjainta tehostustilassa saadakseen LEDille tarvittavan jännitteen

Slave toimii kolmessa tilassa, jotka voidaan määrittää ohjelmistossa

• Tila "1" Täysi kirkkaus aina (sadepäivät ja hätäpäivät)
• Tila "2" Vaihtoehtoinen kirkkaus (ilta -aika - hämärä aika)
• Tila "3" Täysi ohjaus ultraäänellä (keskiyö ja vähäiset käyttöajat)

Päällikkö lähettää viestin tietyllä osoitteella. Orja, jolla on vastaava osoite, hyväksyy vain viestin ja toimii sen mukaisesti.

LED -kirkkauden säätöön voidaan käyttää LED -ohjainta, kuten AN30888A/B. Olen hankkinut yhden tällaisen vanhasta hätälampusta ja suunnitellut sen käänteisesti.

Vaihe 5: Koodit

Tässä esitän isäntälle ja orjalle käytetyt koodit, käyttämäni LED -ohjaimen tuoteseloste.

github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa - täältä voit ladata LoRa -kirjaston.