Intelligentne tänavavalgustus LoRa abil: 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Linna tänavavalgustid pakuvad turvalisemaid liiklustingimusi, turvalisemat jalakäijate keskkonda ning võivad olla linna arhitektuurilise turismi- ja kaubandusliku väljundi suureks paranemiseks.

Selle projekti eesmärk on välja töötada nutika tänavavalgustuse prototüüp, mis pakub kasutajale lambi taseme haldamist ja tagasisidet selle toimivuse kohta.

See prototüüp töötab Master-slave konfiguratsioonis, kus iga tänavavalgusti toimib orjana ja LoRa Gateway toimib kaptenina. Kuna Lora lüüs on võrreldes teiste sideteenustega, näiteks wifi, Bluetooth, NFC jne, pikem. Kuigi GSM -l on pikem leviala, sisaldab see tellimistasusid, mida seal pole, on LoRa (tasuta) ja ka LoRa tarbib väga vähem energiat töö ajal. Master on Internetiga ühendatud, nii et kasutaja saab eemalt jälgida tänavavalgustust. Nii saab suurel hulgal tänavavalgusteid ühendada ja juhtida peaväravast.

1. samm: VAJALIKUD KOMPONENDID

• Liitium-ioon aku
• LED -tuli ja LED -draiver
• Ultraheli andur
• Nodemcu (ESP8266 12E)
• Arduino UNO (ATMEGA 328P)
• SX 1728 Lora transiiver

2. samm: komponentide kirjeldus

Nodemcu:

ESP8266 ühendab GPIO, PWM, I2C, SPI ja ADC kõik ühte tahvlisse. Sellel mikrokontrolleril on sisseehitatud WiFi, mis aitab meil oma projekti Internetiga ühendada. Kõiki Nodemcu GPIO -tihvte saab kasutada PWM -tihvtidena, lisaks on sellel ka 1 analoog -tihvt.

LED -draiverid:

AN30888A ja AN30888B on alalisvoolu-alalisvoolu kontrollerid, mis sobivad ideaalselt suure heledusega LED-ide juhtimiseks LED-valgustuseks. Need on varustatud kahe valgustuse reguleerimisrežiimiga (PWM-juhtimine ja võrdluspinge juhtimine) ning neid saab väliste komponentide vahetamise abil ühildada võimendus-, buck- või buck-boost-pingega.

LORA moodul:

LoRa (pikamaaraadio) moodul viib teie asjade Interneti-projektid kauguseni suhtlusega laiaulatuslikus hajaspektris. Selle traadita side vormi tulemuseks on suurem ribalaius, suurem häirekindlus, minimeeritud voolutarve ja turvalisus.

See moodul kasutab SX1278 IC -d ja töötab 433 MHz sagedusel. Sageduse hüppamine-mis annab teile kvaliteetse signaali edastamise magusa tasakaalu-hõlmab vahemikku 420–450 MHz. See laiaulatuslik traadita ühendus on pakitud väikesesse (17 x 16 mm) pakendisse ja tarnitakse vedruantenni kaudu.

LoRa Ra-01 puhul ei pea te tegema kompromisse vahemikus, häirekindluses ega energiatarbimises. Selle IC taga olev tehnoloogia tähendab, et see sobib ideaalselt projektide jaoks, mis nõuavad ulatust ja tugevust.

Funktsioonid:

• LoRaTM hajaspektriside
• Pool-dupleksne SPI-side
• Programmeeritav bitikiirus võib ulatuda kuni 300 kbps
• 127dB RSSI laineulatus.

Spetsifikatsioonid:

• Juhtmevaba standard: 433 MHz
• Sagedusvahemik: 420-450 MHz
• Port: SPI/GPIO
• Tööpinge: 1,8 - 3,7 V, vaikimisi 3,3 V.
• Töövool, vastuvõtt: vähem kui 10,8 mA (LnaBoost suletud, riba 1)
• Edastamine: vähem kui 120mA (+20dBm),
• Unerežiimi mudel: 0,2 uA

3. samm: kapteni ja orja skeem

Andke ühendused vastavalt skeemile.

Master toimib lüüsina ja on Internetiga ühendatud. Iga ori on ühendatud üksikute tänavavalgustitega ja juhib valguse heledust.

SX1728 ja ultraheliandur on skemaatiliselt ühendatud Arduino unoga. Päästiku ja kaja tihvt on ühendatud Arduino UNO digitaalsete tihvtidega. SX1728 LoRa moodul on Arduinoga ühendatud SPI -ühenduse kaudu.

SX1728 töötab sagedusel 433 MHz. igal riigil on LoRa jaoks vastav ribalaius. Indias vaba riba sagedusel 866-868 MHz. Prototüübi mudeli puhul kasutatakse siin 433MHz moodulit.

4. samm: toimimine

Kui takistus ületab tänavavalgust (SLAVE), tuvastab ultrahelisensor takistuse ja suurendab selle konkreetse tänavavalgustuse heledust. Ja see saadab ka RF -pakettidena sõnumeid tulevastele tänavavalgustitele. Seega suurendab tänavavalgustite kett oma heledust pidevalt. Siis naaseb see tavarežiimi. Lisaks saab iga tänavavalgustust juhtida individuaalselt isandalt, saates sõnumid konkreetsele orjale.

Vajaliku pinge tagamiseks olen kasutanud 3,2 V liitium-ioonakut ja LED-draiverit võimendusrežiimis

Slave töötab siin kolmes režiimis, mida saab tarkvara abil konfigureerida

• Režiim "1" Alati täielik heledus (vihmased päevad ja hädaolukorrad)
• Režiim "2" vahelduv heledus (õhtused ajad - vähene valgus)
• Režiim "3" Täielik kontroll ultraheliga (kesköö ja vähene kasutusaeg)

Master edastab sõnumi kindla aadressiga. Vastava aadressiga ori võtab sõnumi vastu ja tegutseb vastavalt.

LED -i heleduse reguleerimiseks saab kasutada LED -draiverit, näiteks AN30888A/B. Olen ühe sellise saanud vanast hädavalguslambist ja selle vastupidiselt konstrueerinud.

Samm: koodid

Siin esitan Master ja Slave jaoks kasutatud koodid, LED -draiveri andmeleht, mida olen kasutanud.

github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa - siit saate LoRa raamatukogu alla laadida.