ESP32 LoRa: u kunt tot 6,5 km bereiken! - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

6.5km! Dit was het resultaat van een transmissietest die ik heb uitgevoerd met ESP32 OLED TTGO LoRa32, en vandaag zal ik dit verder met je bespreken. Omdat het model dat ik gebruikte oorspronkelijk een antenne had die ik als slecht beschouw, heb ik ervoor gekozen om een ander antennemodel te gebruiken met een versterking van 5 dB in de test. Dus, naast het praten over de reikwijdte die we hadden met onze test, zullen we de oorzaken van signaalverlies bespreken. We zullen ook de omgevingsinvloeden (terrein, obstakels en andere) kwalitatief beoordelen wanneer we dit signaal ontvangen.

Stap 1: Gebruikte bronnen

• 2 Modules ESP32 OLED TTG LoRa32

• 2 UHF 5/8 golfantennes 900MHz - AP3900

• 2 x 5V draagbare voedingen

(Batterijpakket met instelbare spanningsregelaar)

Een antennegegevensblad wordt getoond via de link:

www.steelbras.com.br/wp-content/uploads/201…

Deze tweede link is voor degenen die me om suggesties hebben gevraagd over waar antennes te kopen:

Antennes

www.shopantenas.com.br/antena-movel-uhf-5-8…

Antenne montage:

www.shopantenas.com.br/suporte-magnetico-preto-p--antena-movel/p

***** "Let op, we hebben de fabrieksconnector gewijzigd voor een mannelijke SMA om verbinding te maken met de varkensstaart"

Stap 2: Antennes

In deze afbeeldingen laat ik de datasheet van de antenne en de prestatiegrafiek zien.

• We gebruiken ook twee UHF 5/8 mobiele 900MHz-golfantennes

• Een van de antennes was op het autodak geplaatst en de andere op de zender

Stap 3: Bereiktest

In onze eerste test behaalden we een signaalbereik van 6,5 km. We plaatsten een van de antennes bovenop een gebouw, op punt C, en we liepen 6,5 km in een stedelijk gebied dat gestaag landelijk werd. Ik wijs erop dat we halverwege de reis, op verschillende tijdstippen, het signaal verloren.

Waarom gebeurt dit? Omdat we topologische invloeden hebben, wat de kenmerken zijn van de afgelegde ruimte in relatie tot geografische veranderingen. Een voorbeeld: als we een heuvel in het midden van de weg hebben, wordt deze niet door ons signaal overgestoken en krijgen we een falend signaal.

Ik herinner je eraan dat dit anders is dan wanneer je een LoRa gebruikt in een straal van 400 meter, omdat je bereik in deze ruimte vrij hoog is, met de mogelijkheid om bijvoorbeeld muren te kruisen. Naarmate deze afstand groter wordt, kunnen obstakels storing veroorzaken.

Stap 4: Tweede experiment

We deden een tweede test, en deze keer, in plaats van een antenne op een gebouw te laten staan, bevond deze zich op de grond boven een poort. Ik stopte de tweede antenne in de auto en begon te rijden. Het resultaat was een bereik in het bereik van 4,7 km. Zowel deze afstand als de eerste die we registreerden (6,5 km) overschreed het bereik dat door Heltec werd uitgedrukt (geprojecteerd op 3,6 km). Het is belangrijk om te onthouden dat we alleen de twee TTGO's gebruikten die op batterijen werken via spanningsregelaars.

Stap 5: Linkkosten in DB

De kosten van de link is een zeer interessant concept. Hiermee kunt u visualiseren hoe energie verloren gaat tijdens de transmissie en waar precies corrigerende acties prioriteit moeten krijgen om de verbinding te verbeteren.

Het idee is om te meten hoeveel van het verzonden signaal de ontvanger moet bereiken, rekening houdend met de winsten en verliezen van het signaal in het proces, of:

Ontvangen vermogen (dB) = verzonden vermogen (dB) + versterking (dB) - verlies (dB)

Voor een eenvoudige radioverbinding kunnen we 7 belangrijke delen identificeren om het ontvangen vermogen te bepalen:

1 - Het vermogen van de zender (+) T

2 - De verliezen van de transmissielijn naar de antenne (-) L1

3 - De antenneversterking (+) A1

4 - Verliezen in golfvoortplanting (-) P

5 - Verliezen door andere factoren (-) D

6 - De versterking van de ontvangstantenne (+) A2

7 - Verliezen in de transmissielijn naar de ontvanger (-) L2

Ontvangen vermogen = T - L1 + A1 - P - D + A2 - L2

Door de waarden in dBm en dBi te houden, kunnen de grafieken direct worden opgeteld en afgetrokken. Om deze berekeningen uit te voeren, kunt u online rekenmachines vinden die u helpen de waarden in de uitdrukking in te voeren.

Bovendien hebben sommige referenties over de demping van sommige commerciële kabels. Dit maakt een eenvoudigere berekening mogelijk.

U kunt een rekenmachine zoals deze vinden op:

Stap 6: Invloed van obstakels

Naast het nemen van de juiste voorzorgsmaatregelen om verliezen in de integrale delen van de zender- en ontvangercircuits te voorkomen, is een andere factor die niet mag worden genegeerd, de duidelijke zichtlijn tussen de zender en de ontvanger.

Zelfs met de optimalisatie van de relatie tussen winst en verlies, kunnen obstakels zoals gebouwen, daken, bomen, heuvels en constructies het signaal onderbreken.

Hoewel de berekening rekening houdt met de voortplanting van de golf, veronderstelt deze een directe transmissie zonder obstakels.

Stap 7: Aanvullende test

Deze test hieronder, die 800 meter bereikte, werd uitgevoerd terwijl de zender en de antenne in een kleine toren werden gehouden, gemarkeerd op de kaart met het label "Zender". Met behulp van een ontvanger is de route (in paars) uitgevoerd, de gemarkeerde punten geven punten aan met een goede ontvangst.

We hebben de punten gecontroleerd met behulp van een topologische kaart van de regio en in feite zijn de hoogten bij benadering. De gegevens verschijnen in de onderstaande afbeelding en kunnen worden bereikt op deze site:

Zoals op onderstaande afbeelding te zien is, is er een dal met praktisch geen obstakels in het gebied tussen de twee punten.

Stap 8: Conclusie

Door deze tests kreeg ik meer vertrouwen in LoRa, omdat ik zeer tevreden was met de behaalde resultaten. Ik wijs er echter op dat er andere antennes zijn die ons nog meer bereik kunnen geven. Dat betekent dat we nieuwe uitdagingen hebben voor de volgende video's.