Интелигентно улично осветление, използващо LoRa: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Уличните светлини на града осигуряват по -безопасни условия на движение, по -безопасна пешеходна среда и могат да представляват голямо подобрение на архитектурната туристическа и търговска продукция на града.

Този проект има за цел разработването на прототип на интелигентна улична светлина, която осигурява управление на нивото на лампата и обратна връзка за производителността на потребителя.

Този прототип работи в конфигурация Master-slave, където всяка улична светлина действа като slave, а LoRa Gateway действа като master. Тъй като шлюзът Lora има по -дълъг обхват в сравнение с други комуникационни услуги като wifi, Bluetooth, NFC и др. Въпреки че GSM има по -дълъг обхват, той включва абонаментни такси, които не са налице, има LoRa (безплатно), а също така LoRa консумира много по -малко количество енергия по време на работа. Master е свързан към интернет, така че потребителят може да наблюдава дистанционно уличните светлини. Така че голям брой улични светлини могат да бъдат свързани и контролирани от главния портал.

Стъпка 1: НЕОБХОДИМИ КОМПОНЕНТИ

• Литиево-йонна батерия
• LED светлина и LED драйвер
• Ултразвуков сензор
• Nodemcu (ESP8266 12E)
• Arduino UNO (ATMEGA 328P)
• SX 1728 Lora трансивер

Стъпка 2: Описание на компонентите

Nodemcu:

ESP8266, интегрира GPIO, PWM, I2C, SPI и ADC всичко в една платка. Този микроконтролер има вграден WiFi с него, което ни помага да свържем нашия проект с интернет. Всички GPIO пинове на Nodemcu могат да се използват като PWM пинове, в допълнение към това, той също има 1 аналогов пин.

LED драйвери:

AN30888A и AN30888B са DC-DC контролери, идеални за управление на светодиоди с висока яркост за LED осветление. Те са оборудвани с 2 режима на регулиране на осветлението (ШИМ контрол и контрол на референтното напрежение) и могат да бъдат направени съвместими с усилващо, понижаващо или понижаващо напрежение чрез смяна на външните компоненти

LORA модул:

Модулът LoRa (радио на дълги разстояния) ще отведе вашите IoT проекти на разстояние от комуникация в широк спектър. Тази форма на безжична комуникация води до по -голяма честотна лента, увеличаване на устойчивостта на смущения, минимизиране на консумацията на ток и повишаване на сигурността.

Този модул използва SX1278 IC и работи на честота 433MHz. Прескачане на честотата-което ви дава този сладък баланс на качествено предаване на сигнал-ще обхване диапазон от 420-450MHz. Тази безжична възможност за дълги разстояния е опакована в малък (17 x 16 мм) пакет и се доставя чрез пружинна антена.

С LoRa Ra-01 не е нужно да правите компромиси в баланса на обхвата, имунитета срещу смущения или консумацията на енергия. Технологията зад тази интегрална схема означава, че е идеална за проекти, изискващи обхват и сила.

Характеристика:

• LoRaTM комуникация с разширен спектър
• Полудуплекс SPI комуникация
• Програмируемата скорост на предаване може да достигне до 300kbps
• 127dB RSSI диапазон на вълните.

Спецификации:

• Безжичен стандарт: 433MHz
• Честотен диапазон: 420 - 450MHz
• Порт: SPI/GPIO
• Работно напрежение: 1.8 - 3.7V, по подразбиране 3.3V
• Работен ток, прием: по -малко от 10.8mA (LnaBoost затворен, лента 1)
• Предаване: по -малко от 120mA (+20dBm),
• Модел на сън: 0.2uA

Стъпка 3: Схема на Master и Slave

Дайте връзките според схемата.

Master ще действа като портал и ще бъде свързан с интернет. Всеки роб е свързан към отделни улични светлини и контролира яркостта на Светлината.

SX1728 и ултразвуков сензор са свързани към Arduino uno според схемата. Trig pin и Echo pin са свързани към цифрови щифтове на Arduino UNO. Модулът SX1728 LoRa е свързан към Arduino чрез SPI комуникация.

SX1728 действа в 433Mhz. всяка страна има съответна честотна лента за LoRa. В Индия свободна лента в 866-868 MHz. За прототипния модел тук се използва 433MHz модул.

Стъпка 4: Операция

Когато препятствие пресича уличното осветление (SLAVE), ултразвуковият сензор ще открие препятствието и ще увеличи яркостта на конкретната улична светлина. И това също изпраща съобщения до предстоящите улични светлини като RF пакети. Така веригата от улични светлини непрекъснато ще увеличава яркостта си. След това ще се върне в нормален режим. Освен това всяка улична светлина може да се управлява индивидуално от главния, като изпраща съобщения до конкретния роб.

Използвал съм 3,2 V литиево-йонна батерия и LED драйвер в режим на усилване, за да осигуря на светодиода необходимото напрежение

Slave тук ще работи в 3 режима, които могат да бъдат конфигурирани в софтуера

• Режим "1" Винаги пълна яркост (Дъждовни дни и аварийни дни)
• Режим "2" Алтернативна яркост (Вечерни часове - Времена при слаба светлина)
• Режим "3" Пълен контрол с ултразвук (среднощ и ниско време на използване)

Master ще излъчи съобщението с определен адрес. Подчиненият със съответния адрес ще приеме само съобщението и ще действа съответно.

За контрол на яркостта на LED може да се използва LED драйвер като AN30888A/B. Получих една такава от стара аварийна лампа и я проектирах обратно.

Стъпка 5: Кодове

Тук представям кодовете, използвани за Master и Slave, лист с данни за LED драйвера, който съм използвал.

github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa - тук можете да изтеглите библиотеката за LoRa.