Arduino LoRa / LoRaWAN
en: Long Range wireless data telemetry
A LoRa Szövetség (LoRa Alliance™) egy nyitott és non-profit szervezet. Fő termékük a LoRaWAN™ LPWAN protokoll, ami az IoT rendszerekhez fejlesztettek ki.
A LoRaWAN célja a többi LPWAN-hoz képest nagyobb hatótávolság biztosítása, főleg IoT alkalmazások részére (ezeknek az összevetése itt található). Jellemzői:
Alkalmazott moduláció: CSS
Hatótávolsága: városban 2..5 km, nyílt terepen 15 km
Átvitelre használt sávok: Az UHF ISM sávjai: EU:868 MHz, US:915 MHz, Ázsia:433 MHz
Jellemző adatátviteli sebesség: 290 bps..50 kbps
A LoRaWAN fizikai szintjén a CSS modulációt alkalmazza egy speciális hibajavító eljárás, a FEC (forward error correction) mellett. Ez lehetővé teszi több adó forgalmazását is az adott sávban. A kapcsolat végpontjai között az átvitel AES128 kódolással történik.
Bővebben a LoRaWAN-ról: LoRaWAN
Bővebben az SX1276 - SX1278-ről: SX1276 - SX1278 LoRaWAN Modem IC
Bővebben RA-01 / RA-02 modulokról: RA-01 / RA-02 LoRaWAN Modem Modul
Alap 433 Mhz-es RA-2 és Arduino
A projekt 2 Arduino UNO-t és két RA-2 modult foglal magába. Cél a két Arduino közötti kommunikáció biztosítása a két RA-2 modul segítségével.
Vezetékezés
Kép forrása: https://www.likecircuit.com/433mhz-lora-ra02-arduino/
A modul és az Arduino között SPI kommunikációt kell létrehozni. Ennek a lábkiosztása látható a képen és olvasható a lenti táblázatban. Az Arduino Mega és egyéb board-ok esetén ellenőrizni kell a megszokott SPI kisztást, mert az eltér az UNO-tól.
Valóban, az összekötéssel 6 digitális pint lövünk el. Ha serial kommunikációt is használni akarunk, akkor az plusz kettő (0,1). Sok pin nem marad..
Az RA-2 tápfeszültsége 3.3V!
| Lora Ra-02 pinek | Arduino pinek |
|---|---|
| Vin / voltage regulators | 3,3 Volt |
| GND | GND |
| MISO | D12 / Digital 12 |
| MOSI | D11 / Digital 11 |
| SCK | D13 / Digital 13 |
| NSS | D10 / Digital 10 |
| RESET | D9 / Digital 9 |
| DIO0 | D2 / Digital 2 |
Szoftver
A LoRaWAN könyvtárt innen érdemes letölteni: https://github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa
Forrás: https://www.likecircuit.com/433mhz-lora-ra02-arduino/
SX1276 - SX1278 LoRaWAN Modem IC
en: Long Range wireless data telemetry
A LoRa Szövetség (LoRa Alliance™) egy nyitott és non-profit szervezet. Fő termékük a LoRaWAN™ LPWAN protokoll, ami az IoT rendszerekhez fejlesztettek ki.
A LoRaWAN célja a többi LPWAN-hoz képest nagyobb hatótávolság biztosítása, főleg IoT alkalmazások részére (ezeknek az összevetése itt található). Jellemzői:
- Alkalmazott moduláció: LoRa™ szórt spektrum modulációs technológia: CSS
- Hatótávolsága: városban 2..5 km, nyílt terepen 15 km
- Átvitelre használt sávok: Az UHF ISM sávjai: EU:868 MHz, US:915 MHz, Ázsia:433 MHz
- Jellemző adatátviteli sebesség: 290 bps..50 kbps
- Áramfelvétel: + 20 dBm (100mW), rádióadás idején (→mW ↔ dBm)
- Jelérzékenység: -148 dBm (→mW ↔ dBm)
- Vezetékes kommunikáció: Félduplex SPI kommunikáció
- Jelátvitel: Programozható bitráta akár 300kbps-ig
- Egyéb modulációk: Támogatja az FSK, GFSK, MSK, GMSK, LoRa™ és OOK modulációt
A LoRaWAN fizikai szintjén a CSS modulációt alkalmazza egy speciális hibajavító eljárás, a FEC (forward error correction) mellett. Ez lehetővé teszi több adó forgalmazását is az adott sávban. A kapcsolat végpontjai között az átvitel AES128 kódolással történik.
Bővebben a LoRaWAN-ról: LoRaWAN
A modul angol nyelvű dokumnetációja: SX1276 - SX1278 LoRaWAN Modul
Az alkalmas modul kiválasztása előtt érdemes az adott kontinensen / országban licenc-mentes ISM sávokat figyelembe venni:
- EU: 863 - 870 MHz
- EU: 433 MHz
- US: 902 - 928 MHz
- AU: 915 - 928 MHz
- CN: 779 - 787 MHz
- CN: 470 - 510 MHz
- AS: 923 MHz
- KR: 920 - 926 MHz
- IN: 865 - 869 MHz
Az IC-k jellemzői
| Modul kódja | Frekvenciatartománya | Szórásfaktora | Sávszélesség | Bitráta | Zavartűrés |
|---|---|---|---|---|---|
| SX1276 | 137 - 1020 MHz | 6 - 12 | 7.8 - 500 kHz | 0.018 - 37.5 kbps | -111 to -148 dBm |
| SX1277 | 137 - 1020 MHz | 6 - 9 | 7.8 - 500 kHz | 0.11 - 37.5 kbps | -111 to -139 dBm |
| SX1278 | 137 - 525 MHz | 6- 12 | 7.8 - 500 kHz | 0.018 - 37.5 kbps | -111 to -148 dBm |
| SX1279 | 137 - 960MHz | 6- 12 | 7.8 - 500 kHz | 0.018 - 37.5 kbps | -111 to -148 dBm |
Lábak kiosztása
RA-01 / RA-02 LoRaWAN Modem Modul
Az RA sorozatú modem modulok gyakorlatilag a fent leírt SX1276 - SX1278 IC-k tokozott változatai a lábak kivezetéseivel, rögzített kimeneti (ISM) sávval és antennával vagy antenna kimenettel.
 |  |
|---|---|
| RA-01 LoRaWAN Modem Modul forrasztott antennával | RA-02 LoRaWAN Modem Modul antenna kimenettel |
A modulok többféle ISM sávspecifikus változata is kapható, szabálykövető polgárként ügyeljünk arra, hogy csak az adott országban / kontinensen engedélyezett sávba vegyünk eszközt:
- EU: 863 - 870 MHz
- EU: 433 MHz
- US: 902 - 928 MHz
- AU: 915 - 928 MHz
- CN: 779 - 787 MHz
- CN: 470 - 510 MHz
- AS: 923 MHz
- KR: 920 - 926 MHz
- IN: 865 - 869 MHz
Az RA-02 modulokat többnyire antenna nélkül szállítják, így ezt - ügyelve az ISM sávhoz illeszkedő típusra - külön kell rendelni.
E32 868T30D - SX 1276
| Jellemző | Érték | Megjegyzés | |
|---|---|---|---|
| Modul tápfeszültség | 5V | Min 3.3V, Max 5.2V | |
| Áramfelvétel átvitel közben | 600 mA | Min 560 mA, Max 660 mA - 30dBm(1W) átvitel esetén | |
| Alkalmazott frekvencia | 900 ~ 931MHz | Alapértelmezett: 915MHz | |
| Átviteli teljesítmény | 21 ~ 30dBm | Alapértelmezett: 30dBm (kb. 1W) | |
| Fogadó oldali érzékenység | -147dBm | Ilyenkor az átviteli sebesség 0,3 kbps | |
| Vezeték nélküli adatátvitel sebessége | 0,3k ~ 19,2kbps | Alapértelmezett: 2,4 kbps | |
| Átviteli távolság (tesztelt) | 8000m | Szabadon, tiszta levegőn, maximális teljesítménnyel, 5dBi antennaerősítéssel, 2 m magassággal, levegő adatsebességgel: 2,4 kbps | |
| Antenna típusa | SMA-K | ||
| Interface | UART | Baud rate: 1200~115200, alapértelmezett: 9600 | |
| Buffer | 512 bytes buffer | Automatikus átcsomagolás 58 bytes / csomag méretre | |
Adatlap letöltése: E32 868T30D Datasheet
Vezetékezés, pin-kiosztás
