Matalinong Liwanag ng Kalye Gamit ang LoRa: 5 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ang mga ilaw ng kalye ng isang lungsod ay nagbibigay ng mas ligtas na mga kondisyon ng trapiko, mas ligtas na kapaligiran ng naglalakad at maaaring kumatawan sa isang mahusay na pagpapabuti sa arkitekturang turismo at komersyal na output ng lungsod.

Nilalayon ng proyektong ito sa pagbuo ng isang prototype ng matalinong ilaw ng kalye na nagbibigay ng pamamahala sa antas ng lampara at puna tungkol sa pagganap sa gumagamit.

Gumagana ang prototype na ito sa pagsasaayos ng Master-slave, kung saan ang bawat ilaw ng kalye ay gumaganap bilang alipin, at ang LoRa Gateway ay gumaganap bilang master. Tulad ng Lora gateway ay may mas mahabang saklaw kumpara sa iba pang mga serbisyo sa komunikasyon tulad ng wifi, Bluetooth, NFC atbp. Bagaman ang GSM ay may mas mahabang saklaw kabilang dito ang mga singil sa subscription na wala doon ang LoRa (Walang bayad) at pati na rin ang LoRa ay kumakain ng mas kaunting halaga ng lakas sa operasyon. Ang Master ay konektado sa internet upang ang gumagamit ay maaaring malayuang subaybayan ang mga ilaw ng kalye. Kaya ang Malaking bilang ng mga ilaw sa kalye ay maaaring konektado at makontrol mula sa Master gateway.

Hakbang 1: KAILANGAN ANG MGA KOMPONENSA

• Baterya ng lithium-ion
• LED light at LED driver
• Ultrasonic sensor
• Nodemcu (ESP8266 12E)
• Arduino UNO (ATMEGA 328P)
• SX 1728 Lora transceiver

Hakbang 2: Paglalarawan ng Mga Bahagi

Nodemcu:

Ang ESP8266, isinasama GPIO, PWM, I2C, SPI at ADC lahat sa isang board. Ang microcontroller na ito ay may naka-built na WiFi dito, na makakatulong sa amin na ikonekta ang aming proyekto sa internet. Ang lahat ng mga GPIO pin ng Nodemcu ay maaaring magamit bilang mga PWM na pin, bilang karagdagan sa mga ito, mayroon din itong 1 analog pin.

Mga LED Driver:

Ang AN30888A at AN30888B ay mga DC-DC Controller na perpekto para sa pagmamaneho ng mga high-luminance LEDs para sa LED lighting. Nilagyan ang mga ito ng 2 mga mode ng pagsasaayos ng ilaw (kontrol ng PWM at pag-kontrol sa boltahe ng sanggunian), at maaaring gawing katugma sa boost, buck, o boltahe na boost-boost sa pamamagitan ng pagbabago ng mga panlabas na sangkap

LORA module:

Dadalhin ng module ng LoRa (Long-range Radio) ang iyong mga proyekto sa IoT sa distansya na may komunikasyon sa isang malakihang pagkalat ng spectrum. Ang form na ito ng wireless na komunikasyon ay nagreresulta sa isang mas malaking bandwidth, pagdaragdag ng resistensya ng pagkagambala, pagliit ng kasalukuyang pagkonsumo, at pagtaas ng seguridad.

Ang modyul na ito ay gumagamit ng SX1278 IC at gumagana sa dalas ng 433MHz. Ang pagdadaloy ng dalas-na magbibigay sa iyo ng matamis na balanse ng kalidad ng paghahatid ng signal-ay sasaklaw sa isang saklaw na 420-450MHz. Ang long range wireless capability na ito ay naka-pack sa isang maliit (17 x 16mm) na pakete at naihatid sa pamamagitan ng isang spring antena.

Sa LoRa Ra-01, hindi mo kailangang makompromiso sa balanse ng saklaw, kaligtasan sa pagkagambala, o pagkonsumo ng enerhiya. Ang teknolohiya sa likod ng IC na ito ay nangangahulugang perpekto ito para sa mga proyekto na nangangailangan ng saklaw at lakas.

Mga Tampok:

• Ang LoRaTM ay kumalat sa komunikasyon ng spectrum
• Komunikasyon sa kalahating-duplex SPI
• Ang programmable bit rate ay maaaring umabot sa 300 kbps
• 127dB RSSI saklaw ng alon.

Mga pagtutukoy:

• Wireless Standard: 433MHz
• Saklaw ng dalas: 420 - 450MHz
• Port: SPI / GPIO
• Operating Boltahe: 1.8 - 3.7V, default 3.3V
• Kasalukuyang Nagtatrabaho, Tumanggap: mas mababa sa 10.8mA (sarado ang LnaBoost, Band 1)
• Ipadala: mas mababa sa 120mA (+ 20dBm),
• Modelo sa pagtulog: 0.2uA

Hakbang 3: Skema ng Master at Alipin

Ibigay ang mga koneksyon ayon sa bawat eskematiko.

Gaganap ang Master bilang isang gateway at konektado sa internet. Ang bawat alipin ay konektado sa mga indibidwal na ilaw ng kalye at kontrolin ang ningning ng Liwanag.

Ang SX1728 at Ultrasonic sensor ay konektado sa Arduino uno ayon sa bawat eskematiko. Ang trig pin at Echo pin ay konektado sa mga digital na pin ng Arduino UNO. Ang module ng SX1728 LoRa ay konektado sa Arduino sa pamamagitan ng komunikasyon ng SPI.

Ang SX1728 ay kumikilos sa 433Mhz. ang bawat bansa ay may kanya-kanyang bandwidth para sa LoRa. Sa India libreng banda sa 866-868 MHz. Para sa modelo ng prototype, ginamit ang module na 433MHz dito.

Hakbang 4: Pagpapatakbo

Kapag ang isang balakid ay tumatawid sa ilaw ng kalye (Alipin), ang sensor ng ultrasonic ay makakakita ng balakid at madaragdagan ang ningning ng partikular na ilaw ng kalye. At nagpapadala din ito ng mga mensahe sa mga paparating na ilaw ng kalye bilang mga RF packet. Sa gayon ang kadena ng mga ilaw sa lansangan ay magpapataas ng maliwanag na maliwanag. Pagkatapos ay babalik ito sa normal na mode. Dagdag dito ang bawat ilaw sa kalye ay maaaring makontrol nang paisa-isa mula sa master sa pamamagitan ng pagpapadala ng mga mensahe sa partikular na alipin.

Gumamit ako ng 3.2 V na baterya ng lithium-ion at LED driver sa boost mode upang maibigay ang LED ng kinakailangang boltahe

Ang alipin dito ay gagana sa 3 Mga Mode, na maaaring mai-configure sa software

• Mode na "1" Buong ganap na ningning (Mga Araw ng Pag-ulan at mga araw ng emergency)
• Mode na "2" Alternatibong Liwanag (Mga Oras ng Gabi - Mababang oras ng ilaw)
• Mode na "3" Ganap na kontrol sa ultrasonic (Hatinggabi at mababang oras ng paggamit)

Ise-broadcast ng Master ang mensahe na may partikular na address. Ang alipin na may kaukulang address ay tatanggapin lamang ang mensahe at kikilos nang naaayon.

Para sa kontrol ng ilaw ng LED, maaaring magamit ang LED driver tulad ng AN30888A / B. Nakuha ko ang isa tulad ng mula sa lumang emergency lamp at baligtarin itong ininhinyero.

Hakbang 5: Mga Code

Naririto ko ang mga code na ginamit para sa Master at Slave, Datasheet para sa LED driver na ginamit ko.

github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa - dito maaari mong i-download ang library para sa LoRa.