Беспроводная связь LoRa от 3 до 8 км с недорогим устройством E32 (sx1278 / sx1276) для Arduino, Esp8266 или Esp32: 15 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Я создаю библиотеку для управления EBYTE E32 на базе устройства LoRa серии Semtech, очень мощного, простого и дешевого устройства.

Вы можете найти версию для 3 км здесь, версию для 8 км здесь

Они могут работать на расстоянии от 3000 до 8000 м, и у них есть множество функций и параметров. Поэтому я создаю эту библиотеку, чтобы упростить использование.

Это решение для получения данных с городских датчиков или для управления дроном.

Запасы

Arduino UNO

Wemos D1 mini

LoRa E32 TTL 100 3 км версия

LoRa E32 TTL 1 Вт 8 км версия

Шаг 1. Библиотека

Вы можете найти мою библиотеку здесь.

Скачать.

Нажмите кнопку СКАЧАТЬ в правом верхнем углу, переименуйте несжатую папку в LoRa_E32.

Убедитесь, что папка LoRa_E32 содержит файлы LoRa_E32.cpp и LoRa_E32.h.

Поместите папку библиотеки LoRa_E32 в вашу папку / libraries /. Вам может потребоваться создать подпапку библиотек, если это ваша первая библиотека.

Перезагрузите IDE.

Шаг 2: распиновка

Как видите, вы можете устанавливать различные режимы с помощью контактов M0 и M1.

Есть несколько контактов, которые можно использовать статическим образом, но если вы подключите их к микроконтроллеру и настроите их в библиотеке, вы повысите производительность, и вы сможете управлять всеми режимами через программное обеспечение, но мы собираемся объяснить лучше дальше.

Шаг 3: вывод AUX

Как я уже сказал, не важно подключать все контакты к выходу микроконтроллера, вы можете установить контакты M0 и M1 в положение HIGH или LOW, чтобы получить желаемую конфигурацию, и если вы не подключаете AUX, библиотека устанавливает разумную задержку, чтобы быть уверенным. что операция завершена.

Контакт AUX

При передаче данных может использоваться для пробуждения внешнего MCU и возврата HIGH по окончании передачи данных.

При получении AUX идет LOW и возвращается HIGH, когда буфер пуст.

Он также используется для самопроверки для восстановления нормальной работы (при включении питания и в спящем / программном режиме).

Шаг 4: Полностью подключенная схема Esp8266

Схема подключения esp8266 более простая, т.к. работает при том же напряжении логической связи (3,3 В).

Важно добавить подтягивающий резистор (4,7 кОм) для обеспечения хорошей стабильности.

Шаг 5: полностью подключенная схема Arduino

Рабочее напряжение Arduino составляет 5 В, поэтому нам нужно добавить делитель напряжения на выводы RX M0 и M1 модуля LoRa, чтобы предотвратить повреждение, вы можете получить дополнительную информацию здесь. Делитель напряжения: калькулятор и приложение.

Вы можете использовать резистор 2 кОм для заземления и 1 кОм от сигнала, чем соединить на RX.

Шаг 6: Библиотека: конструктор

Я сделал набор из довольно большого количества конструкторов, потому что у нас может быть больше вариантов и ситуаций, которыми нужно управлять.

LoRa_E32 (байт rxPin, байт txPin, UART_BPS_RATE bpsRate = UART_BPS_RATE_9600);

LoRa_E32 (байт rxPin, байт txPin, байт auxPin, UART_BPS_RATE bpsRate = UART_BPS_RATE_9600); LoRa_E32 (байт rxPin, байт txPin, байт auxPin, байт m0Pin, байт m1Pin, UART_BPS_RATE bpsRate = UART_BPS_RATE_9600);

Первый набор конструкторов создается для делегирования библиотеке управления последовательными и другими выводами.

rxPin и txPin - это контакты для подключения к UART, и они являются обязательными.

auxPin - это контакт, который проверяет состояние операции, передачи и приема (далее мы объясним лучше), этот контакт не является обязательным, если вы не установите его, я применяю задержку, чтобы операция завершилась сама собой (с задержкой).

m0pin и m1Pin - это контакты для изменения РЕЖИМА работы (см. таблицу вверху), я думаю, что эти контакты в «производстве» будут подключаться напрямую HIGH или LOW, но для тестирования ими полезно управлять библиотекой.

bpsRate - это скорость передачи данных SoftwareSerial, обычно равная 9600 (единственная скорость передачи данных в режиме программирования / сна).

Простой пример:

# включить "LoRa_E32.h" LoRa_E32 e32ttl100 (2, 3); // RX, TX // LoRa_E32 e32ttl100 (2, 3, 5, 6, 7); // RX, TX

Мы можем использовать SoftwareSerial напрямую с другим конструктором

LoRa_E32 (HardwareSerial * серийный номер, UART_BPS_RATE bpsRate = UART_BPS_RATE_9600);

LoRa_E32 (HardwareSerial * серийный номер, байтовый auxPin, UART_BPS_RATE bpsRate = UART_BPS_RATE_9600);

LoRa_E32 (HardwareSerial * серийный номер, байт auxPin, байт m0Pin, байт m1Pin, UART_BPS_RATE bpsRate = UART_BPS_RATE_9600);

Пример сверху с этим конструктором может быть таким.

#include #include "LoRa_E32.h"

SoftwareSerial mySerial (2, 3); // RX, TX

LoRa_E32 e32ttl100 (& mySerial);

// LoRa_E32 e32ttl100 (& mySerial, 5, 7, 6);

Последний набор конструкторов позволяет использовать HardwareSerial вместо SoftwareSerial.

LoRa_E32 (SoftwareSerial * серийный номер, UART_BPS_RATE bpsRate = UART_BPS_RATE_9600);

LoRa_E32 (SoftwareSerial * серийный номер, байтовый auxPin, UART_BPS_RATE bpsRate = UART_BPS_RATE_9600);

LoRa_E32 (SoftwareSerial * серийный номер, байт auxPin, байт m0Pin, байт m1Pin, UART_BPS_RATE bpsRate = UART_BPS_RATE_9600);

Шаг 7: начать

Команда begin используется для запуска последовательного порта и контактов в режиме ввода и вывода.

void begin ();

в исполнении

// Запускаем все контакты и UART

e32ttl100.begin ();

Шаг 8: Конфигурация и информационный метод

Есть набор методов для управления конфигурацией и получения информации об устройстве.

ResponseStructContainer getConfiguration ();

ResponseStatus setConfiguration (конфигурация конфигурации, PROGRAM_COMMAND saveType = WRITE_CFG_PWR_DWN_LOSE);

ResponseStructContainer getModuleInformation ();

void printParameters (конфигурация структуры структуры);

ResponseStatus resetModule ();

Шаг 9: Контейнер ответа

Чтобы упростить управление ответами, я создаю набор контейнеров, что очень полезно для меня, чтобы управлять ошибками и возвращать общие данные.

ResponseStatus

Это контейнер состояния и имеет 2 простые точки входа, с помощью которых вы можете получить код состояния и описание кода состояния.

Serial.println (c.getResponseDescription ()); // Описание кода

Serial.println (c.code); // 1 в случае успеха

Код

УСПЕХ = 1, ERR_UNKNOWN, ERR_NOT_SUPPORT, ERR_NOT_IMPLEMENT, ERR_NOT_INITIAL, ERR_INVALID_PARAM, ERR_DATA_SIZE_NOT_MATCH, ERR_BUF_TOO_SMALL, ERR_TIMEOUT, ERR_HARDWARE, ERR_HEAD_NOT_RECOGNIZED

ResponseContainer

Этот контейнер создан для управления строковым ответом и имеет 2 точки входа.

data со строкой, возвращенной из сообщения, и статусом экземпляра RepsonseStatus.

ResponseContainer rs = e32ttl.receiveMessage ();

Строковое сообщение = rs.data;

Serial.println (rs.status.getResponseDescription ());

Serial.println (сообщение);

ResponseStructContainer

Это более «сложный» контейнер, я использую его для управления структурой. Он имеет ту же точку входа, что и ResponseContainer, но данные являются пустым указателем для управления сложной структурой.

ResponseStructContainer c;

c = e32ttl100.getConfiguration (); // Важно получить указатель конфигурации перед всеми остальными операциями

Конфигурация конфигурации = * (Конфигурация *) c.data;

Serial.println (c.status.getResponseDescription ());

Serial.println (c.status.code);

getConfiguration и setConfiguration

Первый метод - getConfiguration, вы можете использовать его для извлечения всех данных, хранящихся на устройстве.

ResponseStructContainer getConfiguration ();

Вот пример использования.

ResponseStructContainer c;

c = e32ttl100.getConfiguration (); // Важно получить указатель конфигурации перед всеми остальными операциями

Конфигурация конфигурации = * (Конфигурация *) c.data;

Serial.println (c.status.getResponseDescription ());

Serial.println (c.status.code);

Serial.println (configuration. SPED.getUARTBaudRate ());

В структуре конфигурации есть все данные о настройках, и я добавляю серию функций, чтобы получить все описание отдельных данных.

configuration. ADDL = 0x0; // Первая часть конфигурации адреса. ADDH = 0x1; // Вторая часть конфигурации адреса. CHAN = 0x19; // Конфигурация канала. OPTION.fec = FEC_0_OFF; // Конфигурация переключателя прямого исправления ошибок. OPTION.fixedTransmission = FT_TRANSPARENT_TRANSMISSION; // Конфигурация режима передачи. OPTION.ioDriveMode = IO_D_MODE_PUSH_PULLS_PULL_UPS; // Конфигурация управления вытягиванием. OPTION.transmissionPower = POWER_17; // Конфигурация мощности передачи дБм. OPTION.wirelessWakeupTime = WAKE_UP_1250; // Время ожидания конфигурации пробуждения. SPED.airDataRate = AIR_DATA_RATE_011_48; // Конфигурация скорости передачи данных по эфиру. SPED.uartBaudRate = UART_BPS_115200; // Конфигурация скорости передачи данных. SPED.uartParity = MODE_00_8N1; // Бит четности

У вас есть эквивалентная функция для всех атрибутов, чтобы получить все описание:

Serial.print (F ("Чан:")); Serial.print (config. CHAN, DEC); Serial.print ("->"); Serial.println (конфигурация.getChannelDescription ()); Serial.println (F ("")); Serial.print (F ("SpeedParityBit:")); Serial.print (конфигурация. SPED.uartParity, BIN); Serial.print ("->"); Serial.println (configuration. SPED.getUARTParityDescription ()); Serial.print (F ("SpeedUARTDatte:")); Serial.print (конфигурация. SPED.uartBaudRate, BIN); Serial.print ("->"); Serial.println (configuration. SPED.getUARTBaudRate ()); Serial.print (F ("SpeedAirDataRate:")); Serial.print (конфигурация. SPED.airDataRate, BIN); Serial.print ("->"); Serial.println (configuration. SPED.getAirDataRate ()); Serial.print (F ("OptionTrans:")); Serial.print (конфигурация. OPTION.fixedTransmission, BIN); Serial.print ("->"); Serial.println (configuration. OPTION.getFixedTransmissionDescription ()); Serial.print (F ("OptionPullup:")); Serial.print (конфигурация. OPTION.ioDriveMode, BIN); Serial.print ("->"); Serial.println (configuration. OPTION.getIODroveModeDescription ()); Serial.print (F ("OptionWakeup:")); Serial.print (конфигурация. OPTION.wirelessWakeupTime, BIN); Serial.print ("->"); Serial.println (configuration. OPTION.getWirelessWakeUPTimeDescription ()); Serial.print (F ("OptionFEC:")); Serial.print (конфигурация. OPTION.fec, BIN); Serial.print ("->"); Serial.println (configuration. OPTION.getFECDescription ()); Serial.print (F ("OptionPower:")); Serial.print (конфигурация. OPTION.transmissionPower, BIN); Serial.print ("->"); Serial.println (конфигурация. OPTION.getTransmissionPowerDescription ());

Точно так же setConfiguration хочет структуру конфигурации, поэтому я думаю, что лучший способ управлять конфигурацией - это получить текущую, применить единственное изменение, которое вам нужно, и установить его снова.

ResponseStatus setConfiguration (конфигурация конфигурации, PROGRAM_COMMAND saveType = WRITE_CFG_PWR_DWN_LOSE);

Конфигурация - это предварительно отображаемая структура, saveType позволяет вам выбрать, если изменение станет постоянным только для текущего сеанса.

ResponseStructContainer c; c = e32ttl100.getConfiguration (); // Перед всеми остальными операциями важно получить указатель конфигурации Configuration configuration = * (Configuration *) c.data; Serial.println (c.status.getResponseDescription ()); Serial.println (c.status.code); printParameters (конфигурация); configuration. ADDL = 0x0; конфигурация. ADDH = 0x1; configuration. CHAN = 0x19; configuration. OPTION.fec = FEC_0_OFF; configuration. OPTION.fixedTransmission = FT_TRANSPARENT_TRANSMISSION; configuration. OPTION.ioDriveMode = IO_D_MODE_PUSH_PULLS_PULL_UPS; configuration. OPTION.transmissionPower = POWER_17; configuration. OPTION.wirelessWakeupTime = WAKE_UP_1250; configuration. SPED.airDataRate = AIR_DATA_RATE_011_48; configuration. SPED.uartBaudRate = UART_BPS_115200; configuration. SPED.uartParity = MODE_00_8N1; // Устанавливаем измененную конфигурацию и не сохраняем конфигурацию ResponseStatus rs = e32ttl100.setConfiguration (configuration, WRITE_CFG_PWR_DWN_LOSE); Serial.println (rs.getResponseDescription ()); Serial.println (rs.code); printParameters (конфигурация);

Все параметры управляются как постоянные:

Шаг 10: вариант базовой конфигурации

Шаг 11: отправьте полученное сообщение

Сначала мы должны ввести простой, но полезный метод проверки, есть ли что-то в приемном буфере.

доступное int ();

Он просто возвращает количество байтов в текущем потоке.

Шаг 12: Нормальный режим передачи

Обычный / прозрачный режим передачи используется для отправки сообщений на все устройства с одним и тем же адресом и каналом.

Есть много способов отправки / получения сообщения, мы подробно объясним:

ResponseStatus sendMessage (сообщение const String);

ResponseContainer receiveMessage ();

Первый метод - sendMessage, он используется для отправки строки на устройство в нормальном режиме.

ResponseStatus rs = e32ttl.sendMessage ("Prova"); Serial.println (rs.getResponseDescription ());

Другое устройство просто на петле

если (e32ttl.available ()> 1) {ResponseContainer rs = e32ttl.receiveMessage (); Строковое сообщение = rs.data; // Сначала получаем данные Serial.println (rs.status.getResponseDescription ()); Serial.println (сообщение); }

Шаг 13: Управление структурой

Если вы хотите отправить сложную структуру, вы можете использовать этот метод

ResponseStatus sendMessage (const void * message, const uint8_t size); ResponseStructContainer receiveMessage (const uint8_t size);

Он используется для отправки структуры, например:

struct Messaggione {тип символа [5]; char сообщение [8]; bool mitico; }; struct Messaggione messaggione = {"TEMP", "Peple", true}; ResponseStatus rs = e32ttl.sendMessage (& messaggione, sizeof (Messaggione)); Serial.println (rs.getResponseDescription ());

а с другой стороны вы можете получить сообщение, чтобы

ResponseStructContainer rsc = e32ttl.receiveMessage (sizeof (Messaggione)); struct Messaggione messaggione = * (Сообщение *) rsc.data; Serial.println (messaggione.message); Serial.println (messaggione.mitico);

Читать частичную структуру

Если вы хотите прочитать первую часть сообщения, чтобы управлять дополнительными типами структуры, вы можете использовать этот метод.

ResponseContainer receiveInitialMessage (const uint8_t size);

Я создаю его, чтобы получить строку с типом или другим, чтобы определить структуру для загрузки.

struct Messaggione {// Частичная структура без typechar message [8]; bool mitico; }; тип символа [5]; // первая часть структуры ResponseContainer rs = e32ttl.receiveInitialMessage (sizeof (type)); // Помещаем строку в массив символов (не требуется) memcpy (type, rs.data.c_str (), sizeof (type)); Serial.println ("ТИП ЧТЕНИЯ:"); Serial.println (rs.status.getResponseDescription ()); Serial.println (тип); // Прочитать остальную часть структуры ResponseStructContainer rsc = e32ttl.receiveMessage (sizeof (Messaggione)); struct Messaggione messaggione = * (Сообщение *) rsc.data;

Шаг 14: фиксированный режим вместо нормального режима

Таким же образом я создаю набор методов для использования с фиксированной передачей

Фиксированная трансмиссия

Вам нужно изменить только метод отправки, потому что устройство назначения не получает преамбулу с адресом и каналом в фиксированном режиме.

Итак, для сообщения String у вас есть

ResponseStatus sendFixedMessage (байт ADDL, байт ADDH, байт CHAN, сообщение const String); ResponseStatus sendBroadcastFixedMessage (байт CHAN, сообщение const String);

а для структуры у вас есть

ResponseStatus sendFixedMessage (byte ADDL, byte ADDH, byte CHAN, const void * message, const uint8_t size); ResponseStatus sendBroadcastFixedMessage (byte CHAN, const void * message, const uint8_t size);

Вот простой пример

ResponseStatus rs = e32ttl.sendFixedMessage (0, 0, 0x17, & messaggione, sizeof (Messaggione)); // ResponseStatus rs = e32ttl.sendFixedMessage (0, 0, 0x17, "Ciao");

Фиксированная передача имеет больше сценариев

Если вы отправляете на определенное устройство (второй сценарий фиксированной передачи), вы должны добавить ADDL, ADDH и CHAN, чтобы идентифицировать его напрямую.

ResponseStatus rs = e32ttl.sendFixedMessage (2, 2, 0x17, «Сообщение на устройство»);

Если вы хотите отправить сообщение на все устройства в указанном канале, вы можете использовать этот метод.

ResponseStatus rs = e32ttl.sendBroadcastFixedMessage (0x17, «Сообщение устройствам канала»);

Если вы хотите получать все широковещательные сообщения в сети, вы должны установить ADDH и ADDL с помощью BROADCAST_ADDRESS.

ResponseStructContainer c; c = e32ttl100.getConfiguration (); // Перед всеми остальными операциями важно получить указатель конфигурации Configuration configuration = * (Configuration *) c.data; Serial.println (c.status.getResponseDescription ()); Serial.println (c.status.code); printParameters (конфигурация); конфигурация. ADDL = BROADCAST_ADDRESS; configuration. ADDH = АДРЕС ПЕРЕДАЧИ; // Устанавливаем измененную конфигурацию и не сохраняем конфигурацию ResponseStatus rs = e32ttl100.setConfiguration (configuration, WRITE_CFG_PWR_DWN_LOSE); Serial.println (rs.getResponseDescription ()); Serial.println (rs.code); printParameters (конфигурация);

Шаг 15: Спасибо

Теперь у вас есть вся информация для работы, но я думаю, что важно показать несколько реалистичных примеров, чтобы лучше понять все возможности.

1. Устройство LoRa E32 для Arduino, esp32 или esp8266: настройки и базовое использование
2. Устройство LoRa E32 для Arduino, esp32 или esp8266: библиотека
3. Устройство LoRa E32 для Arduino, esp32 или esp8266: конфигурация
4. Устройство LoRa E32 для Arduino, esp32 или esp8266: фиксированная передача
5. Устройство LoRa E32 для Arduino, esp32 или esp8266: энергосбережение и отправка структурированных данных