ESP32 LoRa: вы можете добраться до 6,5 км !: 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

6.5 км! Это результат теста передачи, который я выполнил с ESP32 OLED TTGO LoRa32, и сегодня я подробнее обсудим это с вами. Поскольку модель, которую я использовал изначально, имела антенну, которую я считаю плохой, я решил использовать в тесте другую модель антенны с коэффициентом усиления 5 дБ. Итак, в дополнение к разговору о прицеле, который у нас был с нашим тестом, мы обсудим причины потери мощности сигнала. Мы также качественно оценим влияние окружающей среды (рельеф, препятствия и др.) При получении этого сигнала.

Шаг 1. Используемые ресурсы

• 2 модуля ESP32 OLED TTG LoRa32

• 2 антенны УВЧ 5/8 волн 900 МГц - AP3900

• 2 портативных источника питания по 5 В

(Аккумуляторный блок с регулируемым регулятором напряжения)

Паспорт антенны доступен по ссылке:

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

Эта вторая ссылка предназначена для тех, кто просил меня посоветовать, где купить антенны:

Антенны

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

Крепление антенны:

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

***** «Внимание, мы поменяли заводской разъем на штекерный SMA для подключения к пигхвосту»

Шаг 2: Антенны

На этих изображениях я показываю таблицу характеристик антенны и график ее характеристик.

• Мы также используем две мобильные UHF 5/8 антенны диапазона 900 МГц.

• Одна из антенн была размещена на крыше автомобиля, а другая - на передатчике.

Шаг 3: пройти тест

В нашем первом тесте мы достигли дальности сигнала 6,5 км. Мы установили одну из антенн на крыше здания в точке C и прошли 6,5 км по городской местности, которая постепенно переходила в сельскую местность. Обращаю внимание, что в разное время в пути мы теряли сигнал.

Почему это происходит? Потому что у нас есть топологические влияния, которые являются характеристиками пройденного пространства в связи с географическими изменениями. Пример: если посреди дороги есть холм, наш сигнал не пересечет его, и сигнал будет пропущен.

Я напоминаю вам, что это отличается от того, когда вы используете LoRa в радиусе 400 метров, потому что ваш охват в этом пространстве довольно высок, например, с возможностью пересекать стены. По мере увеличения этого расстояния препятствия могут вызывать помехи.

Шаг 4: второй эксперимент

Мы провели второй тест, и на этот раз антенну не оставляли на крыше здания, а на уровне земли над воротами. Вставил вторую антенну в машину и поехал. В результате радиус действия составил 4,7 км. И это расстояние, и первое, которое мы зарегистрировали (6,5 км), превысили диапазоны, указанные Heltec (прогнозируемые на уровне 3,6 км). Важно помнить, что мы использовали только два ТТГО с питанием от батарей через стабилизаторы напряжения.

Шаг 5. Стоимость ссылки в БД

Стоимость ссылки - очень интересное понятие. Это позволяет вам визуализировать, как энергия будет потеряна во время передачи, и где именно корректирующие действия должны быть приоритетными для улучшения связи.

Идея состоит в том, чтобы измерить, какая часть отправленного сигнала должна достигнуть приемника с учетом усиления и потерь сигнала в процессе, или:

Полученная мощность (дБ) = передаваемая мощность (дБ) + усиление (дБ) - потеря (дБ)

Для простой радиосвязи мы можем выделить 7 важных частей для определения принимаемой мощности:

1 - Мощность передатчика (+) Т

2 - Потери в линии передачи до антенны (-) L1

3 - Усиление антенны (+) A1

4 - Потери при распространении волн (-) P

5 - Убытки от других факторов (-) D

6 - Коэффициент усиления приемной антенны (+) A2

7 - Потери в линии передачи до приемника (-) L2

Полученная мощность = T - L1 + A1 - P - D + A2 - L2

Сохраняя значения в дБм и дБи, графики можно суммировать и вычитать напрямую. Для выполнения этих расчетов вы можете найти онлайн-калькуляторы, которые помогут вам ввести значения в выражение.

Кроме того, в некоторых есть ссылки на затухание в некоторых коммерческих кабелях. Это позволяет упростить расчет.

Вы можете найти такой калькулятор по адресу:

Шаг 6: влияние препятствий

Помимо принятия надлежащих мер предосторожности во избежание потерь в неотъемлемых частях цепей передатчика и приемника, еще одним фактором, который не следует игнорировать, является линия Clear Vision между передатчиком и приемником.

Даже с оптимизацией соотношения между усилением и потерями, препятствия, такие как здания, крыши, деревья, холмы и конструкции, среди прочего, могут прервать сигнал.

Хотя расчет учитывает распространение волны, он предполагает прямую передачу без препятствий.

Шаг 7: Дополнительный тест

Этот тест ниже, который достиг 800 метров, проводился с передатчиком и антенной в небольшой башне, отмеченной на карте надписью «Передатчик». Маршрут (выделен фиолетовым) был выполнен с помощью приемника, отмеченные точки указывают на точки с хорошим приемом.

Мы проверили точки с помощью топологической карты региона и, собственно, высоты приблизительные. Данные представлены на изображении ниже и доступны на этом сайте:

Как показано на рисунке ниже, в районе между двумя точками есть долина практически без препятствий.

Шаг 8: Заключение

Эти тесты придали мне больше уверенности в LoRa, так как я остался очень доволен достигнутыми результатами. Тем не менее, я отмечаю, что есть и другие антенны, которые могут дать нам еще большую мощность. Это означает, что у нас есть новые задачи для следующих видео.