Lampadaire intelligent utilisant LoRa : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Les lampadaires d'une ville offrent des conditions de circulation plus sûres, un environnement piétonnier plus sûr et peuvent représenter une grande amélioration de la production touristique et commerciale architecturale de la ville.

Ce projet vise au développement d'un prototype de lampadaire intelligent qui fournit une gestion du niveau de lampe et un retour d'information sur les performances à l'utilisateur.

Ce prototype fonctionne sur une configuration maître-esclave, où chaque lampadaire agit en tant qu'esclave et la passerelle LoRa agit en tant que maître. Comme la passerelle Lora a une portée plus longue par rapport à d'autres services de communication comme le wifi, Bluetooth, NFC, etc. Bien que le GSM ait une portée plus longue, il inclut des frais d'abonnement qui ne sont pas là, il y a LoRa (gratuit) et LoRa consomme également très moins d'énergie pendant le fonctionnement. Le maître est connecté à Internet afin que l'utilisateur puisse surveiller à distance les réverbères. Ainsi, un grand nombre de réverbères peuvent être connectés et contrôlés à partir de la passerelle maître.

Étape 1: COMPOSANTS NÉCESSAIRES

• Batterie aux ions lithium
• Lumière LED et pilote LED
• Capteur à ultrasons
• Nodemcu (ESP8266 12E)
• Arduino UNO (ATMEGA 328P)
• Émetteur-récepteur SX 1728 Lora

Étape 2: Description des composants

Nodemcu:

ESP8266, intègre GPIO, PWM, I2C, SPI et ADC dans une seule carte. Ce microcontrôleur est doté du WiFi intégré, ce qui nous aide à connecter notre projet à Internet. Toutes les broches GPIO de Nodemcu peuvent être utilisées comme broches PWM, en plus de cela, il a également 1 broche analogique.

Pilotes LED:

AN30888A et AN30888B sont des contrôleurs DC-DC idéaux pour piloter des LED à haute luminance pour l'éclairage LED. Ils sont équipés de 2 modes de réglage de l'éclairage (contrôle PWM et contrôle de la tension de référence), et peuvent être rendus compatibles avec la tension boost, buck ou buck-boost en changeant les composants externes

Module LORA:

Le module LoRa (Radio longue portée) emmènera vos projets IoT à distance avec une communication sur un spectre étalé à longue portée. Cette forme de communication sans fil se traduit par une bande passante plus large, une résistance accrue aux interférences, une réduction de la consommation de courant et une sécurité accrue.

Ce module utilise SX1278 IC et fonctionne sur une fréquence de 433MHz. Le saut de fréquence, qui vous offre un bon équilibre de transmission de signal de qualité, couvrira une plage de 420 à 450 MHz. Cette capacité sans fil longue portée est emballée dans un petit boîtier (17 x 16 mm) et livrée via une antenne à ressort.

Avec le LoRa Ra-01, vous n'avez pas à faire de compromis sur l'équilibre de la portée, l'immunité aux interférences ou la consommation d'énergie. La technologie derrière ce circuit intégré signifie qu'il est parfait pour les projets nécessitant une portée et une résistance.

Caractéristiques:

• Communication à spectre étalé LoRaTM
• Communication SPI semi-duplex
• Le débit binaire programmable peut atteindre 300 kbps
• Gamme d'ondes RSSI 127dB.

Caractéristiques:

• Norme sans fil: 433 MHz
• Gamme de fréquence: 420 - 450MHz
• Port: SPI/GPIO
• Tension de fonctionnement: 1,8 - 3,7 V, par défaut 3,3 V
• Courant de travail, réception: moins de 10,8 mA (LnaBoost fermé, bande 1)
• Transmission: moins de 120mA (+20dBm),
• Modèle de veille: 0,2 uA

Étape 3: Schéma du maître et de l'esclave

Donner les connexions selon le schéma.

Master agira comme une passerelle et connecté à Internet. Chaque esclave est connecté à des lampadaires individuels et contrôle la luminosité de la lumière.

Le capteur SX1728 et à ultrasons est connecté à l'Arduino uno selon le schéma. La broche de déclenchement et la broche d'écho sont connectées aux broches numériques d'Arduino UNO. Le module LoRa SX1728 est connecté à Arduino par communication SPI.

SX1728 agit en 433Mhz. chaque pays a une bande passante respective pour LoRa. En Inde, bande libre en 866-868 MHz. Pour le modèle prototype, le module 433MHz est utilisé ici.

Étape 4: Opération

Lorsqu'un obstacle traverse le réverbère (SLAVE), le capteur à ultrasons détecte l'obstacle et augmente la luminosité de ce réverbère particulier. Et cela envoie également des messages aux prochains lampadaires sous forme de paquets RF. Ainsi la chaîne de lampadaires augmentera sa luminosité de façon constante. Ensuite, il reviendra en mode normal. De plus, chaque lampadaire peut être contrôlé individuellement depuis le maître en envoyant des messages à l'esclave particulier.

J'ai utilisé une batterie lithium-ion 3,2 V et un pilote de LED en mode boost pour fournir à la LED la tension nécessaire

L'esclave fonctionnera ici dans 3 modes, qui peuvent être configurés dans le logiciel

• Mode "1" Pleine luminosité toujours (jours de pluie et jours d'urgence)
• Mode "2" Luminosité alternative (heures de soirée - heures de faible luminosité)
• Mode "3" Contrôle total avec ultrasons (minuit et temps d'utilisation faibles)

Le maître diffusera le message avec une adresse particulière. L'esclave avec l'adresse correspondante n'acceptera que le message et agira en conséquence.

Pour le contrôle de la luminosité des LED, un pilote de LED peut être utilisé, tel que AN30888A/B. J'en ai obtenu un à partir d'une vieille lampe de secours et je l'ai inversé.

Étape 5: Codes

Ici, je présente les codes utilisés pour le maître et l'esclave, la fiche technique du pilote de LED que j'ai utilisé.

github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa - ici, vous pouvez télécharger la bibliothèque pour LoRa.