Présentation de LoRa™ ! : 19 étapes

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

LoRa™ = télémétrie de données sans fil à longue portée et se rapporte à une approche radicale de modulation de données à spectre étalé sans fil VHF/UHF bidirectionnelle qui a récemment été développée et déposée (™) par Semtech - une multinationale d'électronique américaine établie de longue date (1960). Référez-vous à [1]=>

La technologie derrière LoRa™ a été développée par Cycleo, une société française acquise par Semtech en 2012. LoRa™ est propriétaire, mais il semble utiliser une sorte de modulation de fréquence de balayage FM pulsée CSS (Chirp Spread Spectrum) plutôt que DSSS (Direct Sequence SS) ou FHSS (Frequency Hopping SS).

Le site Web de Semtech mentionne que « la technologie LoRa™ offre un avantage de budget de liaison de 20 dB par rapport aux solutions existantes, ce qui étend considérablement la portée de n'importe quelle application tout en fournissant la consommation de courant la plus faible pour maximiser la durée de vie de la batterie.

Les portées revendiquées sont généralement x10 celles des systèmes de données sans fil UHF ordinaires. Oui - par rapport aux configurations de données à bande étroite régulières, LoRa™ donne des centaines de mètres au lieu de 10, plusieurs 1000 m plutôt que de simples 100. La magie !

LoRa™ est quelque peu compliqué, car il utilise des termes et nécessite des paramètres qui ne sont probablement pas familiers à de nombreux utilisateurs "normaux". Heureusement, cependant, il s'est avéré possible de vérifier les affirmations avec des configurations simples - ici en utilisant des micros PICAXE appariés provenant du Royaume-Uni à 3 $ US comme contrôleurs. Les PICAXE sont presque idéaux pour de tels essais car ils sont programmés en BASIC interprété de haut niveau et tout surcoût de vitesse d'exécution est accessoire pour les données LORA™ s-l-o-w !Refer [2] => www.picaxe.com

Étape 1: le SX127x de Semtech

Au cours des dernières décennies, et aidés par un traitement PC bon marché, divers modes numériques intelligents ont été développés (en particulier par les radioamateurs) pour les travaux HF à basse fréquence (3-30 MHz) où la bande passante est précieuse. (La modulation à spectre étalé gourmande en bande passante est généralement illégale sur ces fréquences plus basses). Certains modes peuvent couvrir des océans avec une faible puissance (quelques watts) mais sont lents et nécessitent un logiciel PC sophistiqué pour l'encodage/décodage, ainsi que des communications très sensibles. récepteurs et antenne importante. Référez-vous [3] =>

Les circuits intégrés RF VHF/UHF SX127x LoRa™ de Semtech contiennent cependant presque tout dans une puce intelligente de la taille d'un ongle d'environ 4 USD !

* Mise à jour début 2019: Semtech a récemment mis à niveau la série SX127x, avec ses nouveaux modules basés sur SX126x qui semblent TRÈS intéressants. Reportez-vous à d'autres commentaires à la fin Instructable.

Semtech propose plusieurs variantes de circuits intégrés RF, le SX1278 ayant une fréquence UHF inférieure inclinée pour s'adapter aux utilisateurs de la bande ISM 433 MHz. Fréq. Les offres 800-900 MHz font appel à un travail plus professionnel, bien qu'à ces fréquences proches de 1 GHz, une réduction du punch RF et de l'absorption du chemin du signal puisse être un problème. Les fréquences inférieures au GHz ont cependant moins de bruit, une puissance de transmission légalement plus élevée et une antenne à gain élevé plus compacte qui peut compenser cela.

En plus de la modulation LoRa™ (illustrée), les modules émetteurs-récepteurs SX127x peuvent également produire des signaux de tonalité FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK/OOK et même FM (code Morse !) pour s'adapter aux systèmes existants. Se référer aux fiches techniques Semtech (131 pages !) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Remarque: HOPERF, une entreprise chinoise de données sans fil établie de longue date, propose des modules LoRa™ avec un circuit intégré RF96/97/98 « 7 a side » qui ressemble au SX127x de Semtech. On ne sait cependant pas s'il ne s'agit que d'un deuxième approvisionnement asiatique de LoRa™…

Étape 2: les avantages du spectre LoRa™spread

Les systèmes SS (Spread Spectrum) ne sont pas nouveaux, mais leur sophistication signifiait qu'ils étaient beaucoup trop coûteux pour de nombreux utilisateurs jusqu'à ce que les approches microélectroniques modernes évoluent. Comme les techniques SS offrent une immunité significative aux interférences et à la décoloration, la sécurité et les transmissions "indétectables", elles ont longtemps été du domaine de l'armée - même depuis la Seconde Guerre mondiale. Découvrez l'incroyable travail des années 40 de l'actrice bombe Hedy Lamarr ! [5] =>

La probable modulation Chirp SS de LoRa™, tout en bénéficiant d'autres avantages SS, peut également offrir une immunité contre les "décalages de fréquence" à effet Doppler - peut-être significative dans les applications de radio satellite LEO (Low Earth Orbital) à déplacement rapide. Voir [6] =>

Mais -ici sur terre- l'attention principale provient des affirmations faites par Semtech (et la promotion 2014-2015 de beaucoup d'autres -IBM et MicroChip inclus !), que les dispositifs LoRa™ à spectre étalé UHF faible augmentent les portées d'au moins un ordre de grandeur x 10) sur des modules de données NBFM (Narrow Band FM) traditionnels dans des conditions et des configurations similaires.

Une grande partie de cette incroyable augmentation de la portée semble provenir de la capacité de LoRa à travailler SOUS le niveau de bruit. La base de ceci peut être liée au fait que le bruit est aléatoire (et donc auto-annulant sur une période), alors qu'un signal est ordonné (avec plusieurs échantillons ainsi "le construisant"). Référez-vous au concept sur la photo de surf ci-jointe !

Bien que des émetteurs de niveau mW à "odeur d'électron huileux" de très faible puissance puissent donc être réalisables (et les configurations alimentées par batterie peuvent avoir une durée de vie proche de peut-être des années), l'inconvénient de LoRa™ est cependant que des liaisons à longue portée à faible signal peuvent être associées avec des débits de données très faibles (<1kbps). Cela peut être accessoire pour la surveillance occasionnelle de l'IoT (Internet des objets) dans des applications impliquant des températures, la lecture de compteurs, l'état et la sécurité, etc.

Étape 3: SIGFOX - Rival IoT basé sur le réseau ?

Le rival sans fil IoT longue portée LPWA (Low Power Wide Area) le plus proche de LoRa™ est peut-être la société française SIGFOX [7] =>

Contrairement au LoRa™ propriétaire de Semtech, les appareils de SigFox sont agréablement open source, MAIS ils exigent un réseau de liaison spécialisé. Ils deviennent donc inutiles, tout comme les téléphones portables, lorsqu'ils ne sont pas couverts par le réseau SigFox - un facteur particulièrement révélateur dans les régions éloignées (ou pour les nombreux pays non encore desservis !). Les frais de service continus ou les progrès techniques croissants peuvent également devenir un problème - le service Internet sans fil 900 MHz "Ricochet" de Metricom à la fin des années 90 me vient à l'esprit [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28Internet…

Les appareils SigFox diffèrent de LoRa™ par l'utilisation de « canaux » radio UNB (bande ultra-étroite) 100 Hz, avec modulation BPSK (Binary Phase Shift Keying) à 100 bps. Les émetteurs sont compatibles avec les piles 10-25 mW, mais dans les bandes 868-902 MHz sans licence. Les stations de base sur le toit, qui se connectent à Internet via la fibre, etc., ont des récepteurs ultrasensibles de -142 dBm. Des portées de 10 km peuvent en résulter (donc similaires à LoRa ™) - des liaisons de données ont été signalées à partir d'avions volant à haute altitude et de navires offshore à proximité des stations de base SigFox.

Mais seuls les messages de 12 octets, limités à 6 messages par heure, sont autorisés. Les informations arrivent en quelques secondes, mais le réseau SigFox ne peut pas prendre en charge des communications en temps réel telles que les autorisations de carte de crédit, et le système convient mieux aux « extraits » de données transmis plusieurs fois par jour. Ceux-ci peuvent généralement inclure la lecture à distance des compteurs de services publics, la surveillance du débit et du niveau, le suivi des actifs, les alertes d'urgence ou les places de parking - ce dernier est un véritable atout !

Les réseaux SigFox sont assez simples et peuvent être déployés à une fraction du coût d'un système cellulaire traditionnel. L'Espagne et la France sont déjà couvertes avec environ 1 000 stations de base (contre 15 000 pour le service cellulaire standard), la Belgique, l'Allemagne, les Pays-Bas, le Royaume-Uni (via Arqiva) et la Russie suivront bientôt. Des essais sont également en cours à San Francisco, Cependant, Sigfox ne construit pas directement ces réseaux, mais passe des contrats avec des entreprises locales pour gérer le déploiement relativement simple de stations de base et d'antennes sur le toit.. Le déploiement peut être rapide et rentable - leur partenaire de déploiement en Espagne a dépensé 5 millions de dollars pour déployer un réseau à travers le pays en seulement 7 mois. Ces partenaires locaux revendent ensuite des services IoT, moyennant des frais d'environ 8 USD par an et par appareil pour l'utilisateur final.

L'adoption de l'approche SigFox a été spectaculaire, avec une campagne de financement au début de 2015 qui a permis de collecter > 100 millions de dollars US. Les concurrents du sans fil TI/CC (Texas Instruments/ChipCon), qui ont récemment rejoint SigFox, indiquent en effet que Lora™ pourrait avoir des faiblesses - voir [9] =>

Les enquêtes pratiques sur SigFox ont été difficiles à localiser, mais voir les informations de niveau "Instructable" [10] =>

Il se pourrait que les deux approches finissent par coexister, tout comme les radios bidirectionnelles (= LoRa™) et les téléphones portables (= SigFox) pour les communications au niveau de la voix. À l'heure actuelle (mai 2015) LoRa™ est certainement LE moyen d'explorer les possibilités sans fil IoT à longue portée - continuez à lire !

Étape 4: modules chinois LoRa™ -1

Bien qu'il s'agisse d'une invention de l'UE, les moteurs SX127x LoRa™ de Semtech ont été adoptés avec beaucoup d'enthousiasme par les fabricants chinois. La capacité de LoRa à percer les bâtiments obstruant les villes asiatiques surpeuplées a sans aucun doute été attrayante.

Les fabricants de la méga ville électronique chinoise de Shenzhen (près de Hong Kong) ont été particulièrement enthousiastes, avec des offres notées par des « fabricants » tels que Dorji, Appcon, Ulike, Rion/Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech & GBan. Bien que leurs brochages d'interface diffèrent quelque peu, les modules à 2 puces "micro modérés" de Dorji, Appcon, VoRice et NiceRF semblent presque conçus avec un badge.

Une recherche approfondie sur Google est donc recommandée pour ceux qui ont acheté en gros, des échantillons, une livraison gratuite, des informations techniques plus claires, un meilleur accès aux fonctionnalités/broches du SX127x, un contrôle plus facile, un poids plus léger, un emballage robuste (style YTech E32-TTL-100), etc. comme EBay, Alibaba ou Aliexpress [11]=>

Étape 5: Modules LoRa™ chinois - 2

Soyez attentif au fait que les modules à puce unique moins chers (< $ US10) contrôlent le SX1278 via SPI (Serial Peripheral Interface) lié à une horloge fastidieuse. Bien qu'ils soient plus gros et plus coûteux (environ 20 USD), les modules LoRa™ à deux puces utilisent un deuxième MCU (microcontrôleur) embarqué pour la liaison SX1278, et sont généralement beaucoup plus faciles à configurer et à utiliser à la volée. La plupart offrent une gestion transparente des données TTL (Transistor Transistor Logic) standard de l'industrie via de simples broches RXD et TXD. De minuscules LED rouges et bleues sont généralement installées à bord des modules TTL - pratique pour les informations TX/RX.

REMARQUE: les offres à 8 broches peuvent utiliser un espacement des broches de 2 mm plutôt que le 2,54 mm standard (1/10e de pouce), ce qui pourrait limiter l'évaluation de la maquette sans soudure.

Bien que le quasi-doublement du prix des appareils TTL LoRa™ puisse être intimidant, les skinflints pourraient envisager des cartes moins chères (à la fois à l'achat et à l'expédition) sans la prise SMA et l'antenne "caoutchouc" correspondante. Ce ne sera pas aussi professionnel bien sûr, mais un simple fouet d'onde (~ 165 mm de long) peut facilement être fabriqué à partir de ferraille. Cela peut même surpasser l'antenne "caoutchouc", surtout si elle est élevée !

Dans l'ensemble (et -soupir- probablement rapidement influencé par les offres de plus en plus nombreuses), au moment de la rédaction (mi-avril 2015), le DRF1278DM 433 MHz de Dorji semble le moyen le plus simple de démarrer avec LoRa™. Cependant, l'accès limité au brochage de ce module, le réglage du niveau HEX et le besoin de tensions d'alimentation plus élevées (3,4 -5,5 V) peuvent être une limitation.

Étape 6: Dorji DRF1278DM

Le fabricant chinois Shenzhen Dorji vend ces modules DRF1278DM micro-commandés pour ~ 20 $ US chacun chez Tindie [12] =>

Les 7 broches sont espacées de la planche à pain habituelle de 2,54 mm (= 1/10e de pouce). Une alimentation entre 3,4 et 5,5 V est nécessaire. L'électronique du module fonctionne cependant à des tensions plus basses - il y a un régulateur de tension de 3,2 V intégré. Ce besoin d'alimentation plus élevé est gênant à l'ère du "3V" d'aujourd'hui, car bien que cela convienne à l'USB 5V (ou même aux piles 3 x AA 1.5V encombrantes), il empêche l'utilisation de piles bouton Li 3V, etc. Le régulateur pourrait-il être contourné?

Étape 7: Adaptateur USB DAC02

Un adaptateur USB - TTL bon marché (ici le DAC02 de Dorji) peut être utilisé pour la configuration du module via le logiciel PC "RF Tools". Cependant, les modules ne sont pas supportés mécaniquement lorsqu'ils sont insérés, et une utilisation répétée peut stresser les broches…

Les adaptateurs similaires abondent à des prix très bas, MAIS avant utilisation, il est essentiel de s'assurer d'abord que les fonctions des broches sur l'adaptateur correspondent à celles du module sans fil ! Si ce n'est pas le cas (avec les échanges VCC/GND communs), il faudra peut-être utiliser des approches aériennes en tête. Bien qu'un peu fastidieux, ceux-ci peuvent également être plus polyvalents car ils conviennent à la configuration. d'autres modules (voir la configuration de l'émetteur-récepteur HC-12) et même l'affichage direct du programme du terminal sur un PC.

Étape 8: Outils de configuration USB + SF, BW et CR Insights

Ci-joint des écrans typiques de la configuration USB conviviale des "Outils RF". Les modules Dorji ont fonctionné directement, mais les paramètres de fréquence et de puissance doivent au moins être modifiés pour les réglementations locales. De nombreux pays limitent la puissance d'émission de 433 MHz à 25 mW (~14 dBm) ou même à 10 mW (10 dBm) - ce sont les réglages de puissance Dorji 5 et 3 respectivement.

La bande ISM sans licence, qui couvre une tranche de ~1,7 MHz entre 433.050 - 434.790 MHz, ne permet PAS non plus de transmissions sur exactement 433.000 MHz !

La gestion transparente des données semble heureusement se produire, ce qui signifie que toutes les données série introduites sont finalement transmises de manière transparente de manière dentaire après la transmission « on air ». Cependant, la rumeur selon laquelle le tampon de 256 octets ressemblait plus à 176 octets (coût CRC ?), certains paramètres avec l'outil Dorji étaient difficiles à interpréter, et les modifications "écrites" n'étaient pas toujours acceptées non plus…

Téléchargez l'outil de configuration DRF_Tool_DRF1278D.rar de Dorji (répertorié près de la colonne RHS "Ressources" en bas) via => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.htmlVérifiez diverses informations (en particulier P. 9 -10) dans c'est l'utilisation et les adaptateurs USB etc =>

Explication des termes de spectre étalé LoRa™: (N. B. Le débit de données se rapporte à BW et SF)

BW (largeur de bande en kHz): bien que seulement 10 s de BW kHz puissent être attrayants, il est important de comprendre que les cristaux bon marché de 32 MHz utilisés par de nombreux modules LoRa™ (Dorji et HOPERF, etc.) peuvent ne pas correspondre exactement en fréquence. Des dérives et un vieillissement liés à la température peuvent également survenir. La sélection de bandes passantes plus étroites peut donc empêcher la synchronisation des modules, à moins qu'un réglage fastidieux du cristal et une régulation thermique ne soient utilisés. Bien que les fabricants de modules LoRa™ chinois comme Dorji recommandent un BW minimum de 125 kHz, pour la plupart des cas, un BW plus étroit de 62,5 kHz devrait être tout à fait correct. Reportez-vous à la colonne ombrée du tableau illustrée à l'étape 10.

SF (Spreading Factor "chips" en tant que log de base 2): Dans les systèmes SS, chaque bit de la séquence binaire pseudo-aléatoire est appelé "chip". L'incrémentation de 7 (2^7 = 128 impulsions de puce par symbole) jusqu'à la limite de 12 améliore la sensibilité de 3 dB à chaque étape, mais env. réduit de moitié le débit de données. Bien qu'un SF de 11 (2^11 = 2048) soit 12dB plus sensible que SF7, le débit de données chute (à 62,5 kHz BW) de ~2700 bps à seulement 268 bps. Les émetteurs à débit de données lent restent également allumés plus longtemps et peuvent donc également consommer plus d'énergie dans l'ensemble que les émetteurs envoyant des données plus rapides.

Cependant, des débits de données très faibles peuvent être tolérables pour la surveillance occasionnelle de l'IoT (Internet des objets) bien sûr (et l'augmentation de la consommation d'énergie de la batterie presque accessoire), tandis que l'augmentation de la gamme x 4 pourrait être extrêmement utile !

CR (taux d'erreur de codage): les premiers tests britanniques utilisaient un CR de 4/5. (Cela signifie que tous les 4 bits utiles sont codés par 5 bits de transmission). L'augmentation du CR à 4/8 allonge le temps de transmission d'environ 27 %, mais améliore la réception de 1 à 1,5 dBm, ce qui représente une amélioration potentielle de la portée d'environ 12 à 18 %. Ce réglage CR ne donnera probablement pas un gain de portée aussi bénéfique que l'incrémentation du SF.

La plupart des essais en Nouvelle-Zélande étaient à 434.000 MHz, 2400 bps de données série, SF7, 62,5 kHz BW et CR 4/5.

Étape 9: Configuration directe du DRF1278DM

Le DRF1278DM peut également être configuré à partir d'un microcontrôleur externe, même un humble PICAXE-08 à 8 broches. Bien qu'impliquant un codage HEX cryptique de base 16, cela permet des ajustements à bord/à la volée plutôt que le retrait continu du module et la configuration de l'adaptateur USB. Voir tous les détails P.7-8 au Dorji. pdf. [13] =>

Bien qu'il offre diverses fonctionnalités de sommeil, des informations d'ajustement au niveau HEX peuvent également être obtenues via les fiches techniques APC-340 d'Appcon (presque similaires) [14] =>

Merci à son collègue Kiwi Andrew "Brightspark" HORNBLOW ci-joint un fragment de code PICAXE-08M2 pour moduler la puissance DRF1278DM TX en une rampe en escalier de blips de transmission. (Pour une meilleure compréhension de la portée / puissance, ceux-ci pourraient également être facilement associés aux tonalités générées par PICAXE à l'extrémité du récepteur). Notez cependant que les niveaux TX 6 et 7 dépassent l'allocation NZ/Australie de 25mW (~14dBm ou réglage 5). Les idées d'Andrew sont nées de la surveillance / de la copie et du collage des données série hexadécimales brutes de terminal.exe (un superbe outil d'ingénierie [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) tout en visualisant la série bavardage de données vers et depuis les modules lorsque le niveau de puissance RF est modifié.

Le pas de niveau de puissance Dorji = 4ème octet à partir de l'extrémité droite (01 $, 02 $, etc.) plus l'octet CS suivant (CheckSum $AB, $AC, etc.) doivent juste être modifiés. Des exemples de phrases de code PICAXE pour modifier le niveau de puissance à la volée sont les suivants:

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sérout 4, T2400, ($AF, $AF, $00, $00, $AF, $80, $01, $0C, $02, $00, $6C, $80, $12, $09, $00, $07, $00, $00, $00, $01, $AB, $0D, $0A)

sérout 4, T2400, ($AF, $AF, $00, $00, $AF, $80, $01, $0C, $02, $00, $6C, $80, $12, $09, $00, $07, $00, $00, $00, $02, $AC, $0D, $0A)

sérout 4, T2400, ($AF, $AF, $00, $00, $AF, $80, $01, $0C, $02, $00, $6C, $80, $12, $09, $00, $07, $00, $00, $00, $03, $AD, $0D, $0A)

sérout 4, T2400, ($AF, $AF, $00, $00, $AF, $80, $01, $0C, $02, $00, $6C, $80, $12, $09, $00, $07, $00, $00, $00, $04, $AE, 0D, 0A)

sérout 4, T2400, ($AF, $AF, $00, $00, $AF, $80, $01, $0C, $02, $00, $6C, $80, $12, $09, $00, $07, $00, $00, $00, $05, $AF, 0D, 0A)

sérout 4, T2400, ($AF, $AF, $00, $00, $AF, $80, $01, $0C, $02, $00, $6C, $80, $12, $09, $00, $07, $00, $00, $00, $06, $B0, $0D, $0A)

sérout 4, T2400, ($AF, $AF, $00, $00, $AF, $80, $01, $0C, $02, $00, $6C, $80, $12, $09, $00, $07, $00, $00, $00, $07, $B1, $0D, $0A)

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Étape 10: Estimations de performance et résultats

Des modules de données RFM98 basés sur Semtech LoRa™ et HOPERF 434 MHz pilotés par PICAXE 28X2 ont été utilisés dans des essais menés sur une liaison de 750 m dans un environnement urbain typique du Royaume-Uni. L'antenne de l'émetteur était élevée à ~2½ m sur un mât bas, avec le récepteur sur un poteau court à ~1½ m - tous deux au-dessus du sol. Avec une portée confirmée de 750 m en environnement urbain dense à 10 mW TX au Royaume-Uni (en utilisant 500 kHz BW et donnant ainsi ~ 22 kbps), puis à 10,4 kHz BW (ou 455 bps) environ 6 km semblent réalisables avec une puissance inférieure à mW !

Des tests sur le terrain de confirmation (avec des paramètres SF7 et uniquement BW 62,5 kHz) ont été effectués à Wellington (NZ) avec 3 modules Dorji DRF1278DM alimentés par piles AA et une antenne similaire, mais au "painting blistering" d'Aus / NZ supérieur à 25 mW (14 dBm) Puissance d'émission. Des liaisons de signalisation suburbaines, peut-être aidées par un environnement plus ouvert et des bâtiments en bois, ont été systématiquement réalisées sur 3 à 10 km. (Comme un gain de 6 dB double la plage de LoS, alors 4 dB de puissance supplémentaire ~ x 1½. Les plages peuvent donc s'améliorer par rapport à celles implicites du Royaume-Uni de > 1½ fois).

Étape 11: Mise en page de la planche à pain

Une disposition en maquette (utilisée précédemment pour les modules GFSK "7020" de Dorji) convient à un simple échange vers le périphérique LoRa. La modulation GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) était auparavant considérée comme la meilleure approche à 433 MHz, il était donc avantageux de comparer les résultats des offres "7020" avec les nouveaux modules LoRa.

Étape 12: Schéma PICAXE

Le RX et le TX utilisent tous deux une disposition presque identique, bien que leur code diffère quelque peu. Bien que naturellement attrayant et facilement réalisable avec les PICAXE, aucune tentative n'a été faite à ce stade pour entrer dans des modes de veille à économie d'énergie. La consommation de courant de 3 piles xAA était de ~15mA, pulsant à ~50mA lors de la transmission.

Étape 13: Code de l'émetteur PICAXE

Naturellement, ce code peut être considérablement amélioré et modifié, peut-être avec des retards de règlement et des préambules. Actuellement, il s'agit essentiellement de cracher un nombre de 0 à 100 en progression. Comme l'essai visait simplement à vérifier les allégations de portée fiable, aucune tentative n'a été faite (avec l'émetteur ou le récepteur) pour activer les modes d'économie d'énergie.

Étape 14: Code et affichage du récepteur PICAXE

Voici le code récepteur PICAXE associé, avec des valeurs numériques affichées via le terminal "F8" intégré de l'éditeur. La beauté d'un comptage simple est que les séquences peuvent être rapidement scannées visuellement et que les valeurs manquantes ou marécageuses sont facilement repérées.

Étape 15: Aides à la mise au point LoRa™RF conviviales ?

Comme les paramètres du module LoRa™ peuvent être difficiles à comprendre et à vérifier, il s'est avéré possible d'utiliser des modules récepteurs ASK 433 MHz bon marché (et relativement large bande) comme simples aides à la mise au point.

Le point de vente NZ/Aus Jaycar propose un module ZW3102 qui peut facilement être persuadé dans des « fonctions de renifleur » pour s'adapter à la surveillance des signaux sonores. À proximité (< 5 mètres) des transmissions LoRa™, le signal sortant sera facilement entendu comme des "rayures", tandis que la luminosité d'une LED connectée se rapporte au RSSI (indication de la force du signal reçu).

Un module similaire (et moins cher) fabriqué par Dorji est présenté dans Instructable [16] =>

Étape 16: Tests sur le terrain - Wellington, Nouvelle-Zélande

Cette configuration de plage montre les tests précédents avec les modules GFSK "7020" de Dorji (Gaussian Frequency Shift Keying). Les plages atteignaient alors un maximum d'environ 1 km dans de telles conditions, et au mieux étaient d'environ 300 m à travers une végétation légère et les bâtiments à ossature de bois des localités. Les liaisons entre les ports n'ont été trouvées possibles que lorsque l'émetteur était considérablement élevé à environ 100 m au point de vue d'un nid d'aigle sur une colline derrière.

En revanche, les modules LoRa de Dorji à la même puissance de 25 mW ont "inondé" la banlieue, avec des transmissions à hauteur de bras (~ 2,4 m) détectées de manière fiable à environ 3 km de près, 6 km aux "points doux" de la pointe et même 10 km de surface LOS à travers le port. La réception n'a cessé que dans les baies derrière les promontoires rocheux (visibles à l'arrière-plan). Les paramètres LoRa étaient BW 62,5 kHz, SR 7, CR 4/5 et 25 mW (14 dBm) de puissance TX dans une antenne verticale omnidirectionnelle à onde ¼.

Étape 17: LoRa au Royaume-Uni contre FSK - Test LoS (ligne de vue) 40 km

Grâce à Stuart Robinson (radioamateur GW7HPW), basé à Cardiff, des tests de comparaison FSK (Frequency shift keying) versus LoRa™ ont été effectués sur une distance élevée de 40 km à travers le canal de Bristol au Royaume-Uni. Référez-vous à l'image.

La région est plutôt historique sans fil puisqu'en 1897 Marconi a effectué ses premiers tests "à longue portée" (6 - 9 km en utilisant des émetteurs à étincelles gourmands en énergie !) à proximité [17] =>

Les résultats de Stuart parlent d'eux-mêmes - les liaisons de données LoRa™ étaient étonnamment possibles en 2014 à une fraction de la puissance nécessaire pour ses modules Hope RFM22BFSK auparavant très respectés !

Un RFM22B contrôlé par PICAXE-40X2 est en fait toujours en orbite à environ 50 $ par satellite, avec de faibles signaux au sol détectables lorsqu'il passe en LEO (Low Earth Orbital) à plusieurs centaines de kilomètres au-dessus. (Les modules LoRa™ n'étaient pas disponibles au moment de son lancement en 2013) [18] =>)

Étape 18: Tests d'autres régions

Des liaisons réussies ont été établies sur 22 km de LoS (Line of Sight) en Espagne et sur plusieurs km en Hongrie urbaine.

Consultez la promotion Libelium qui montre les avantages de la technologie à ~900 MHz[19] =>https://www.libelium.com/extreme-range-wireless-sen…

Étape 19: Récepteur LoRa et liens

Les essais britanniques HAB (High Altitude Ballooning) ont donné une couverture LoRa™ bidirectionnelle jusqu'à 240 km. L'abaissement du débit de données de 1000bps à 100bps devrait permettre une couverture jusqu'à l'horizon radio, qui est peut-être de 600 km à l'altitude typique de 6000-8000m de ces ballons. Le suivi des ballons peut être effectué via le GPS embarqué - consultez la documentation complète HAB & LoRa™ sur [20] =>

Un récepteur LoRa pour les travaux sur les satellites HAB et LEO futurs est en cours de développement - les détails suivront.

Résumé: LoRa™ s'annonce comme une technologie de rupture, en particulier pour les applications en réseau sans fil IoT (Internet des objets) émergentes et très médiatisées. Restez informé via le site LoRa Alliance [21] =>

Avis de non-responsabilité et appréciation: ce compte est essentiellement conçu comme une enquête et une compilation de ce qui semble être une technologie de données sans fil UHF qui change la donne. Bien que accueillant des échantillons gratuits (!), je n'ai aucun lien commercial avec l'un des fabricants de LoRa™ mentionnés. N'hésitez pas à "copier à gauche" ce matériel - notamment à des fins pédagogiques - mais le crédit du site est naturellement apprécié.

Remarque: Certaines images proviennent du Web, pour lesquelles (si elles ne sont pas référencées) un crédit reconnaissant est par la présente étendu.

Stan. SWAN => [email protected] Wellington, Nouvelle-Zélande. (ZL2APS -depuis 1967).

Liens: (au 15 mai 2015)

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