AU-DELÀ DE L'HORIZON AVEC LoRa RF1276 : 12 étapes

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

J'ai trouvé l'émetteur-récepteur RF1276 à livrer

les performances les plus remarquables en termes de portée et de qualité du signal. Lors de mon premier vol, j'ai pu atteindre une distance de 56 km à un niveau de signal de -70 dB avec de petites antennes quart de longueur d'onde.

Étape 1: BOM (Bill of Materials)

1.

ARDUINO PRO Mini

2. Module GPS Ublox NEO-6M

3. Capteur de pression barométrique BMP-085

4. Adaptateur de carte SD

5. DEL de 3 watts

6. 2 piles 18650 2600mAh

7. Convertisseur de tension abaisseur DC-DC

8. 2x RF1276 émetteurs-récepteurs de appconwireless.com

Étape 2: CONNECTIVITÉ MATÉRIELLE

- Le capteur BMP085 est connecté à A4 (SDA) et A5 (SCL)

- La carte SD est connectée à 10(SS), 11(MISO), 12(MOSI), 13(SCK)

- Le GPS est connecté à 6(TX), 7(RX) - logiciel série

- RF1276 est connecté à TX->RX, RX->TX - série matérielle

- Le moniteur de tension de batterie est connecté à A0 via un diviseur de tension

- Le contrôle ON/OFF de la LED s'effectue via N-FET (IRLZ44N), qui est connecté à la broche 9 via une résistance pull-down.

- La broche 8 est connectée à RST (pour une réinitialisation du microcontrôleur à distance)

- La batterie est connectée à DC/DC buck converti, qui est régulé pour une sortie 5V

Étape 3: ANTENNES

J'ai trouvé cette antenne dipôle sur le

L'extrémité de transmission et l'antenne fouet à fil à l'extrémité de réception donnent les meilleurs résultats

Étape 4: Configuration RADIO

Pour viser la portée maximale, il faut

comprendre la physique de base derrière la communication radio.

- L'augmentation de la bande passante réduit la sensibilité (et vice-versa)

- L'augmentation du gain d'antenne réduit la puissance d'émission requise

- La ligne de mire est un must

Sur la base des règles ci-dessus, j'ai choisi les paramètres suivants pour l'outil RF:

- FS: 2048

-BW: 125kHz

- Puissance d'émission: 7 (max.)

- Vitesse UART: 9600bps

Les paramètres ci-dessus ne donneront que 293 bps, mais permettront une sensibilité de réception de -135 dB. Cela signifie que vous pouvez transmettre de petits paquets (c'est-à-dire la latitude ou la longitude) env. toutes les 2 secondes. Si vous souhaitez également contrôler à distance votre électronique, vous devez laisser soit 1 seconde pour écouter les commandes au sol. Ainsi, les données peuvent être transmises toutes les 3 secondes.

Étape 5: CONFIGURATION DU MODULE

Le firmware nécessite à la fois le module GPS

et RF1276 à configurer pour l'UART 9600bps. La configuration GPS peut être effectuée avec le logiciel u-blox U-Center.

Affichage->Messages->UBX->CFG->PRT->Baudrate->9600. Puis, Récepteur->Action->Enregistrer la configuration.

La configuration RF1276 peut être effectuée avec l'outil RF1276.

Étape 6: FIRMWARE

Le micrologiciel:

- Surveiller la pression atmosphérique et la température

- Surveiller la tension de la batterie

- Capturez une variété de valeurs GPS

- Enregistrez toutes les données sur la carte SD

- Transmettre toutes les données

Le micrologiciel permet les options de contrôle à distance suivantes:

- réinitialiser le module

- allumer/éteindre la led

- mettre à jour le compteur interne après avoir reçu le paquet ping du sol

Le lecteur de carte SD et le capteur de pression BMP sont tous deux programmés pour un fonctionnement tolérant aux pannes. L'échec de l'un d'entre eux ne fera pas planter le module.

Étape 7: CONFIGURATION DU VOL

J'ai accroché la charge utile au ballon.

Le poids de la charge utile est légèrement supérieur à 300g. Le ballon est plus lourd – env. 1 kg. Je l'ai rempli de 2 mètres cubes d'hélium donnant ainsi 700g de portance libre. Je l'ai gonflé pour qu'il éclate à 1,5 km (85% du volume).

Étape 8: RÉSULTATS

Le ballon a atteint 4,6 km d'altitude et

distance de 56 km. Il voyageait à 40 km/h au-dessus d'une immense ville et a atterri quelque part dans un marécage. Il n'a éclaté qu'à 4,6 km, donc sa résistance à la traction était 3 fois meilleure que ce que j'avais initialement estimé.

Je n'ai pas récupéré la charge utile car je ne pouvais pas conduire et me concentrer uniquement sur la surveillance de la télémétrie en temps réel.

J'ai capturé les derniers paquets lorsque le ballon était à env. 1km d'altitude. C'est alors qu'il a dépassé l'horizon.

Étape 9: DONNÉES DE VOL

J'ai collecté beaucoup plus de paramètres, mais

ces extra-uns sont principalement GPS. La trajectoire de vol reconstruite est fournie dans l'image ci-dessus, et voici les données du capteur interne.

Étape 10: CONCLUSION

RF1276 est définitivement un excellent

émetteur-récepteur. Je n'ai pas testé mieux que celui-ci. Volant au-dessus d'une grande ville (conditions d'interférence élevée) par vent fort avec une position d'antenne instable, il a pu fournir un niveau de signal de -70 dB à une distance de 56 km à 1 km au-dessus du sol, laissant ainsi un budget de liaison de -65 dB ! (sa limite de sensibilité configurée était de -135 dB). Si seulement il n'était pas passé derrière l'horizon (ou si j'étais plus haut - c'est-à-dire sur une colline ou une tour de télécommunication), j'aurais pu capturer son emplacement d'atterrissage. Ou, alternativement, si le ballon n'avait pas éclaté, j'aurais pu atteindre deux ou trois fois la distance !