Módulo LoRa Medição de campo LoRa1280

O teste é uma medição de campo realizada por nossos clientes. O produto para variação é nosso módulo LoRa LoRa1280 . A faixa de frequência de trabalho do LoRa1280 é 2,4G. Ele suporta a interface UART do tipo navio e a interface SPI. Durante o teste, apenas a interface SPI é usada. LoRa1280 suporta larguras de banda LoRa de 203KHz, 406KHz, 812KHz e 1625KHz.

Primeiro teste: teste de curta distância

Ferramentas de teste:

O módulo wireless LoRa1280 foi inserido na protoboard. Inicialmente, não havia como inserir o módulo LoRa LoRa1280 na protoboard. O cliente fez sozinho um adaptador, conforme mostra a figura:

Ambiente de teste:

A casa do cliente se chama Walcott Hall em Shropshire, e há um grande espaço aberto na frente da casa.

A figura abaixo é o resultado do primeiro teste (a figura mostra alguns códigos de alcance preliminares e distância de teste)

O segundo teste: teste de longa distância

Ferramentas de teste:

Primeiro, primeiro conecte o módulo LoRa LoRa1280 à antena de 2,4 GHz , e faça alguns Mikrobus e protoboards, conforme mostrado na figura:

O PCB verde maior é um Mini Logger baseado em ATMega328P projetado pelo cliente. Pode ser equipado com plugues de placa compatíveis com Mikrobus. O módulo LoRa LoRa1280 requer mais pinos do que o módulo Mikrobus padrão, então o cliente adicionou dois pinos aos 8 normais em ambos os lados dos pinos Ocupado e DI03. O módulo LoRa LoRa1280 foi projetado para soquetes Mikrobus padrão 2 x 8. Isso requer que o pino conectado ao pino AN do Microbus seja um pino analógico/digital duplo.

Ambiente de teste:

Existe um cume no norte de Cardiff onde o cliente mora, e o local é cerca de 150M mais alto do que o local onde está localizada a casa do cliente na cidade. Do cume é possível apreciar a bela vista da cidade. A casa do cliente está conectada ao módulo transmissor sem fio LoRa1280 na parte superior do mastro 6M. Há uma linha de visão relativamente clara do cume até o equipamento no mastro e a distância é de 4,4 km.

O cliente escreveu o software de medição sozinho. Primeiro ele envia uma solicitação de telemetria com alta potência (10dBm!) e informa se a solicitação de telemetria foi concluída. Em seguida, reduza a potência de transmissão e faça outra solicitação de alcance. Desta forma, a potência mínima necessária para a variação pode ser calculada.

Em um link de 4,4 km, o alcance é reduzido para -14dBm. Portanto, se usar a potência máxima, 10dBm, o teste mostra que a medição da distância pode ter mais de 69km de trabalho. A partir dos resultados do teste de 4,4 quilômetros, o módulo LoRa LoRa1280 é capaz de percorrer distâncias maiores, então o cliente pretende medir a distância da linha de visão do topo da montanha de 40 quilômetros até o topo das colinas Mendip do norte de Cardiff através do rio Bristol.

Teste de alcance de 40 km

O local de Cardiff para o teste de conexão de 40 quilômetros está localizado no norte da cidade (264 metros acima do nível do mar), e a outra extremidade da linha de visão de 40 quilômetros é Black Down de Mendips (325 metros acima do nível do mar) do outro lado da passagem de Bristol.

A rota Marconi no mapa é o local onde ocorreu a primeira transmissão de rádio do Sr. Marconi sobre a água em 1897.

O percurso tem uma boa linha de visão e altura suficiente no meio do percurso para reduzir o efeito da zona de Fresnel. Consulte o diagrama da seção abaixo.

Em uma extremidade de Cardiff, há um receptor de alcance do módulo LoRa LoRa1280 fixado em um poste, e a outra é usada para testes básicos de link. A seguir está o ambiente de teste de 40 km:

No lado do Mendips, há um conjunto de dispositivos correspondentes, um é usado como iniciador/transmissor de teste de alcance e o outro é usado para receber pacotes básicos de teste de link. Grave os resultados em um cartão micro SD para análise posterior.

No lado de Cardiff, o receptor de alcance LoRa1280 do módulo LoRa ouvirá a solicitação de alcance do transmissor e enviará uma resposta no lado Mendips. Antenas básicas de 2dBi são usadas em ambas as extremidades.

No final do Mendips, o transmissor de solicitação de alcance emitirá um bipe longo no início da sequência de teste, enviará uma solicitação de alcance de 10dBm e, em seguida, enviará 9dBm, 8dBm, etc. bip. Portanto, para calcular o nível de potência quando o range parar de funcionar, basta ouvir o bipe longo e depois calcular o bipe curto.

LoRa para alcance é definido como SF10 e largura de banda de 406KHz, que é a configuração de alcance mais longo para SX1280 para permitir o modo de alcance. No modo de maior alcance, deverá haver uma deficiência de link de 8dBm. SX1280 pode ser configurado para LoRa ponto a ponto.

Cálculo de medição

Como o cliente não realizou totalmente o cálculo do resultado da medição de distância no código de teste de medição de distância, o programa lerá o resultado do registro de resultados da medição de distância (3 bytes) e registrará o resultado no cartão SD no gravador. O caminho usado para o 'teste de alcance de 4,4 km' mencionado acima é usado para testar e calibrar a função de alcance. A distância terrestre medida no Google Maps é de 4,42 km. O resultado médio do alcance do SX1280 é 24515. Isso fornece um fator de conversão de 0,1803 metros.

O resultado médio da classificação do link Cardiff a Mendips é 225982. A aplicação do fator de conversão 0,1803 dá uma distância de 40,745 km. A distância obtida no Google Maps é de 40,65 quilômetros. Portanto, o valor real de medição da faixa do SX1280 é de + 0,2%.

Resumir

A solicitação de alcance recebida no link de 40 km é tão baixa quanto 4dBm. Isso significa que um alcance potencial de 10dBm é 80km LOS. Mesmo uma antena moderadamente modificada em ambas as extremidades (veja a comparação de antenas acima) pode dobrar esse alcance.

No modo ponto a ponto, a configuração de maior alcance de SF12 e largura de banda de 203 kHz deve ter vantagem de link de 8 dBm na configuração de SF10 acima e largura de banda de 406 khz. A conversão dessa vantagem de link de 8dBm em uma configuração de alcance mostra que ponto a ponto em uma área de 200 km é o alcance potencial do LoRa.

Testador real: Stuart Robinson