Module LoRa mesure de champ LoRa1280

Le test est une mesure sur le terrain effectuée par nos clients. Le produit à utiliser est notre module LoRa LoRa1280 . La plage de fréquences de travail du LoRa1280 est de 2,4 G. Il prend en charge l'interface UART de type navire et l'interface SPI. Lors du test, seule l'interface SPI est utilisée. LoRa1280 prend en charge les bandes passantes LoRa de 203 KHz, 406 KHz, 812 KHz et 1625 KHz.

Premier test : test courte distance

Outils de tests :

Le module sans fil LoRa1280 a été inséré dans la maquette. Au départ, il n'y avait aucun moyen d'insérer le module LoRa LoRa1280 dans la maquette. Le client a fabriqué lui-même un adaptateur, comme le montre la figure :

Environnement de test :

Le logement du client s'appelle Walcott Hall dans le Shropshire et il y a un grand espace ouvert devant la maison.

La figure ci-dessous est le résultat du premier test (la figure montre un code de télémétrie préliminaire et une distance de test)

Le deuxième test : test longue distance

Outils de tests :

Tout d'abord, connectez d'abord le module LoRa LoRa1280 à l' antenne 2,4 GHz et réalisez des Mikrobus et des planches à pain, comme indiqué sur la figure :

Le plus grand PCB vert est un mini-enregistreur basé sur ATMega328P conçu par le client. Il peut être équipé de fiches de carte compatibles Mikrobus. Le module LoRa LoRa1280 nécessite plus de broches que le module Mikrobus standard, le client a donc ajouté deux broches aux 8 normales des deux côtés des broches Busy et DI03. Le module LoRa LoRa1280 est conçu pour les prises Mikrobus standard 2 x 8. Cela nécessite que la broche connectée à la broche Microbus AN soit une double broche analogique/numérique.

Environnement de test :

Il y a une crête au nord de Cardiff où vit le client, et l'emplacement est environ 150 m plus haut que l'endroit où se trouve la maison du client dans la ville. Depuis la crête, vous pourrez profiter de la belle vue sur la ville. La maison du client est connectée au module émetteur sans fil LoRa1280 situé au sommet du mât 6M. Il y a une ligne de vue relativement dégagée depuis la crête jusqu'à l'équipement sur le mât, et la distance est de 4,4 km.

Le client a écrit lui-même le logiciel de télémétrie. Il envoie d'abord une demande de télémétrie avec une puissance élevée (10 dBm !) et indique si la demande de télémétrie est terminée. Réduisez ensuite la puissance d’émission et effectuez une autre demande de télémétrie. De cette manière, la puissance minimale requise pour la télémétrie peut être calculée.

Sur une liaison de 4,4 km, la portée est réduite à -14 dBm. Par conséquent, si vous utilisez la pleine puissance, 10 dBm, le test montre que la mesure de distance peut nécessiter plus de 69 km de travail. D'après les résultats des tests de 4,4 kilomètres, le module LoRa LoRa1280 est capable de parcourir des distances plus longues, le client a donc l'intention de mesurer la distance en ligne de mire depuis le sommet de la montagne de 40 kilomètres jusqu'au sommet des collines de Mendip depuis le nord. de Cardiff à travers la rivière Bristol.

Test de portée de 40 km

Le site de Cardiff pour le test de connexion de 40 kilomètres est situé au nord de la ville (264 mètres au-dessus du niveau de la mer), et l'autre extrémité de la ligne de mire de 40 kilomètres est le Black Down de Mendips (325 mètres au-dessus du niveau de la mer). de l'autre côté du Bristol Passage.

La route Marconi sur la carte est l'endroit où a eu lieu la première transmission radio sur l'eau de M. Marconi en 1897.

L'itinéraire présente une bonne ligne de vue et une hauteur suffisante au milieu de l'itinéraire pour réduire l'effet de zone de Fresnel. Veuillez vous référer au diagramme de section ci-dessous.

À une extrémité de Cardiff se trouve un module récepteur LoRa LoRa1280 fixé sur un poteau, et l'autre est utilisée pour les tests de liaison de base. Voici l'environnement de test de 40 km :

Du côté de Mendips, il existe un ensemble de dispositifs correspondants, l'un est utilisé comme initiateur/émetteur de test de télémétrie et l'autre est utilisé pour recevoir des paquets de test de liaison de base. Enregistrez les résultats sur une carte micro SD pour une analyse ultérieure.

Du côté de Cardiff, le récepteur de télémétrie du module LoRa LoRa1280 écoutera la demande de télémétrie de l'émetteur et enverra une réponse du côté de Mendips. Des antennes de base 2dBi sont utilisées aux deux extrémités.

À l'extrémité Mendips, l'émetteur de demande de télémétrie émettra un long bip au début de la séquence de test, enverra une demande de télémétrie de 10 dBm, puis enverra 9 dBm, 8 dBm, etc. Si la demande de télémétrie réussit, il y aura un court bip. Par conséquent, afin de calculer le niveau de puissance lorsque la télémétrie cesse de fonctionner, il vous suffit d'entendre le bip long, puis de calculer le bip court.

LoRa pour la télémétrie est réglé sur SF10 et la bande passante 406 KHz, ce qui est le paramètre de portée la plus longue pour le SX1280 pour permettre le mode télémétrie. Dans le mode la plus longue portée, il devrait y avoir un manque de liaison de 8 dBm. Le SX1280 peut être réglé sur LoRa point à point.

Calcul des mesures

Étant donné que le client n'a pas entièrement réalisé le calcul du résultat de la mesure de distance dans le code de test de mesure de distance, le programme lira le résultat du registre des résultats de mesure de distance (3 octets) et enregistrera le résultat sur la carte SD de l'enregistreur. Le chemin utilisé pour le « test de télémétrie de 4,4 km » mentionné ci-dessus est utilisé pour tester et calibrer la fonction de télémétrie. La distance au sol mesurée sur Google Maps est de 4,42 km. Le résultat moyen du SX1280 est de 24 515. Cela donne un facteur de conversion de 0,1803 mètres.

Le résultat de classement moyen de la liaison Cardiff à Mendips est de 225982. L'application du facteur de conversion de 0,1803 donne une distance de 40,745 km. La distance obtenue à partir de Google Maps est de 40,65 kilomètres. Par conséquent, la valeur de mesure réelle de la plage SX1280 est de + 0,2 %.

Résumer

La demande de télémétrie reçue sur la liaison de 40 km est aussi faible que 4 dBm. Cela signifie qu'une portée potentielle de 10 dBm correspond à une LOS de 80 km. Même une antenne modérément modifiée aux deux extrémités (voir la comparaison des antennes ci-dessus) peut doubler cette portée.

En mode point à point, le réglage de portée la plus longue de SF12 et la bande passante de 203 kHz devraient avoir un avantage de liaison de 8 dBm par rapport au réglage supérieur SF10 et à la bande passante de 406 kHz. La conversion de cet avantage de liaison de 8 dBm en un paramètre de portée montre que la portée potentielle de LoRa est point à point dans une zone de 200 km.

Testeur actuel : Stuart Robinson