Spisu treści:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-13 06:58
Oświetlenie uliczne w mieście zapewnia bezpieczniejsze warunki ruchu, bezpieczniejsze środowisko dla pieszych i może stanowić znaczną poprawę wyników architektonicznych, turystycznych i handlowych miasta.
Ten projekt ma na celu opracowanie prototypu inteligentnego oświetlenia ulicznego, które zapewnia zarządzanie poziomem lamp i informacje zwrotne na temat wydajności dla użytkownika.
Ten prototyp działa w konfiguracji Master-Slave, gdzie każde oświetlenie uliczne działa jako Slave, a LoRa Gateway działa jako Master. Ponieważ bramka Lora ma większy zasięg w porównaniu do innych usług komunikacyjnych, takich jak Wi-Fi, Bluetooth, NFC itp. Chociaż GSM ma większy zasięg, obejmuje opłaty za subskrypcję, których nie ma LoRa (bezpłatnie), a także LoRa zużywa znacznie mniej energii podczas operacji. Master jest podłączony do Internetu, dzięki czemu użytkownik może zdalnie monitorować oświetlenie uliczne. Dzięki bramie Master można podłączyć i sterować dużą liczbą lamp ulicznych.
Krok 1: POTRZEBNE KOMPONENTY
- Bateria litowo-jonowa
- Światło LED i sterownik LED
- Czujnik ultradźwiękowy
- Nodemcu (ESP8266 12E)
- Arduino UNO (ATMEGA 328P)
- Nadajnik-odbiornik SX 1728 Lora
Krok 2: Opis komponentów
Nodemcu:
ESP8266, integruje GPIO, PWM, I2C, SPI i ADC na jednej płycie. Ten mikrokontroler ma wbudowane WiFi, co pomaga nam połączyć nasz projekt z internetem. Wszystkie piny GPIO Nodemcu mogą być używane jako piny PWM, dodatkowo ma też 1 pin analogowy.
Sterowniki LED:
AN30888A i AN30888B to sterowniki DC-DC idealne do zasilania diod LED o wysokiej luminancji do oświetlenia LED. Są wyposażone w 2 tryby regulacji oświetlenia (sterowanie PWM i sterowanie napięciem odniesienia) i mogą być kompatybilne z napięciem boost, buck lub buck-boost poprzez zmianę komponentów zewnętrznych
Moduł LORA:
Moduł LoRa (Long-range Radio) zabierze Twoje projekty IoT na odległość z komunikacją w szerokim spektrum rozproszonym. Ta forma komunikacji bezprzewodowej skutkuje większą przepustowością, zwiększoną odpornością na zakłócenia, minimalizacją poboru prądu i zwiększeniem bezpieczeństwa.
Ten moduł wykorzystuje układ scalony SX1278 i działa na częstotliwości 433 MHz. Przeskakiwanie częstotliwości - które zapewnia idealną równowagę jakości transmisji sygnału - obejmie zakres 420-450 MHz. Ta funkcja łączności bezprzewodowej o dużym zasięgu jest zapakowana w mały (17 x 16 mm) pakiet i dostarczana przez antenę sprężynową.
Dzięki LoRa Ra-01 nie musisz iść na kompromis w zakresie równowagi zasięgu, odporności na zakłócenia lub zużycia energii. Technologia stojąca za tym układem scalonym oznacza, że jest idealny do projektów wymagających zasięgu i siły.
Cechy:
- Komunikacja w zakresie widma rozproszonego LoRaTM
- Komunikacja SPI w trybie half-duplex
- Programowalna szybkość transmisji może osiągnąć 300 kb/s
- Zakres fal RSSI 127dB.
Dane techniczne:
- Standard bezprzewodowy: 433 MHz
- Zakres częstotliwości: 420 - 450 MHz
- Port: SPI/GPIO
- Napięcie robocze: 1,8 - 3,7 V, domyślnie 3,3 V
- Prąd roboczy, odbiór: mniej niż 10,8 mA (zamknięty LnaBoost, zespół 1)
- Transmisja: mniej niż 120mA (+20dBm),
- Model uśpienia: 0,2uA
Krok 3: Schemat Master i Slave
Podaj połączenia zgodnie ze schematem.
Master będzie działał jako brama i będzie podłączony do Internetu. Każdy slave jest podłączony do indywidualnych lamp ulicznych i kontroluje jasność światła.
SX1728 i czujnik ultradźwiękowy są podłączone do Arduino uno zgodnie ze schematem. Pin Trig i Echo pin są połączone z cyfrowymi pinami Arduino UNO. Moduł SX1728 LoRa jest połączony z Arduino za pomocą komunikacji SPI.
SX1728 działa w 433 MHz. każdy kraj ma odpowiednią przepustowość dla LoRa. W Indiach wolne pasmo 866-868 MHz. W przypadku modelu prototypowego zastosowano tutaj moduł 433MHz.
Krok 4: Operacja
Gdy przeszkoda przecina światło uliczne (SLAVE), czujnik ultradźwiękowy wykryje przeszkodę i zwiększy jasność tego konkretnego światła ulicznego. A to również wysyła wiadomości do nadchodzących latarni ulicznych jako pakiety RF. W ten sposób łańcuch lamp ulicznych będzie stale zwiększał swoją jasność. Następnie wróci do normalnego trybu. Ponadto każdą lampą uliczną można sterować indywidualnie z urządzenia nadrzędnego, wysyłając wiadomości do konkretnego urządzenia podrzędnego.
Użyłem baterii litowo-jonowej 3,2 V i sterownika LED w trybie boost, aby zapewnić LED niezbędne napięcie
Slave będzie działać w 3 trybach, które można skonfigurować w oprogramowaniu;
- Tryb „1” Zawsze pełna jasność (dni deszczowe i dni awaryjne)
- Tryb „2” naprzemienna jasność (pory wieczorne - czasy słabego oświetlenia)
- Tryb „3” Pełna kontrola za pomocą ultradźwięków (czasy o północy i niskie zużycie)
Master wyśle wiadomość z określonym adresem. Slave z odpowiednim adresem zaakceptuje tylko wiadomość i podejmie odpowiednie działania.
Do kontroli jasności LED można użyć sterownika LED, takiego jak AN30888A/B. Uzyskałem taki ze starej lampy awaryjnej i poddałem go inżynierii wstecznej.
Krok 5: Kody
Tutaj przedstawiam kody użyte dla Master i Slave, Datasheet dla sterownika LED, którego użyłem.
github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa - tutaj możesz pobrać bibliotekę dla LoRa.