LoRa w praktyce (2)

LoRa w praktyce (2)
Pobierz PDF Download icon

W drugiej części artykułu przedstawiamy wyniki pomiaru zasięgu modemów LoRa pracujących w różnych konfiguracjach, w różnych warunkach terenowych. Praktyka pokazała, że przekroczenie odległości 8 km jest realne w paśmie ISM.

Najważniejszą cechą modemów LoRa jest z pewnością zasięg, dlatego w tym rozdziale zostaną przedstawione wyniki testów przeprowadzonych na dwóch zestawach B-072Z-LRWAN1. Wyniki należy traktować poglądowo, z uwagi na to, że zasięg jest uzależniony od wielu czynników zewnętrznych, z których najważniejszymi są: konfiguracja modemu, wysokość zamocowania anten, typ anten, rodzaj i ukształtowanie terenu, warunki atmosferyczne.

Testy zostały przeprowadzone dla dwóch konfiguracji przedstawionych w tabeli 2. Pierwsza z nich zapewnia największy zasięg kosztem przepustowości łącza. W drugim przypadku jest odwrotnie – większa przepustowość kosztem zmniejszonego zasięgu. Komentarza wymaga ustawienie zmiany częstotliwości modulującej na 125 kHz. Mimo że dokumentacja modemu wskazuje na najmniejszą możliwą wartość 7,8 kHz, to dostarczona przez ST biblioteka nie pozwala na ustawienie wartości mniejszej niż 125 kHz.

Jako miejsce do przeprowadzenia testów wybrane zostały następujące obszary różniące się gęstością zabudowy: warszawska Białołęka, Zalew Zegrzyński, Stare Miasto w Warszawie. We wszystkich wypadkach moduły znajdowały się ok. 1 m nad ziemią. Wyniki pomiarów zebrano w tabeli 3, natomiast na rysunkach 8, 9 i 10 pokazano mapy z zaznaczonymi odległościami i punktami, w których znajdowały się moduły. Na ich podstawie można ocenić, jakie przeszkody znajdowały się na drodze sygnału radiowego.

Zgodnie z oczekiwaniami, największy zasięg można otrzymać na otwartym terenie z niewielką liczbą przeszkód stojących na drodze sygnału i jest on tym mniejszy, im więcej przeszkód znajduje się pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. Wyniki można poprawić, umieszczając wyżej anteny lub zmniejszając pasmo modulacji (konieczne jest użycie innej biblioteki do obsługi modemu SX1276 lub napisanie własnego sterownika).

Drugim istotnym czynnikiem wpływającym na możliwość użycia modemów LoRa w sieciach czujników jest z pewnością pobór prądu, który bezpośrednio wpływa na czas życia na baterii. Zależy on od konfiguracji modemu i jest różny dla stanów uśpienia, odbioru i transmisji danych. Wartości podane w specyfikacji modemu SX1276 zostały przedstawione w tabeli 4.

Dla konfiguracji użytych w teście wartości zmierzone dla odbioru i transmisji wynoszą odpowiednio ok. 11 mA i 32 mA. Należy pamiętać, że jest to wyłącznie prąd pobierany przez sam modem LoRa. Aby oszacować czas życia na baterii, należy doliczyć jeszcze prąd pobierany przez mikrokontroler STM32L072CZ i inne elementy znajdujące się na płytce.

Podsumowanie

Modemy LoRa są dostępne na rynku od niedawna, jednak dzięki możliwości uzyskania dużego zasięgu podczas transmisji danych przy stosunkowo niewielkim poborze prądu zyskują coraz więcej zwolenników. Są one dobrym rozwiązaniem dla rozległych sieci czujników, w których węzły powinny działać nieprzerwanie przez wiele dni, dostarczając danych pomiarowych. Przy ich planowaniu należy jednak pamiętać o czynnikach mogących ograniczyć zasięg, dobierając odpowiednią konfigurację modemów, która będzie miała wpływ na przepustowość sieci.

Krzysztof Chojnowski

 

Artykuł ukazał się w
Listopad 2017
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik maj 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio czerwiec 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje maj 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna maj 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich maj 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów