Situatie
În medii rurale sau pe câmp, Wi-Fi-ul nu are o rază de acțiune destul de mare, iar rețelele mobile (GSM) consumă prea multă baterie și necesită abonamente scumpe. Soluția profesională este LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), o tehnologie radio gratuită care poate trimite date de la senzori pe o distanță de până la 10–15 km cu o singură baterie care durează ani de zile.
Solutie
Componente Hardware:
- Nodul de Senzor (Emițătorul): O placă de dezvoltare LilyGO T-Beam ESP32 LoRa sau Heltec Cubecell (consum extrem de mic).
- Senzorul de Apă: Senzor ultrasonic impermeabil (ex: A02YYUW sau JSN-SR04T). Măsoară distanța până la apă fără să o atingă.
- Senzorul de Stup: Celulă de sarcină de 50-100 kg (Load Cell) + amplificator HX711.
- Gateway (Receptorul): Un Gateway LoRaWAN (ex: The Things Network Gateway sau un router compatibil). Notă: Dacă ești aproape de un oraș sau o zonă acoperită, poți folosi gratuit rețeaua publică comunitară globală The Things Network (TTN) fără să cumperi propriul gateway.
Pasul 1: Conectarea senzorilor la Placa LoRa
Alegem exemplul cu rezervorul de apă (senzor ultrasonic):
- Senzorul impermeabil JSN-SR04T are 4 pini:
VCC(5V),GND,TRIG(sau TX) șiECHO(sau RX). - Conectează
VCCla pinul de 5V (sau un pin controlat de tranzistor pentru a opri alimentarea când placa doarme), iarGNDla GND. - Conectează pinii de date
TRIGșiECHOla doi pini digitali ai plăcii (ex:GPIO 13șiGPIO 12).
Pasul 2: Înregistrarea pe The Things Network (TTN)
TTN este o infrastructură cloud gratuită care preia datele tale radio LoRa și le transformă în date lizibile pentru internet.
- Intră pe site-ul The Things Network și creează un cont gratuit.
- Mergi în Console -> Applications și creează o aplicație nouă.
- Adaugă un dispozitiv nou (Register device). Sistemul îți va genera trei chei unice securizate:
AppEUI,DevEUIșiAppKey. Aceste chei le vei introduce în codul plăcuței tale pentru ca nimeni altcineva să nu îți poată citi datele.
Pasul 3: Logica Scriptului și Transmisia Radio
Pentru ca senzorul din câmp să funcționeze 1-2 ani pe o singură baterie 18650, placa trebuie să stea 99% din timp oprită într-o stare numită Deep Sleep.
Logica rulării în buclă pe placă:
- Trezire: Placa pornește din modul de somn adânc.
- Măsurare: Trimite un impuls prin pinul
TRIG, citește ecoul de peECHOși calculează distanța (în centimetri) până la luciul apei. - Criptare și Trimitere: Împachetează valoarea în bytes mici (pentru a economisi lățimea de bandă radio) și o trimite prin frecvența LoRa (868 MHz în Europa).
- Somn: Placa intră în Deep Sleep pentru următoarele 30 sau 60 de minute.
cpp
// Pseudocod pentru logica de economisire
void setup() {
int distanta CM = citesteSenzorUltrasonic();
byte pachet[2];
pachet[0] = (distantaCM >> 8) & 0xFF;
pachet[1] = distantaCM & 0xFF;
TrimiteLoRaWAN(pachet); // Trimite datele către rețeaua TTN
ESP.deepSleep(1800e6); // Doarme 30 de minute (valoare în microsecunde)
}Pasul 4: Vizualizarea datelor pe telefon
Odată ce datele ajung în consola TTN, le poți trimite automat către un serviciu gratuit de monitorizare vizuală, cum ar fi Datacake sau Ubidots, printr-o integrare simplă (Webhooks) din câteva clicuri în interfața web.
- În Datacake, adaugi un dispozitiv LoRaWAN și selectezi TTN ca sursă.
- Creezi un grafic (Dashboard) de tip “Widget Rezervor” sau “Indicator digital”.
- Instalezi aplicația Datacake pe telefon și vezi în timp real nivelul apei sau greutatea stupului, de oriunde din lume.
Pasul 5: Sfaturi practice
- Protecția senzorului de apă: Montează senzorul ultrasonic exact în mijlocul capacului rezervorului, orientat perfect perpendicular în jos. Dacă rezervorul are pereți ondulați, ai grijă ca unda ultrasonică (care se propagă în formă de con) să nu lovească marginile rezervorului în loc de apă.
- Antena: Performanța LoRa depinde 90% de antenă. Nu folosi antenele mici din plastic incluse în pachetele ieftine. Cumpără o antenă externă acordată exact pe frecvența de 868 MHz și monteaz-o cât mai sus pe un stâlp, deasupra nivelului vegetației.
Leave A Comment?