D. PETROVIĆ

1. maj 2024.

Kada se izgovori, LoRa deluje nekako mistično, daleko. Naziv, iako skraćenica, savršeno pristaje uz naziv protokola za prenos podataka na velikim razdaljinama (long range). U zavisnosti od više parametara, kao što su predajna snaga i pojačanje antene, domet može da bude od nekoliko kilometara u urbanim sredinama, do i preko deset kilometara van gradova. Frekventni opseg koji LoRa koristi nije isti za sve države. U Srbiji su zakonski akti i regulativa usklađeni sa Evropskom unijom, te se kod nas koriste frekvencije od 863 do 870 megaherca u nelicenciranom opsegu (ISM). Postoje i druga ograničenja koja se tiču predajne snage antena i dnevnog ciklusa slanja. Ranije smo imali prilike da pišemo o kompletu razvojnih ploča vezanih za ovu temu koje su nam stigle iz Helteca (SK 3/2019, i.sk.rs/15732), pa tu možete da se pobliže informišete. Od istog proizvođača smo upravo dobili nekoliko različitih kompleta, pa ćemo vam ih predstaviti u narednim izdanjima.

Paket otvaramo sa CubeCell HTTC-AB01 razvojnim kompletom od dve ploče, verzije v2.2. Naziv CubeCell odnosi se na modularni dizajn (Cube) i rad u formi zasebnih samostalnih jedinica, odnosno ćelija (Cell). AB01 su male ploče, namenjene za LoRa/LoRaWAN node primenu, gde AB01 mogu da komuniciraju između sebe i čine mnogo veću mrežu, ali samostalno ne mogu da imaju „izlaz u svet”, kao što je to mogla Heltecova pločica o kojoj smo ranije pisali. AB01 je zasnovan na ASR6052, čipsetu iz ASR Microelectronicsa. ASR6502 se sastoji iz PSoC 4000 MCU-a i SX1262, zatim iz LoRa radio-primopredajnika i LoRa modema. PSoC 4000 je ARM Cortex M0+ 32-bitni MCU sa radnim taktom od 48 megaherca. SX1262 iz Semtecha omogućava LoRa i FSK modulaciju, što, opet, dovodi do programabilnog prenosa podataka od 62,5 kilobita u sekundi za prvi i 300 kilobita u sekundi za drugi slučaj. ASR6502 na raspolaganju ima 16 kilobajta SRAM-a i 128 kilobajta fleša. Čip odlikuju i druge karakteristike, kao što je visoka osetljivost (do -148 dBm), imunost na prepreke, jako niska potrošnja struje (3,5 mikroampera u „dubokom snu”), automatsko otkrivanje aktivnosti kanala, ali i mogućnost povezivanja raznih perifernih uređaja preko GPIO (SPI, I2C, dva UART, SWD, ADC, DMA na osam kanala i drugo). Naglašavamo da postoji i modul sa oznakom AM01 koji ima sve ovo što i AB01 razvojna ploča ima pod haubom, a može da se koristi u razrađenim projektima.

Heltec je osnovni hardver pokrio metalnim poklopcem koji u osnovi ima ulogu da smanji negativne posledice mešanja šuma u okolini i drugih smetnji. Sam ASR6502 može da funkcioniše u velikom frekventnom rasponu, ali smo mi dobili primerak koji nam je odgovarao i koji funkcioniše u rasponu od 863 do 928 megaherca. Antena koja se dobija uz AB01 se sa pločicom povezuje preko u.Fl priključka. Zanimljivo, do samog priključka se nalazi RST izvod. Lako se može desiti da GND deo antenskog priključka, ako se kablić zarotira, dodirne ovaj izvod i drži pločicu u stanju reseta, što je nešto na šta treba obratiti pažnju prilikom ugradnje, a što je pomalo nesrećno rešenje inženjera Helteca. Kad smo kod izvoda, tu su dva niza izvoda preko kojih možemo da povežemo, recimo, neki senzor čije će podatke AB01 preneti dalje. GPIO su označeni ciframa i tako ih adresiramo.

Za vezu sa računarom, AB01, uz pomoć USB-C, koristi CP2102 UART most koji se nalazi sa donje strane. Ovo je ujedno i način da se prati UART komunikacija preko serijskog terminala. USB-C koristimo i da napajamo ploču, ali to nije i jedini način. Sa donje strane se nalazi mali SH1.25 priključak baterije, a tu su i strujna kola za njeno punjenje. Ovo nije sve, jer je jedan od izvoda, zapravo, VS, to jest, izvod preko koga možemo dodati i solarni panel, te od AB01 napraviti potpuno samostalan uređaj sa sopstvenom autonomijom. Heltec, pride, u kutiji dostavlja i pripadajući SH1.25 (JST) kablić. Na sredini su dva PTH, jedan (GPIO6) za Vext kontrolu, drugi (GPIO7) za kontrolu baterije, a može da se koristi i kao korisnički taster. Inače, na AB01 postoje dva bočna tastera: ’RST’ i ’USER’ (GPIO7). Razumljivo, taster ’USER’ i ’PTH’ imaju istu ulogu, pa preko ’PTH’ taster može da se izmesti sa ploče. Od lampica, tu je jedna narandžasta koja sija dok se AB01 napaja strujom, bez mogućnosti da se isključi, sem da se odlemi. Tu je i jedna višebojna, koju možemo da koristimo u razne svrhe.

Heltec ploče dodajemo u Arduino IDE tako što u polje URL pod Preferences kucamo: github.com/HelTecAutomation/CubeCell-Arduino/releases/download/V1.5.0/package_CubeCell_index.json, a zatim ih instaliramo. Uz samu podršku za CubeCell dobija se veliki broj biblioteka i primera, ne samo za LoRa, već i za razne Heltecove senzore, kao i senzore drugih proizvođača. Primera ima i previše da bismo ih sve navodili. Ako ne želite da koristite AB01 kroz Arduino okruženje, tu je i AT_Command primer, gde dalje možete da nastavite sa AT komandama, ako baš mrzite sebe ili ako vas mrzi onaj ko vodi projekat.

Uz ploče dolazi, takozvani, pingpong primer koji služi da se proveri komunikacija između dve ploče po LoRa protokolu. Naime, ploče će naizmenično slati jedna drugoj poruke, gde će u pravilnim intervalima jedna primati, a druga slati podatke i obrnuto. U zavisnosti od režima rada (RX ili TX), RGB lampica će trepnuti odgovarajućom bojom. To je odličan primer da ispratimo domet u komunikaciji ovih ploča. Provozali smo jednu CubeCell autom dok je druga ostala ispred kuće. U relativno urbanom okruženju, sa dosta kuća i drveća, u brdskom predelu, ostvarili smo uspešnu komunikaciju na oko 700 metara. Ovo smatramo dobrim rezultatom, tim pre što je primer sa TX (predajnom) snagom od pet dBm. Već je predajna snaga od 20 dBm pokazala znatno bolje rezultate, ali, ipak, ne i deklarisana tri kilometra.

Ovo je još jedan odličan LoRa komplet iz Helteca. Možemo ga nazvati osnovnim, jer oni koje ćemo vam predstaviti u narednom periodu donose veće pogodnosti i funkcije.