D. PETROVIĆ

1. jul 2024.

U prethodnih par brojeva pisali smo o LoRa (long range) razvojnim pločicama koje smo dobili od firme Heltec. Kao zaključak, naveli smo da obe pločice mogu da se koriste kao čvorišta koja bi pokrila veću površinu, te prikupljala podatke i slala ih dalje, ali i izvršavala određene zadatke. Recimo, imamo više plastenika, a ne bismo želeli da stalno obilazimo zasade. Postavili smo više LoRa uređaja koji podatke očitavaju i šalju dalje, ali kako da mi te podatke pratimo od kuće, a da ne dolazimo čak ni u toj meri bez potrebe? Potreban nam je neki mrežni prolaz koji bi te podatke obradio i poslao na server. Potencijalno rešenje je da uzmemo neki od Heltec LoRa uređaja o kojima smo pisali, te da ih povežemo sa nekim Espressifovim mikrokontrolerom koji bi podatke poslao serveru. Ili da uzmemo gotovo rešenje koje nam nudi isti proizvođač?

Pločica iz naslova pod jednom haubom objedinjuje osnovni LoRa uređaj AB01 (SK 5/2024, i.sk.rs/33279) sa Espressifovim mikrokontrolerom čija je namena baš to - da podatke prikupljene od više LoRa čvorova obradi, te da ih pošalje serveru. Interna oznaka pločice je HTIT-WSL-V3, dok je komercijalna Bežični štapić, zato što pločica ima duguljast dizajn. Osnovna elektronika pločice prekrivena je metalnom haubom, ali, srećom, tu je šema, pa možemo da vidimo šta je sve Heltec spakovao na pločicu.

Za promenu, krenućemo od Espressifa. ESP32-S3 MCU-i sve su prisutniji u gotovim rešenjima, pa i ne čudi što je to i Heltecov izbor. Konkretno, ovde je ESP32-S3FN8, što je dvojezgarni mikrokontroler sa 32-bitnim jezgrom Xtensa LX7. ESP32 kuca na 240 megaherca, a, prema tehničkoj dokumentaciji, na raspolaganju bi trebalo da ima osam megabajta SPI fleša (Heltec ništa ne kaže o memoriji). Ono što je bitno jeste to da je Heltec poradio na dizajnu bežičnog prenosa podataka, te ovde imamo 3D antenu, uz opcioni IPEX priključak. Jasno je da bi veza Štapića sa ruterom ili pristupnom tačkom trebalo da bude dobra. Espressif, pored Wi-Fi, nudi i Bluetooth 5, što otvara dodatne mogućnosti. Na kraju, tu je veliki broj izvoda, u dva niza, te i Štapić može dodatno da prikupi podatke ili da izvrši određene zadatke. O ESP32-S3 smo davno pisali (SK 06/2022, i.sk.rs/31175), te nećemo to da ponavljamo.

LoRa komunikacija je poverena SX1262, baš kao i na prethodno opisanim Heltec pločicama. Sve što smo rekli za SX1262 važi i ovde, s tim što je IPEX (ili u.Fl; kako god, razlika je u nazivu brenda) priključak suprotno od Wi-Fi. IPEX priključci nisu obeleženi, što je propust, iako su logično postavljeni. Iako je malo drugačijih dimenzija u odnosu na ove prethodne, pločica je zadržala punu funkcionalnost. Tu mislimo na dva bočna tastera sa istim ulogama (Reset i User), zatim, dve lampice (LED i CHRG). CHRG je tu, jer i ova pločica podržava rad na baterije, ali ne i na solarne ploče. Razlog je jasan: Wi-Fi „vuče” više struje, plus LoRa čip bi trebalo da bude aktivniji da bi „čuo” sve čvorove. Sa druge strane, ako nema struje za ovaj Štapić, vrlo je verovatno neće biti ni za ruter, te od slanja podataka serveru svakako neće biti ništa. Ovo ne znači da Štapić ne može da se pošalje na spavanje. U dubokom snu, potrošnja bi trebalo da bude manja od 800 mikroampera. Dok smo kod struje, pločica može da se napaja preko USB-C priključka, ali i preko Ve izvoda na pločici. Espressif ima mogućnost upravljanja izvorom napajanja, kao i praćenja nivoa napunjenosti baterije. Za vezu sa računarom, kao UART most tu je CP2102.

Ove pločice nemaju mnogo dodirnih tačaka sa AB01 i AB02, jer ne koriste isti mikrokontroler. Podrška za Heltec ESP32 pločice dolazi iz samog ESP32 paketa za Arduino. Ono što nedostaje jesu prateće biblioteke za LoRa i LoRaWAN, što se lako postiže kroz Library Manager, ukucavanjem ključne reči „Heltec”. Uz biblioteku se dobija više primera, uz podršku za SD kartice, GPS, senzore, ekrane, pomenuti LoRa i LoRaWAN i, na kraju, fabrički test primer. Fabrički primer je usaglašen sa fabričkim primerima koji dolaze sa ostalim Heltec LoRa pločicama i mogu da se sprovedu osnovni testovi prijema i predaje paketa podataka. Nas, naravno, interesuje šta se dobija u LoRaWAN grupi primera. Od deset primera, tu su uplink, downlink, zatim, GPS, interrupt i drugi.

Osnovni LoRaWAN primer nudi upotrebu dva načina povezivanja sa TTN (the things network). Prvi je OTAA (over-the-air activation), a drugi je ABP (activation by personalization). Za oba načina primer nudi odgovarajuće opcije, s tim što je prethodno potrebno uneti odgovarajuće ključeve i postaviti adrese. Način povezivanja se aktivira overTheAirActivation Bulovim podatkom, a OTAA je predodređen i pouzdaniji je.

Prilikom naših testova, sa Heltecom nismo imali problema. Što se tiče LoRa dometa, sve što smo ranije rekli za AB01 i AB02 važi i ovde. Stvar je u jačini predajne snage antene, kao i u pojačanju same antene. Ona koja se dobija uz pločicu uvek može da se zameni za neku sa većim pojačanjem. Cena Štapića je vrlo povoljna, što ovu pločicu čini logičnim izborom za stvaranje mrežnog prolaza vašeg LoRa sistema. Heltec je sa cenom napravio odličan kompromis, te se bukvalno ne isplati praviti sopstveni dizajn ploče, iako je šema ove pločice dostupna.