สารบัญ:
2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-13 06:58
ฉันพบเครื่องรับส่งสัญญาณ RF1276 เพื่อส่งมอบ
ประสิทธิภาพที่โดดเด่นที่สุดในแง่ของช่วงสัญญาณและคุณภาพ ในเที่ยวบินแรกของฉัน ฉันสามารถไปถึงระยะทาง 56 กม. ที่ระดับสัญญาณ -70dB ด้วยเสาอากาศความยาวคลื่นหนึ่งในสี่ส่วน
ขั้นตอนที่ 1: BOM (รายการวัสดุ)
1.
ARDUINO PRO มินิ
2. โมดูล GPS Ublox NEO-6M
3. BMP-085 เซ็นเซอร์ความดันบรรยากาศ
4. อะแดปเตอร์การ์ด SD
5. ไฟ LED 3 วัตต์
6. แบตเตอรี่ 2x18650 2600mAh 2 ก้อน
7. ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าบั๊ก DC-DC
8. 2x RF1276 Tranceivers จาก appconwireless.com
ขั้นตอนที่ 2: การเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์
- เซ็นเซอร์ BMP085 เชื่อมต่อกับ A4 (SDA) และ A5 (SCL)
- การ์ด SD เชื่อมต่อกับ 10(SS), 11(MISO), 12(MOSI), 13(SCK)
- GPS เชื่อมต่อกับ 6(TX), 7(RX) – ซอฟต์แวร์ serial
- RF1276 เชื่อมต่อกับ TX->RX, RX->TX - ฮาร์ดแวร์ซีเรียล
- จอภาพแรงดันแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับ A0 ผ่านตัวแบ่งแรงดัน
- การควบคุมการเปิด/ปิด LED ทำได้ผ่าน N-FET (IRLZ44N) ซึ่งเชื่อมต่อกับพิน 9 ผ่านตัวต้านทานแบบดึงลง
- Pin 8 เชื่อมต่อกับ RST (สำหรับการรีเซ็ตไมโครคอนโทรลเลอร์ระยะไกล)
- แบตเตอรี่เชื่อมต่อกับบั๊ก DC/DC ที่แปลงแล้ว ซึ่งควบคุมสำหรับเอาต์พุต 5V
ขั้นตอนที่ 3: เสาอากาศ
ฉันพบว่าเสาอากาศไดโพลบน
ปลายสายส่งและสายอากาศแส้ที่ปลายรับให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
ขั้นตอนที่ 4: การกำหนดค่าวิทยุ
หากต้องการไปให้ถึงช่วงสูงสุด เราต้อง
เข้าใจฟิสิกส์พื้นฐานเบื้องหลังการสื่อสารทางวิทยุ
- การเพิ่มแบนด์วิดธ์จะลดความไว (และในทางกลับกัน)
- การเพิ่มเสาอากาศขยายช่วยลดกำลังส่งที่ต้องการ
- สายตาเป็นสิ่งที่จำเป็น
ตามกฎข้างต้น ฉันได้เลือกพารามิเตอร์ต่อไปนี้สำหรับเครื่องมือ RF:
- เอสเอฟ: 2048
- BW: 125kHz
- TX Power: 7 (สูงสุด)
- ความเร็ว UART: 9600bps
การตั้งค่าข้างต้นจะให้เพียง 293bps แต่จะเปิดใช้งาน -135dB รับความไว นั่นหมายความว่าคุณสามารถส่งแพ็กเก็ตขนาดเล็ก (เช่น ละติจูดหรือลองจิจูด) ได้ประมาณ ทุกๆ 2 วินาที หากคุณต้องการควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของคุณจากระยะไกลด้วย คุณต้องปล่อยเวลา 1 วินาทีเพื่อฟังคำสั่งภาคพื้นดิน ดังนั้นข้อมูลสามารถส่งได้ทุกๆ 3 วินาที
ขั้นตอนที่ 5: การกำหนดค่าโมดูล
เฟิร์มแวร์ต้องใช้ทั้งโมดูล GPS
และ RF1276 ที่จะกำหนดค่าสำหรับ 9600bps UART การกำหนดค่า GPS สามารถทำได้ด้วยซอฟต์แวร์ u-blox U-Center
ดู->ข้อความ->UBX->CFG->PRT->Baudrate->9600. แล้ว, ผู้รับ -> การกระทำ -> บันทึกการกำหนดค่า
การกำหนดค่า RF1276 สามารถทำได้ด้วยเครื่องมือ RF1276
ขั้นตอนที่ 6: เฟิร์มแวร์
เฟิร์มแวร์จะ:
- ตรวจสอบความดันบรรยากาศและอุณหภูมิ
- ตรวจสอบแรงดันแบตเตอรี่
- บันทึกค่า GPS ที่หลากหลาย
- บันทึกข้อมูลทั้งหมดลงในการ์ด SD
- ส่งข้อมูลทั้งหมด
เฟิร์มแวร์เปิดใช้งานตัวเลือกการควบคุมระยะไกลดังต่อไปนี้:
- รีเซ็ตโมดูล
- เปิด/ปิดไฟ LED
- อัปเดตตัวนับภายในหลังจากได้รับแพ็กเก็ต ping จากพื้นดิน
ทั้งเครื่องอ่านการ์ด SD และเซ็นเซอร์ความดัน BMP ได้รับการตั้งโปรแกรมไว้สำหรับการทำงานที่ทนต่อข้อผิดพลาด ความล้มเหลวอย่างใดอย่างหนึ่งจะไม่ทำให้โมดูลเสียหาย
ขั้นตอนที่ 7: การตั้งค่าเที่ยวบิน
ฉันได้ต่อน้ำหนักบรรทุกเข้ากับบอลลูนแล้ว
น้ำหนักบรรทุกสูงกว่า 300 กรัมเล็กน้อย บอลลูนหนักกว่า – ประมาณ. 1กก. ฉันเติมฮีเลียมไป 2 ลูกบาศก์เมตรแล้วทำให้ยกฟรี 700 กรัม ฉันพองลมจนระเบิดที่ 1.5 กม. (85% ของปริมาตร)
ขั้นตอนที่ 8: ผลลัพธ์
บอลลูนมีความสูงถึง 4.6 กม. และ
ระยะทาง 56 กม. มันกำลังเดินทางด้วยความเร็ว 40 กม./ชม. ทั่วเมืองใหญ่และได้ลงจอดที่ไหนสักแห่งในป่าพรุ มันระเบิดได้เพียง 4.6 กม. ดังนั้นความต้านทานแรงดึงของมันจึงดีกว่าที่ฉันคาดไว้ 3 เท่าในตอนแรก
ฉันไม่ได้กู้คืนเพย์โหลดเนื่องจากฉันไม่สามารถขับรถและมุ่งเน้นไปที่การตรวจสอบการวัดทางไกลแบบเรียลไทม์เพียงอย่างเดียว
ฉันได้จับแพ็คเก็ตสุดท้ายเมื่อบอลลูนอยู่ที่ประมาณ ความสูง 1 กม. นี่คือเมื่อมันไปไกลเกินขอบฟ้า
ขั้นตอนที่ 9: FLIGHT DATA
ฉันได้รวบรวมพารามิเตอร์เพิ่มเติมมากมาย แต่
สิ่งพิเศษเหล่านั้นคือ GPS เป็นหลัก เส้นทางการบินที่สร้างขึ้นใหม่มีอยู่ในภาพด้านบน และนี่คือข้อมูลเซ็นเซอร์ภายใน
ขั้นตอนที่ 10: บทสรุป
RF1276 โดดเด่นอย่างแน่นอน
ตัวรับส่งสัญญาณ ฉันไม่ได้ทดสอบอะไรที่ดีกว่านี้ บินอยู่เหนือเมืองใหญ่ (สภาพการรบกวนสูง) ในลมแรงที่มีตำแหน่งเสาอากาศไม่เสถียร มันสามารถส่งสัญญาณระดับ -70dB ที่ระยะทาง 56 กม. ซึ่งอยู่เหนือพื้นดิน 1 กม. ดังนั้นจึงเหลืองบประมาณลิงก์ -65dB! (ขีดจำกัดความไวที่กำหนดค่าไว้คือ -135dB) ถ้ามันไม่ได้ไปหลังขอบฟ้า (หรือถ้าฉันอยู่สูงกว่า – เช่นบนเนินเขาหรือหอคอยโทรคมนาคม) ฉันสามารถจับภาพตำแหน่งที่ลงจอดได้ หรืออีกทางหนึ่ง ถ้าบอลลูนไม่แตก ฉันอาจจะไปถึงสองครั้งหรือทวนระยะทางก็ได้!