Svenska ElektronikForumet

Hej, går och funderar på ett kul litet projekt såhär inför sommaren. Vår badbrygga ligger ungefär 400 meter fågelvägen från vårt torp. Torpet ligger på en höjd med gles skog mellan torpet och sjön. Man kan se sjön mellan träden från en viss punkt på gräsmattan och man ser den tydligt om man står på taket på torpet. Jag tänker att det hade varit roligt om man kunde få till en temperatursensor nere vid bryggan som skickar aktuell vattentemp via radiolänk till en liten display uppe i torpet. Det finns ingen el vid bryggan och torpet har endast ett 12V fritidsbatteri med solpanel som används för att ladda telefoner. Jag har läst lite om vilka tekniker som finns och funderar på om man skulle kunna bygga en arduino-node med LoRa sändare nere vid sjön som pratar med en annan Arduino uppe vid torpet. Enheten vid torpet visar temperatur på en e-paper display som uppdateras en gång i timmen. Vad tror ni? Är det görbart? Andra idéer/tekniker? Det är helt ok att montera mottagaren på taket på torpet. Kan eventuellt få upp sändaren vid sjön i en björk några meter upp om man kan ha några meter sladd för givaren i vattnet. Som sagt så är detta ett renodlat hobbyprojekt så det krävs ingen jätteprecision på mätningen eller att det mäts i realtid heller. Så strömsnålt som möjligt vore ju bra även om det är ok att koppla mottagaren till 12V batteriet i stugan. Bifogar två kartbilder på hur det ser ut. Vore kul att höra vad ni tror

Såklart går det.

Jag hade tagit en μC, få är det enkelt att koppla in radio och sensor.
Men viktigast är att man kan stänga ner radion mellan sändningar och det sparar mycket energi.

Om man låter sensor-ändan sända varje 60 sek. kan man låta mottagaren pausa 59 sek. från förra mottagning till nästa mottagning i kanske 5 sek. eller till mottagningen är gjort.

Detta sätt sparar mycket energi.

Jag har spånat på något liknande. Men var inne på en telefonlösning då avstånden är större. Men det har inte blivit något av än.

Kolla in MySensors https://mysensors.org

Trevligt med svar Jag skulle kanske inte använt uttrycket "Arduino" så slarvigt. Det var såklart en μC jag menade, det är bara det att jag är väldigt mycket nybörjare och har hittills bara erfarenhet av μC som sitter på ett Arduino-kort som jag programmerat med Arduino IDE vilket jag funnit ett bra sätt att börja lära mig på. Jag förstår att det inte krävs just Arduino för att göra detta projektet. Väldigt nyttig information angående att stänga ner radion mellan sändningar! Tack för det

Jag har kikat en hel del på mysensors för andra projekt och gillar det väldigt mycket. Däremot undrar jag om det är lite overkill i detta projektet eftersom det endast kommer vara punkt-till-punkt kommunikation med en display i mottagaränden?

Jag kikar lite på de här modulerna, kan det vara något tror ni? https://a.aliexpress.com/_mtp3sWt

LoRa är ett bra val. Passar för korta statusmeddelanden och modulen har flera programmerabara möjligheter att köras strömsnålt men ändå med god räckvidd.
Modulen kan vara lite krävande att få igång om man inte läser på ordentligt. Ett relativt knepigt radio-system om man är nybörjare.
Länkade versionen har helt fel antenn på bilden. För bra räckvidd, använd halvågsantenn. 17 cm uppskalad koaxialkabel är långt bättre än den antennen man visade på bild.

Enklast för nybörjare vana med Arduino är nog i mitt tycke ESP8266. Den kan arbeta självständigt. https://www.aliexpress.com/item/1005002377643161.html
Länkade PCBt har uttag för yttre antenn och vid fri sikt är inte 500 meter några problem om man använder bra antenn. Man behöver en motsvarande enhet i bägge ändar eller någon form av WiFI-server för att ta emot data.
ESP8266 är svår att göra riktigt strömsnål även om det går köra den en sommar på en 18650-cell. Dess lågenergi-moder är lite knepiga att konfigurera och yttre styrning för tillslag är mer enkelt att göra riktigt strömsnålt typ en cmos-räknare och en sr-vippa. Räknaren triggar vippan med lämpliga tidsintervall. Vippan slår på spänningen till ESP8266 som i sin tur via en ut-pinne stänger av sej självt genom att trigga vippan till off-state så fort dataöverföringen är bekräftad.
Det finns hela väderstationer baserat på ESP8266 som drivs via solcell och laddbart batteri men det kräver att solen visar sej ibland åtminstone.

Ett enklare alternativ är en vanlig trådlös utomhustermometer: https://www.aliexpress.com/item/32712700748.html
Öppna upp och anslut yttre antenn och en dränkbar temperatursensor. Med bättre antenn även i basenheten och det bör täcka 500m. Normalt vid fri sikt brukar dessa enheter klara ca 100 meter med de inbyggda antennerna.
Jag har en liknande utomhus-sensor och inbyggda batteriet räcker ett halvår med temperatur-uppdatering en gång per minut. Med tanke på batterikostnaden relativt kostnader för solceller och något laddbart finns ingen anledning att göra sej besvär med något annat än standard batteri om man inte är ute efter att göra mer av projektet för dess egen skull.

Variant: https://www.aliexpress.com/item/33010082228.html
För att få räckvidd på denna så måste antennen bytas. Det kanske går göra genomföring som blir tillräckligt vattentätt och löda dit en förlängd antenn typ styv stål eller koppartråd.

Radiomoduler kan skifta rätt mycket i kvalitet, känslighet på mottagaren och uteffekt och jag har ingen egen erfarenhet av ovan termometermodulers kvalitet.
I synnerhet den sista flytande modulen kan antennen för impedansmässigt korrigerad med matchningsnät som man evt måste hoppa över om man ansluter en annan större antenn. För den flytande modulen ska en monopol-antenn ha en längds på 18 cm. Det är inte kritiska mått..
För utomhustermometern är det en dipol man vill ersätta inbyggda antennen med. Jag hade nog lött en en halvmeter koaxkabel mellan jord och antenn-utgång. Har man otur finns ingen DC-avkoppling på antennutgången, men normalt finns det i form av en seriekondensator för att inte kortsluta om det ligger DC-spänning på antenn-utgången. Alternativt stoppar man dit en egen kondensator ~100pF.
Dipolen är 2x18 cm men i värsta fall kan man nöja sej med att skala upp koaxialkabeln med centerledaren pekandes vinkelrätt mot kablen åt ett håll och uppskalade skärmen pekandes åt andra hållet. Spika upp på träribba eller fuktsäkra i ett tunt plaströr. Vita installationsrör för el fungerar bra att bygga in tråd-antenner i.
Orientera både mottagaren och sändarens antenn i samma riktning och med optisk sikt emellan för bästa räckvidd.

Fukt och kondens kan vara ett problem nära sjön. Kan ge korrosion på kablar och PCB. Plastlåda med bottenventilation och ge kretskort och koaxkabel-ändar en dust med en tunn olja så bör det klara sej ett par säsonger.

Radio Telemetry for a Model Rocket
https://www.instructables.com/Radio-Tel ... el-Rocket/

Ursäkta min sena återkoppling! Tack för era svar, mycket intressant. Jag förstår att LoRa är komplicerat för en nybörjare som jag men jag tänker nog ändå göra ett försök Har hittat det här biblioteket som används i en del projekt och verkar väldokumenterat. Det stödjer SX1278 kretsen som sitter i den modulen jag länkade till tidigare.

https://www.airspayce.com/mikem/arduino/RadioHead/

Tack för den fina informationen om antenner. Intressant! Jag har läst på litegrann och har några frågor för att se om jag fattat det hela rätt. Antennen i modulen jag länkar till verkar vara en 2.4gHz antenn och inte anpassad för 433mHz, stämmer det?

Du nämner också en halvvågsantenn och en längd på ca 17 cm. Jag kan absolut inget om antenner, men vad jag kunde läsa mig till så borde en halvvågsantenn för 433mHz vara ca 34 cm? 17 cm är en 1/4 vågsantenn, stämmer det?

Jag tror jag kommer beställa ett par SX1278 moduler och labba lite med. Börja med att skicka lite data mellan 2 Arduino-kort typ. Tror ni jag kan få till en setup som är tillräckligt strömsnål för att hålla 1 år på batterier och visa temp på en e-paper display i mottagaränden? (Måste inte vara en e-paper display men jag har förstått att det är ett strömsnålt alternativ och dessutom ser de coola ut tycker jag )

17 cm uppskalad koaxialkabel blir en ungefär halvvågsantenn. 17 cm centerledare och 17 cm skärm som pekar åt motsatt håll och summan blir 34 cm total längd.

17 cm kvartsvågs-antenn är något som inte finns!
Det är mer en beskrivning av vad man tycker sej se. En kabel som reser sej en kvarts våg över ett stort jordplan får sin spegelbild i jordplanet så den effektiva längden blir en halvvåg. Strömsnålheten kan du kalkylera. Om det räcker ett år beror helt på hur stort batteri du har, hur lång tid du behöver för att kommunicera och säkerställa att resultatet är överfört och hur snabbt du kan initiera sändning och åter stänga av allt som inte behövs.
Aktiverar du arduinon och LoRa med extern cmos-räknare och överför värden en gång i timmen, enbart dagtid och enbart när det finns en förändring i temperatur att rapporter för mindre redundans, så kan du med bra planering klara långa tider även på litet batteri, men det är ju bara att mäta strömmen och räkna på strömförbrukningen och jämför batteriets kapacitet. Arduinon har alternativt olika standby-moder. Hur krångligt man vill göra det är valfritt. Jag hade nog satsat på solcell som stöd till laddbart batteri. och kanske byggt in hela elektroniken i en kasserad trädgårdslykta.
Ska du få riktigt låg förbrukning så är en enkel ASK-sändare mer effektiv på detta avståndet. Det finns särskilda lågenergi-sändare för sådant, som man kan sätta ute på åkrar för att hålla koll på både jord och lufttemperatur och tack vara smalbandig sändning når man oftast 6-7 km över någorlunda öppen terräng.

Mycket intressant. Då förstår jag bättre, det är alltså en dipol-antenn du menar att man ska använda på samma sätt som du beskrev för väderstationen. Man fläker alltså ut koaxen till ett T helt enkelt? 17 cm centerledare åt ena hållet och 17 cm jordfläta åt andra hållet. Skulle man teoretiskt sett kunna ha några meter koaxialkabel mellan radiomodul och T-biten eller blir det helt knasigt? Alltså i ett fall där själva dipol-antennen sitter på taket och modulen inne i stugan.

Stort tack för hjälpen förresten!

Dipolen är en enkel grundantenn som är lätt att få hyggliga prestanda med tumstock som enda mätinstrument.
Det går bra att ha några meter kabel om kabelkvaliteten inte är allt för dålig. Vid 433 MHz är kabelförluster mycket mindre än vid 2.4GHz.
Det man får se upp med är ej RF-mässiga kabelskarvar och koaxskärm åtkomlig för fukt och regn. Fukt som kryper in i skärmen under kabelhöljet dämpar signalen kraftigt.
Man kan ta begagnad magnetfots-antenn eller gammal bilantenn och klippa ned till lagom längd och sätta antennen på en bit takplåt.
Dessa antenner är rundstrålande, särskilt när de är fritt placerade. För bästa räckvidd brukar man rikta om en del av det rundstrålande med olika arrangemang så att ddet blir strålning som ett smalt fjärrljus på bil.
Det ger betydligt bättre räckvidd men i de flesta fall , om det är fritt ska du klara 400 meter med rundstrålande antenner.

Att bygga för 433 MHz och inte ha någon spektrum-analysator för felsökning och optimering är som att bygga en batteri-laddare och inte ha någon multimeter. Ett sådant instrument kostar sällan under 10k om det ska vara något att ha.
Denna ger dej en spektrumanalysator för 100kr som använder din dator samt följer det med en magnetfotsantenn som du kan använda för 433 MHz: https://www.aliexpress.com/item/32803694974.html
Med en sådan kan du både se och lyssna på all möjlig radio-trafik med hjälp av olika fria programvaror. Detta är en av de vanligare programmen: https://airspy.com/download
Det är lätt att med sådan programvara jämföra om signalen blir bättre med olika antenn-placeringar men framförallt, kolla om signalen inte finns, om den finns där den inte borde, kanske stör flygradio och man kan rätt lätt felsöka vad det beror på.
Med andra programvaror kan man ta reda på så att man kan läsa av protokollet för termometrar med arduinon även för helt okända protokoll och fjärrstyrda strömbrytare. Alltid kul att hjälpa grannen att släcka och tända lyset och ringa på dörr klockan.

Jag har byggt ett gäng LoRa-noder med RFM95 LoRa-moduler (868 MHz), Arduino Pro Mini-kort (8 MHz, 3.3 V) och de här batterierna: https://eu.nkon.nl/rechargeable/li-ion/ ... fepo4.html

LiFePo4 har lämplig spänning för att köra allt direkt från batteriet utan regulator. Löder man bort power-LED från Arduinon och sätter den i deep sleep mellan sändningarna räcker batteriet åtminstone ett år om man sänder var 5:e minut och har en strömsnål tempsensor. Jag har använt RadioHead-biblioteket, det fungerar väldigt bra för kommunikation point-to-point. Har använt bara en liten kabelstump med 1/4 våglängd, får helt okej räckvidd på över en kilometer.

lite fulspåning

om det går att se, och båda ställena är fasta

en ir laser och mottagare med bra lins, så kan man skicka det optiskt

E Kafeman stort tack för att du förklarar och tipsar så bra. Verkligen uppskattat. Förstår att det inte är lätt att labba med sånt här utan en spektrum-analysator. Kanske får beställa hem en såndär sticka du länkade till Bra info om hur fukt påverkar signalen också, det måste jag definitivt ta i beaktande. Tack!

EBD Vad härligt med någon som gjort något liknande! Nu känns det genast mer motiverande att sätta igång och labba lite. Ska kika lite på datablad för RFM95 modulen också, vet inte riktigt hur den skiljer sig från den jag kikat på. Jättebra tips med batteriet där också, kan ju sätta en liten laddkrets med USB-port på mottagardelen som sitter inomhus. Då kan jag bara plugga in den till 12V batteriet och ladda upp den när det behövs. Ska nog inte ha någon laddningsport på sändaren eftersom den kommer sitta utsatt. Bättre att plocka ner den varje höst och sen sätta upp den igen på våren tror jag. Det är inte så att du har lite bilder på ditt projekt så man får se hur dina noder ser ut och är monterade? Skulle vara mycket intressant

grym Fulspåning är helt OK

Om man nu inte använder en spektrumanalysator och ska testa sig fram med placering av antenner och montering och liknande, skulle man på något sätt programmera in ett "setup" läge på sändare och mottagare som aktiveras med tryckknapp? Kanske att setup-läget gör att noden sänder konstant under säg 1 timme och en LED på mottagaren indikerar att den tar emot data. Jag tänker att man då skulle kunna använda det läget när man monterat noden och sen ska pröva sig fram med rätt placering på taket på stugan. Bara en idé som dök upp.

Det enklaste är att läsa av hur bra signal radio-mottagaren tar emot, kallas ofta RSSI och är normalt avläsbart via Arduinon.
RSSI-värder är ett negativt värde, typiskt mellan -30 och -150 dBm där -30 är bäst. För Lora Kan man även avläsa SNR och eventuellt BER.
Det går att räkna ut, beroende på hur du ställt in parametrarna för LoRa hur pass bra signal som är minsta krävda.
När det gäller skog så bör man ha en hygglig marginal, då mycket signal dämpas av regn och snö i skog.
RSSI-värdet avläser man på mottagaren.
För att se signalen kontinuerligt sätts sändaren i CW-mode. Det innebär att den sänder en enda omodulerad bärvåg kontinuerligt.
LoRa-modulerna stödjer CW-mode men det är inte säkert att ditt programbibliotek stödjer det, utan du får skicka lämpliga värden till portarna genom egen programmering.
Sök på CW-mode för din radio-moduls dokumentation från fabrikanten.
Eventuellt kan det gälla samma sak med RSSI, att du måste programmera direkt mot radion om det inte finns som funktion i ditt bibliotek, men det är relativt enkelt. Mesta jobbet brukar vara att hitta rätt dokumentation till vilka portar man ska skriva och var man ska läsa returnerade värdet.
Är inte 100-lappen långt över budgeten bör du skaffa en simpel spektrumanalysator. Det är så pass användbart verktyg för nästan allt man vill göra med en radio. Man kan lätt kolla på ett helt annat sätt hur bra olika antenner och antenn-placeringar fungerar och det är inte bara egen signal man kollar på för att t.ex. mäta varje del parameter för länkbudget utan nog så intressant är att kolla om det finns något som stör eller om det är allmänt lägre brus på en viss kanal mm. Jag har flera rackmonterade spektrumanalysatorer som kostar uppåt 50.000kr och väger 25 kg stycket. När jag ska åka till kund för att kolla på dennes frekvens-spektrum tar jag en av mina USB-stickor i fickan och en enkel portföljdator. Kan sedan hos kunden på någon minut läsa av och spara alla signaler till en Wav-fil för att senare hemma jobba vidare med.

Lite enkelt hur man beräknar länkbudget, dvs hur långt man når, för LoRa: https://www.programmersought.com/article/29776560357/