მიმღებ-გადამცემები, სქემების გარჩევა, კონსტრუირება, აწყობა

ZAZAi

თავისთავად... უბრალოდ ყველა დაინტერესებული იუზერისთვის დავამატე რომ ეგ დევაისები მაგდენი არ ღირს და აქვთ ალტერნატივა რეალური ფასებით.

დავწერ ბარემ ცოტას LoRa - ს შესახებ რას წარმოადგენს ტექნიკურად.

LoRa (Long Range) არის უსადენო კომუნიკაციის ტექნოლოგია, რომელიც შექმნილია სპეციალურად მონაცემების გადაცემისთვის დიდი მანძილზე და ძალიან დაბალი ენერგიის მოხმარებით. მისი მთავარი უპირატესობაა, რომ პატარა მოწყობილობებს (მაგალითად სხვადასხვა სენსორებს) შეუძლიათ მონაცემების გაგზავნა რამდენიმე კილომეტრზე, ხშირად ბატარეის გამოცვლის გარეშე დიდი დროის განმავლობაში.

LoRa მოდული შეიცავს სპეციალურ ჩიპს ტრანსივერით რომელიც იმართება სტანდარტული პროტოკოლებით UART, SPI ან I2C.

მთავარი ტექნიკური გადაწყვეტა რაც LoRa - ს განასხვავებს სხვა ტექნოლოგიებისგან ეს არის Chirp Spread Spectrum (CSS) მოდულაცია, რომელიც მუშაობს შემდეგნაირად:

1. გვაქვს მზიდი სიხსშირე (Carrier Frequency) 433 MHz, 868 MHz ან 915 MHz (არსებობს მოდულები სხვადასხვა დიაპაზონებით, ზუსტ მნიშვნელობას თვითონ ვაყენებთ)

2. გვაქვს დიაპაზონის სიგანე (bandwidth) 125 kHz, 250 kHz ან 500 kHz (ზოგ მოდულს მხოლოდ ერთი ფიქსირებული სიგანე აქვს, ზოგიერთ მათგანზე შეგვიძლია ორი ან სამი სტანდარტული სიდიდიდან ავირჩიოთ)

3. დიაპაზონის სიგანე ვრცელდება ცენტრალური სიხშირის ორივე მხარეს, მაგალითად, 900 MHz ± 62.5 kHz (125 kHz დიაპაზონი).

4. მზიდი სიხშირე წრფივად და ფიქსირებულ დროში "სრიალებს" (sweeping) bandwidth - ის მთელ სიგანეზე, ანუ მუდმივად იზრდება და მცირდება ცენტრალური სიხშირის გარშემო.

5. მოდულატორი გადასაცემ ციფრულ მონაცემებს გარკვეულ "პაკეტებად" (რომლებსაც "სიმბოლოები" ეწოდება. "პაკეტი" აქ მარტივი წარმოდგენისთვის დავწერე) ყოფს. თითოეულ ასეთ "პაკეტში" შეიძლება შედიოდეს 7-დან 12 ბიტამდე (არჩევითია და ამ პარამეტრს თვითონ ვაყენებთ სპეციალურ რეგისტრ Spreading Factor - ში 7-დან 12-მდე რიცხვის ჩაწერით).

6. ყოველი ასეთი "პაკეტი" წარმოადგენს გარკვეულ ორობით ციფრს რომელსაც შეესაბამება თავისი ათობითი მნიშვნელობა, მაგალითად თუ 7 ბიტიან "პაკეტში" გვაქვს 1101010 (ათობითში 106) მოდულატორი ამ ციფრის შესაბამის უნიკალურ მონაკვეთს "ამოჭრის" მზიდი სიხშირიდან და ანტენაში გაუშვებს. ამ მონაკვეთს ეწოდება ჩირპი. შეგახსენებთ რომ მზიდი სიხშირე მუდმივად ზემოთ-ქვემოთ სვიპინგის რეჟიმშია მთელი დიაპაზონის სიგანეზე, ანუ მუდმივად ზრდის ან შემცირების პროცესშია და რომელი მონაკვეთიც არ უნდა "ამოჭრა" აქედან, ყოველი მათგანი იქნება უნიკალური რადგან ყოველ მათგანს ექნება სხვადასხვა საწყისი და სასრული სიხშირე. შემდეგში მიმღები ახდენს ჩირპების დეკოდირებას და ისევ შესაბამის ორობით ციფრებად გარდაქმნის.

ციფრული ინფორმაციის გადაცემისას ასეთი მოდულაცია იძლევა ორმაგ მოგებას:
1) ჩირპები ვრცელდება დიაპაზონის მთელ სიგანეზე (125 kHz, 250 kHz ან 500 kHz), შესაბამისად ხმაურებისგან მაქსიმალურად დაცულია, თუმცა ლორა საკმაოდ დაბალ სიმძლავრეებზე მუშაობს და რაც უფრო გავზრდით სიგანეს, მით ნკლებად კონცენტრირებული გახდება სიგნალი, შესაბამისად ხმაურებს მეტი შანსი აქვთ მისი გადაფარვის... ამავე დროს რაც მეტია სიგანე, მით მეტია მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე... ასევე Spreading Factor რეგისტრი მაღალი მნიშვნელობის შემთხვევაში ზრდის გადაცემის მანძილს, მაგრამ ამცირებს მონაცემთა გადაცემის სიჩქარეს, შესაბამისად, კონფიგურაციის შერჩევისას საჭიროა ბალანსი კონკრეტული აპლიკაციის მოთხოვნების მიხედვით..

2) იმის გამო რომ სიგნალი დიაპაზონის მთელ სიგანეზე ვრცელდება, მიმღებისთვის გაცილებით ადვილია მისი "დანახვა" ვიდრე ვიწროდიაპაზონიანი სიგნალის შემთხვევაში იქნებოდა... დაახლოებით რომ წარმოვიდგინოთ: თუ შორიდან ლაზერს განათებენ შეიძლება ვერც შეამჩნიო სანამ თვალებში არ მოგხვდება სინათლე, მაგრამ თუ ფართოსხივიან პროჟქტორს მოგანათებენ, ძალიან ადვილად შეამჩნევ თუნდაც ეს პროჟექტორი არ იყოს მაინც და მაინც ძლიერი.

პ.ს. იმისათვის, რომ LoRa მოდულებმა უზრუნველყონ მწარმოებლის მიერ მითითებული მაქსიმალური მანძილი, აუცილებელია მოდულების ანტენებს შორის არსებობდეს პირდაპირი ხილვადობა (Line of Sight). დაბრკოლებები - კედლები, ხეები, შენობები და სხვა ფიზიკური ობიექტები - მნიშვნელოვნად ამცირებენ გადაცემის ეფექტურ მანძილს.

This post has been edited by RedShark on 24 May 2025, 22:06

RedShark
როგორია LoRa ს დაყოვნება-დაგვიანება?

წესით იდეალურ შემთხვევაში 100მწ ექნება რასაც ვხედავ დაწერილში
შეიძლება 2-3 წამამდეც ავიდეს რაუნდთრიფი
გააჩნია სად უყურებ და ზომავ ალბათ

არ უნდა მოელოდე ამ ლორასგან ისეთ ლატენსის რომ Machine to Machine მართვას შეძლებ კრიტიკულ წარმოებაში დიდ დისტანციაზე რეალტაიმში
საკმარისი იქნება იმისთვის რომ პროგრამა გადააწოდო

ZAZAi

თავისი ფორმულები აქვს ამას. პირველ რიგში უნდა გავარკვიოთ რამდენია ერთი სიმბოლოს გადაცემის დრო ყოველ კონკრეტულ კონფიგურაციაზე.
ეს გამოითვლება ასე



SF (Spreading Factor): 7-დან 12-მდე რიცხვი.
BW (Bandwidth): 125 kHz, 250 kHz ან 500 kHz

მაგალითად: SF = 7, BW = 125k: Ts = 2^7 / 125 * 10^3 = 1.024ms

შემდეგ უნდა დავითვალოთ რა დრო დასჭირდება პრეამბულის გადაცემას (პრეამბულა 8 ბაიტიანი სინქროკოდია, რომელიც ყოველი პაკეტის დასაწყისში გადაიცემა და მიმღებ-გადამცემის სინქრონიზაციას ახდენს)

Tpr = (Npr + 4.25) * Ts

აქ Npr არის სინქროსიგნალის ბიტების რაოდენობა (ჩვეულებრივ 8 ბიტია, მაგრამ შეგვიძლია შევცვალოთ), 4.25 - დამატებითი სიმბოლოები რომელსაც ასევე გადასცემს ლორა. მოკლედ, ჩვენს შემთხვევაში:

Tps = (8 + 4.25) * 1.024 * 10^-3 = 12.5ms

ამას უნდა დავამატოთ გადასაცემი მონაცემების პაკეტი. ვთქვათ 20 ბაიტიან პაკეტებს გადავცემთ, ჯერ უნდა დავითვალოთ გადასაცემი სიმბოლოების რაოდენობა:



PL = 20 ბაიტი
SF = 7
H = 0 (Explicit header) - დამატებითი ინფორმაცია - 0 გამორთულია, 1 ჩართულია.
DE = 0 (Low Data Rate Optimization გამორთულია) - ოპტიმიზაცია დაბალი ბიტრეიტის დროს - 0 გამორთულია, 1 ჩართულია.
CR = 1 (4/5) - მონაცემების/შესწორების ბიტების ფარდობა.

Npl = 8 * 20 - 4 * 7 + 28 + 16 - 20 * 0 / 4 * (7 - 2 * 0) = 6.29 მიღებულ შედეგს ვამრგვალებთ მაქსიმუმამდე = 7, შემდეგ 8 + 7 * (1 + 4) = 43 სიმბოლო.

Tpl = 43 * 1.024 * 10^-3 = 44.03ms

ამას ვამატებთ პრეამბულის დროს: Tpl + Tps = 12.5ms + 44.03ms = 56.53ms

კონფიგურაციისას აქვე უნდა გავითვალისწინოთ მონაცემთა გადაცემის სიჩქარეც:



აქ CR არის Coding Rate - შეცდომების გასწორების დონე (Forward Error Correction).

ლორას აქვს Forward Error Correction (FEC) მექანიზმი, რომელიც მონაცემებთან ერთად შეცდომების გასწორების ბიტებსაც აგზავნის რომ გადაცემა-მიღების დროს მოხდარი შეცდომები შეასწოროს. CR განსაზღვრავს როგორი თანაფარდობით მოხდება მონაცემები/შეცდომების ბიტების გაგზავნა.

ამ პარამეტრს თვითონვე ვაყენებთ და შემდეგი მნიშვნელობებიდან ვირჩევთ: 4/5, 4/6, 4/7 ან 4/8. თუ მაგალითად CR = 4/5 - ს, ეს ნიშნავს რომ ყოველი გადაცემული 5 ბიტიდან 4 არის მონაცემები და 1 შეცდომების შესწორების ბიტი. 4/6 - ყოველი 6 - დან 4 მონაცემები და 2 შეცდომების გასწორების და ა.შ...

რაც უფრო მაღალია CR (მაგ. 4/8), მით უფრო მეტი ბიტი იხარჯება შეცდომების გამოსასწორებლად, ანუ სიგნალი უფრო მდგრადია ხმაურის მიმართ, მაგრამ მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე მცირდება. რაც უფრო დაბალია CR (მაგ. 4/5), მით უფრო ნაკლებია შეცდომების გამოსასწორებელი ბიტები, მონაცემთა სიჩქარე იზრდება, მაგრამ მდგრადობა მცირდება. CR-ის მნიშვნელობას ვირჩევთ ჩვენი აპლიკაციის მოთხოვნებიდან და გარემოდან გამომდინარე - მაგალითად, თუ გარემო ხმაურიანია სასურველია მაღალი CR, თუ სიჩქარე უფრო მნიშვნელოვანია და არხი სუფთაა, შეიძლება დაბალი CR ავირჩიოთ.

მოკლედ, დავითვალოთ იგივე კონფიგურაციებით ბიტრეიტი (მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე): SF = 7, BW = 125k, CR = 4/5:

Rb = 7 * 125 * 10^3 / 2^7 * 4/5 = 5.4kbps

ასევე უნდა გავითვალისწინოთ მწარმოებლის მითითება რა სიდიდის ბიტრეიტზე ქაჩავს კონკრეტული მოდული მაქსიმალურ მანძილს... მაგალითად ზემოთ რომ მოდული მოვიყვანე - E22-900T22D, შეუძლია 0.3 - 62.5kbps - ზე იმუშაოს, მაგრამ მწარმოებელი მიუთითებს რომ მაქსიმალურ მანძილს - 5კმ-ს მხოლოდ 2.4kbps - ით ფარავს. რაც მეტად ზრდი ბიტრეიტს მით მეტად მცირდება მანძილი.

* * *
westsider

კი, გააჩნია როგორ დააკონფიგურირებ... 2-3 წამამდეც ავა.

ტელემეტრიისთვის არის ძირითადად სადაც მკაცრი რეალტაიმი არ გჭირდება... მაგლითად ჭკვიანი სახლი, ჭკვიანი ფერმა, რამე საველე-კვლევითი აპარატურა და ა.შ... შეგიძლია ეს ყველაფერი ინტერნეტზეც გააკეთო მაგალითად GSM/GPRS მოდულებით, მაგრამ გააჩნია რა ამოცანა და პრიორიტეტები გაქვს.. მე მაგალითად ჭკვიან ფერმას ლორაზე ავაწყობდი (შეგიძლია მთელი ლოკალური ქსელი ააწყო - LoRaWAN) ან ნებისმიერ ლოკალურ რამეს, სადაც დიდი მოცულობის მონაცემთა მიმოცვალა არ მჭირდება... ზოგჯერ ინტერნეტი + ლორა კომბინაციებსაც აკეთებენ.

მეც აქედან გამომდინარე ვივარაუდე 100მს როგორც ნომინალი დრო
სულ ცოტა მილერის ეფექტის გამო, ან თუ მოაგვარეს ეგ ეფექტი ჩართვაში, მოუწევდათ Cascode გამოყენება რაც ასევე მინიმუმ გააორმაგებს მაგ დროს უბრალოდ ზედა სამუშაო სიხშირეს გაზრდის
მგონია რომ კასკოდი ექნებათ რახან 900 მჰც ზე მუშაობენ

This post has been edited by westsider on 28 May 2025, 15:01

საინტერესოა... QCZEK LRS ასეთი ღია პროექტი არსებობს დრონების (და არა მარტო). შესაბამისი კონფიგურაციით მინიმალური დაყოვნებები როგორც ჩანს მართვისას დიდად არ იგრძნობა ხელში... საინტერესოა კიდევ რომ როგორც ვიდეოს ავტორი ამბობს მინიმალური 70 მილივატი სიმძლავრით (გამომავალი სიმძლავრე შეგიძლია არეგულირო, ამ კონკრეტულ მოდელს 70 მილივატიდან 1 ვატამდე აქვს) 10+ კმ გაქაჩა.





პ.ს. კამერას არ მიაქციოთ ყურადღება, მას თავისი დამოუკიდებელი გადამცემი და მიმღები აქვს.

This post has been edited by RedShark on 30 May 2025, 12:06

მაგარი ცუდი მოვლენა იქნება სიგნალის დაყოვნება როცა დრონს მართავ და ტანკი ტავქუდმოგლეჯილი გაგირბის და მანევრირებს
70 მილივატი ლეგალურია რო საერთოდ მერე?

ლეგალური ყოფილა მისკუზი

This post has been edited by westsider on 30 May 2025, 11:19

westsider

მსგავსი დაყოვნებებით ისედაც გამოუსადეგარი იქნებოდა.. როგორც თვითონ ამბობს ტესტირებისას - ყველაფერი სუპერ არისო... იმდენად მინიმალურზეა დაყვანილი რომ არ იგრძნობა ალბათ...


This post has been edited by RedShark on 30 May 2025, 12:08

კი მაგრამ ლატენსისთან რა შუაშია ბიტი საკონტროლოა თუ დატა?
იგივე სიგანის ინფორმაცია წავა და იგივე მინიმალური დაყოვნება იქნება
თუ ორშრიანი კომუნიკაციაა? ანუ მართვითი ბიტები უფრო პატარა პაკეტებად მაღალ სიხშირეზე და დატა ბიტები შესაბამისად უფრო განიერ პაკეტად?
თუ როგორ წარმოვიდგინო რადიოლატენსის ნაკლებობა იმის გამო რომ მხოლოდ ვტქვათ ეუბნები რომ მიმართულება შეცვალოს ან სიჩქარე

კაი ვტქვათ დაგჭირდა მხოლოდ 1 ბაიტის გაგზავნა სადაც შეფუთულია ბრძანება წადი მაღლა
ამ ბაიტს უნდა იგივე დრო როგორც იმ ბაიტს რომ ატვირთო ვტქვათ სურათი ან რაც იტვირთება...თუმცა რატო უნდა ატვირთო სურატი დრონში ხო?
ანუ ჯამში გამოდის რომ დრონთან მაინც მხოლოდ ექსკლუზიურად მიმართულება კოორდინატების ბრზანაბებს ცვლი
ანუ რა იცვლება?

მილივატის გაზრდა არ დააჩქარებს დატას დარწმუნებული ვარ იცი ისედაც

This post has been edited by westsider on 30 May 2025, 11:43

westsider

ჰო, მართლი ხარ... ეს დღეები საკმაოდ დატვირთული ვარ და დაღლილობისგან მექანიკურად ავურიე ლატენსის ზრდა/შემცირება მანძილის ზრდა/შემცირებაში
ჩავასწორე ზემოთ.

ენივეი, როგორც ჩანს შესაძლებელია ისეთი კონფიგურაციის მოძებნა როცა ლატენსი იმდენად მინიმალურია რომ მართვისას არ იგრძნობა...

This post has been edited by RedShark on 30 May 2025, 14:50

რაც არ უნდა მცირე დაყოვნება გააკეთო აპარატულად, სინათლის სიჩქარე მაინც სასრულია და ვერსად გაექცევი. ამიტომაც ახლა დაიწყეს დრონების აღჭურვა ხელოვნური ინტელექტით, რომელიც თვითონ ეძებს მიზანს და თვითონ იღებს მისი განადგურების გადაწყეტილებას. ასე რომ, უფრო ვუახლოვდებით რობოტების აჯანყების აპოკალიფსის სცენარს

როგორც QCZEK LRS - ის ავტორი წერს: "up to 16 CPPM channels transmitted every 66ms – it’s about 15 Hz (47ms – 21Hz in race mode), more then enough to control AUV with working autopilot." მოკლედ ჩვეულებრივ რეჟიმში მინიმუმ 66 მილიწამი აქვს დაყოვნება და race mode - ში 47 მილიწამი... ამ უკანასკნელში დაყოვნება მცირდება, მაგრამ მანძილი უფრო მეტად მცირდება - დაახლოებით 1-3 კმ-მდე (გააჩნია გარემოს)... არ არის ეს მთლად კარგი მაჩვენებლები (სპეციალურ RC მოდულებს 3-10 მაქსიმუმ 20 მილიწამი აქვთ), მაგრამ ავტოპილოტიან დრონებზე, იაფფასიან ჰობისტურ პროექტებში წავა რაა ვარიანტია :დ ))

იმედია ასე არაა
დამაცადეთ პენსიაზე წყნარად გასვლა
რა დროს რობოტები და ტერმინატორებია

ვიდეოკარტაზე დენის კაბელი ვერ გაუთვლია ტექნოლოგიურ გიგანტს სწორად
ჯერ შორს ვართ მაქედან..

RedShark
ხო ნუ ახლა 60მწ ადამიანი ვერ იგრძნობს დიდად ხელით მართვისას
მართალია ავტორი

This post has been edited by westsider on 3 Jun 2025, 15:52

სამაგიეროდ რეაქტიული ძრავი დააპროექტა ხელოვნურმა ინტელექტმა და ის პირველივე ცდაზე ამუშავდა