Để thu phát dữ liệu nhận từ vi điều khiển, giúp truyền dữ liệu giữa các thiết bị một cách dễ dàng mà không cần đến Internet.
b. Phân tích lựa chọn linh kiện
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều module Lora như: F8L10D, F8916, F8936-L, E32-TTL-100. Nhưng để đáp ứng được nhu cầu trong đề tài này thì Module Lora E32- TTL-100 đáp ứng được tốt với dữ liệu truyền ổn định, khoảng cách truyền khá xa (1km- 3km khi không gặp vật chắn) và giá cả hợp lí.
c. Module Lora E32-TTL-100
Trong các ứng dụng của IOT, SmartHome…có rất nhiều cách thức truyền dữ liệu không dây tùy thuộc vào khoảng cách địa lý, nguồn năng lượng nuôi thiết bị GPRS/3G, Zigbee, bluetoth, LoRa, Wifi… Những năm gần đây LoRa là một trong những phương thức trở nên phổ biến.
LoRa là viết tắt của Long Range được nghiên cứu và phát triển bởi Cycleo và sau này được mua lại bởi công ty Semtech năm 2012. Với công nghệ này, chúng ta có thể truyền dữ liệu với khoảng cách lên hàng km mà không cần các mạch khuếch đại công suất; từ đó giúp tiết kiệm năng lượng tiêu thụ khi truyền,nhận dữ liệu. Do đó, LoRa có thể được áp dụng rộng rãi trong các ứng dụng thu thập dữ liệu như sensor network trong đó các sensor node có thể gửi giá trị đo đạc về trung tâm cách xa hàng km và có thể hoạt động với battery trong thời gian dài trước khi cần thay pin.
Module Lora E32-TTL-100 sử dụng chip SX1278 của nhà sản xuất SEMTECH chuẩn giao tiếp LORA (Long Range), chuẩn LORA mang đến hai yếu tố quan trọng là tiết kiệm năng lượng và khoảng cách phát siêu xa (Ultimate long range wireless solution), ngoài ra nó còn có khả năng cấu hình để tạo thành mạng nên hiện tại được phát triển và sử dụng rất nhiều trong các nghiên cứu về IoT.
Module Lora E32-TTL-100 được tích hợp phần chuyển đổi giao tiếp SPI của SX1278 sang UART giúp việc giao tiếp và sử dụng rất dễ dàng, chỉ cần kết nối với Software của hãng để cấu hình địa chỉ , tốc độ và công suất truyền là có thể sử dụng (cần mua thêm mạch chuyển USB-UART để kết nối máy tính).
Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật Module Lora E32-TTL-100
Model E32-TTL-100 RF IC chính SX1278 từ SEMTECH. Điện áp hoạt đông 2.3 - 5.5 VDC
Giao tiếp UART Data bits 8, Stop bits 1, Parity none, tốc độ từ 1200-115200
Tần số 410 - 441Mhz Công suất 20dbm (100mW) Khoảng cách truyền tối đa trong điều
kiện lý tưởng
1000-3000m
Để truyền được thông tin bằng LoRa cần cấu hình, các chế độ hoạt động của module Lora.
Bảng 3.6 Các chế độ module Lora E32-TTL-100
Mode 0 Normal
0 0 Truyền nối tiếp và truyền không dây mở để truyền và nhận dữ liệu giữa
các module Mode 1
Wake-up
0 1 Hoạt động giống như Mode 0 nhưng module gửi sẽ gửi kèm một mã để
đánh thức module nhận Mode 2
Power saving
1 0 UART bị tắt và thiết bị sẽ bật khi có dữ liệu được nhận. Không được phép
truyền. Mode 3
Sleep
1 1 Sử dụng để cấu hình thông số. Truyền và nhận bị vô hiệu hóa.
• Cách kết nối trong mạch
− VCC: Được nối với nguồn 5V để module hoạt động.
− GND: Chân nối đất.
− AUX: Chân AUX là cờ báo hiệu cho việc truyền dữ liệu hoặc kiểm tra dữ liệu nhận.
− TXD: Chân nhận UART (TX) dùng để truyền dữ liệu.
− RXD: Chân truyền UART (RX) dùng để nhận và xử lý dữ liệu.
Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lí giao tiếp giữa NODE MCU ESP8266 với Module Lora
E32-TTL-100
d. Giải thích sơ đồ nguyên lí
Sử dụng UART2 của vi điều khiển với cách kết nối LoRa_Tx với chân Rx UART2, LoRa_Rx với chân Tx UART2, chân AUX với chân A0, hai chân M0, M1 của LoRa nối chung và nối với D4.
Chân AUX là cờ báo trạng thái LoRa có sẵn sàng truyền dữ liệu, ngoài ra chân này còn có nhiệm vụ kiểm tra xem LoRa có kết nối với vi điều khiển hay không.