WInterfejs LoRa (od angielskich słów Long Range - daleki zasięg) to protokół dedykowany do komunikacji z systemami Internetu Rzeczy (IoT). Szybko zdobywa on szerokie zainteresowanie w kręgach twórców systemów IoT. Jest niezwykle często wybierany jako sieć komunikacyjna do tego rodzaju systemów z uwagi na niesamowitą elastyczność tego rozwiązania, duży zasięg transmisji jak i niewielką pobieraną przez urządzenia moc. Jest to idealne rozwiązanie do systemów IoT, takich jak np. monitorowanie dzikich zwierząt czy zarządzanie systemami logistycznymi. Jak podaje LoRa Alliance, organizacja odpowiedzialna za utrzymanie standardu LoRa, podaje, że obecnie na świecie działa ponad 100 sieci LoRa, a liczba ta szybko rośnie.
Szybki wzrost liczby sieci LoRa częściowo zawdzięczać należy hobbystom, jako że jest to bardzo niedroga platforma dla zastosowań amatorskich. Dodatkowo, wiele komputerów jednopłytkowych łatwo jest rozszerzyć o wsparcie dla tego interfejsu z pomocą niewielkich modułów. LoRa pozwala na instalację urządzeń w naprawdę oddalonych obszarach, jednocześnie zmniejszając częstotliwość wymiany baterii czy ładowania układu.
Na rynku dostępnych jest wiele platform z wsparciem dla LoRa. W poniższym zestawieniu przyjrzymy się modułom dla komputerów jednopłytkowych, które pozwalają im na korzystanie z sieci LoRa. Są to najpopularniejsze obecnie na rynku moduły z podobnymi do siebie parametrami. Kolejność zestawienia jest przypadkowa, gdyż wszystkie te systemy oferują podobne możliwości. Wybór docelowego modułu zależny jest od wykorzystanego komputera jednopłytkowego i naszych osobistych preferencji.
Moduł HAT Dragino LoRa GPS
Moduł HAT firmy Dragino - LoRa GPS HAT - dedykowany jest dla komputerów Raspberry Pi. Jest on oparty na transceiverze SX1276/SX1278 firmy Semtech, który może obsługiwać częstotliwości transmisji równe 868 MHz, 433 MHz oraz 915 MHz przy maksymalnej czułości łącza wynoszącej 168 db. Lista funkcji dla tego modułu jest bardzo obszerna i zawiera między innymi zintegrowane wyjście RF o mocy +20 dBm (to więcej niż w typowych modułach, gdzie wyjściowy wzmacniacz mocy oferuje jedynie +14 dBm). Moduł ma programowalną przepływność do 300 kbps i pobiera bardzo niski prąd - 10,3 mA podczas nadawania i 200 nA na utrzymanie rejestrów konfiguracyjnych.
Dodatkowo moduł posiada wbudowany interfejs GPS. Charakteryzuje go pobór mocy na poziomie do 25 mA podczas akwizycji danych z satelit i 20 mA podczas ich śledzenia. Szybkość aktualizacji wynosi do 10 MHz. Charakteryzuje się również dokładnością czasową 1 PPS na poziomie poniżej 10 ns, dokładnością pomiaru prędkości bez zewnętrznej pomocy na poziomie <0,1 m/s i dokładnością pomiaru przyspieszenia równą 0,1 m/s². System charakteryzuje czułość na poziomie -148 dBm.
Shield Dragion LoRa
Dragino produkuje także moduł Shield dla Arduino wyposażony w transceiver LoRa. Moduł dostępny jest z podobnymi specyfikacjami jak wersja Raspberry Pi, tylko bez dodatkowej funkcjonalności GPS. Zestaw funkcji LoRa Shield obejmuje pasma częstotliwości 915 MHz, 868 MHz i 433 MHz, programowalną szybkość transmisji do 300 kbps oraz w pełni zintegrowany syntezator o rozdzielczości 61 Hz. Płyta posiada również modulację FSK, GFSK, MSK, GMSK, LoRa i OOK, automatyczną funkcję pomiaru mocy RF, a także wbudowany czujnik temperatury i wskaźnik niskiego poziomu baterii oraz wielu innych funkcji.
Pi Supply micro:bit LoRa Node
Micro:bit LoRa Node firmy Pi Supply jest doskonałym dodatkiem do popularnej platformy stworzonej przez BBC. Umożliwia szykie podłączenie projektów do sieci Things. Moduł LoRa wyposażony jest w moduł węzła LoRa firmy RAKWireless - RAK811, który został zaprojektowany wokół transceivera SX1276 firmy Semtech. Korzysta on z pełnego stosu LoRaWAN. Węzeł obsługuje również tryby LoRaP2P. system posiada złącze u.FL dla anten zewnętrznych i może być skonfigurowany do używania pasma 868 MHz lub 915 MHz, w zależności od miejsca zamieszkania.
Adafruit LoRa Radio Bonnet
LoRa Radio Bonnet od Adafruit to świetny dodatek do Raspberry Pi. Moduł zawiera wyświetlacz OLED o rozdzielczości 128 X 32, który pozwala na czytanie komunikatów o stanie urządzenia lub może być używany ze zintegrowanymi przyciskami do tworzenia własnych interfejsów użytkownika. Użytkownicy mogą wybrać spośród dwóch pasm: ISM 868 MHz lub 915 MHz. Na pokładzie modułu znajdziemy transceiver LoRa SX1276. Zasięg działania urządzenia oceniany jest na ok. 2 km. Możliwa jest kontrola mocy wyjściowej od +5 do +20 dBm. Maksymalna moc wyjściowa wynosi do 100 mW, a szczytowy pobór prądu 100 mA podczas transmisji z mocą +20 dBm i 30 mA podczas aktywnego nasłuchiwania radia.
Seeed Grove LoRa Radio
Moduł Grove LoRa radio od Seeed można podłączyć do dowolnej płyty z modułowym, znormalizowanym złączem typu Grove, co umożliwia dodanie łączności bezprzewodowej na duże odległości do wielu różnych modułów. Płytka zawiera transceiver LoRa RFM95 o bardzo dużym zasięgu, pracujący przy częstotliwości 868 MHz. Jest on oparty na SX1276 i ATMega168. System pobiera wyjątkowo niską moc zasilania- 28 mA przy transmisji z mocą +20 dBm (transmisja ciągła) i 8,4 mA w trybie standby. W trybie odbioru pobiera 20 mA (szerokość pasma 500 kHz). Moduł może korzystać z prostej anteny przewodowej lub anteny o wysokim zysku za pośrednictwem złącze MHF.
Bramka SparkFun 1-Channel LoRa
Jednokanałowy moduł LoRa Gateway firmy Sparkfun jest samodzielną platformą wykorzystującą mikrokontroler ESP32 WROOM. Jednakże może on być również używany z modułami Arduino dla rozszerzenia ich możliwości. Moduł został zaprojektowany wokół transceivera RFM95W wykorzystującego pasma 868 MHz lub 915 MHz do komunikacji dalekiego zasięgu. Jednocześnie moduł z ESP32 dostarcza możliwość komunikacji poprzez Bluetooth i Wi-Fi.
Moduł pobiera 170 mA podczas nadawania w formacie SPIFFS w trybie bramki, 150 mA podczas wyszukiwania sieci Wi-Fi w trybie bramy, od 80 do 100 mA przy ciągłej pracy bramki i tylko 70 mA przy korzystaniu jedynie z interfejsu LoRa.
Pi supply IoT LoRa Gateway HAT
Pi Supply zamierza niebawem wprowadzić do sprzedaży moduł HAT dla Raspberry Pi - bramkę IoT LoRa. Wykorzystuje on transceiver LoRa firmy RAKWireless - RAK833 oparty na układzie Samtecha (SX1301). Moduł ten realizuje pełną bramkę sieci LoRaWAN zdolną do nasłuchu na ośmiu kanałach jednocześnie. Moduł może korzystać z częstotliwości 868 MHz lub 915 MHz. Płytka jest kompatybilna z prawie każdym komputerem jednopłytkowym z rodziny Raspberry Pi (A+, B+, 2B, 3B, 3B+, Zero, Zero W), a także komputerami Odroid C2 i ASUS Tinkerboard.
Shield Udoit LoRa
LoRa Shield firmy Udoit (znana także jako WIZIOT), to doskonały dodatek do Arduino Uno, który zawiera transceiver półdupleksowy Aurel XTR 8LR100. Może korzystać z pasm 868 MHz lub 870 MHz, ma czułość -138 dbm i zasięg do 15 kilometrów. To co czyni tę płytę interesującą to wyposażenie pięć złącz Grove (2 x cyfrowe, 2 x analogowe, oraz jedno złącze I²C), które umożliwiają podłączenie różnych modułów Seeed, w tym przekaźników, wyświetlaczy OLED i wielu różnych czujników.
ElectronicTricks PI0W LoRa
Moduł Raspberry PI0W LoRa firmy ElectronicsTricks jest kolejnym modułem, która jest kompatybilna z siecią TTN (LoRaWAN) i może być łatwo zaimplementowana jako węzeł LoRa lub jednokanałowa bramka, w zależności od konkretnej aplikacji. Moduł ten jest wyposażona w układ RFM95, może wykorzystywać częstotliwości 868 MHz, 430 MHz lub 905 MHz Moduł jest kompatybilny z Raspberry Pi Zero, W, 2 oraz 3. Posiada również wyświetlacz OLED, cztery diody LED do wskazywania stanu oraz złącze SMA dla anteny zewnętrznej.
Cytron Technologies LoRa-RFM
LoRa-RFM to moduł Shield dla Arduino firmy Cytron Technologies. Wykorzystuje on układ RFR95W pracujący w pasmie 915 MHz. Czułość odbiornika wynosi -146 dBm, a regulowana moc wyjściowa do +14 dBm przy wysokiej wydajności wzmacniacza mocy. Moduł jest wyposażony w pojedyncze złącze SMA, złącze u.FL i trzy złącza Grove do modułów dodatkowych, a także opcję podłączenia wyświetlacza OLED. Moduł posiada także boczne wyprowadzenia do dołączenia dodatkowych shieldów.
Chociaż protokół LoRa, a także sieć LoRaWAN, istnieją na rynku już od ponad dekady, wciąż jest to raczkująca technologia. Wyłączenie niebawem sieci komórkowych 2G i GPRS stworzy pustkę w widmie, która zaczęła się już wypełniać za pomocą interfejsów IoT o niskiej mocy dla urządzeń mobilnych. Doprowadziło to do szerszego wdrożenia sieć LoRaWAN. W rezultacie na rynku zaczęły powoli pojawiać się dodatkowe moduły wykorzystujące sieć LoRa. Jak się oczekuje z czasem będzie coraz więcej tego rodzaju produktów, w miarę jak technologia ta będzie stawała się bardziej przystępna i szeroko dostępna.
Źródło: https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1334522
Szybki wzrost liczby sieci LoRa częściowo zawdzięczać należy hobbystom, jako że jest to bardzo niedroga platforma dla zastosowań amatorskich. Dodatkowo, wiele komputerów jednopłytkowych łatwo jest rozszerzyć o wsparcie dla tego interfejsu z pomocą niewielkich modułów. LoRa pozwala na instalację urządzeń w naprawdę oddalonych obszarach, jednocześnie zmniejszając częstotliwość wymiany baterii czy ładowania układu.
Na rynku dostępnych jest wiele platform z wsparciem dla LoRa. W poniższym zestawieniu przyjrzymy się modułom dla komputerów jednopłytkowych, które pozwalają im na korzystanie z sieci LoRa. Są to najpopularniejsze obecnie na rynku moduły z podobnymi do siebie parametrami. Kolejność zestawienia jest przypadkowa, gdyż wszystkie te systemy oferują podobne możliwości. Wybór docelowego modułu zależny jest od wykorzystanego komputera jednopłytkowego i naszych osobistych preferencji.
Moduł HAT Dragino LoRa GPS
Moduł HAT firmy Dragino - LoRa GPS HAT - dedykowany jest dla komputerów Raspberry Pi. Jest on oparty na transceiverze SX1276/SX1278 firmy Semtech, który może obsługiwać częstotliwości transmisji równe 868 MHz, 433 MHz oraz 915 MHz przy maksymalnej czułości łącza wynoszącej 168 db. Lista funkcji dla tego modułu jest bardzo obszerna i zawiera między innymi zintegrowane wyjście RF o mocy +20 dBm (to więcej niż w typowych modułach, gdzie wyjściowy wzmacniacz mocy oferuje jedynie +14 dBm). Moduł ma programowalną przepływność do 300 kbps i pobiera bardzo niski prąd - 10,3 mA podczas nadawania i 200 nA na utrzymanie rejestrów konfiguracyjnych.
Dodatkowo moduł posiada wbudowany interfejs GPS. Charakteryzuje go pobór mocy na poziomie do 25 mA podczas akwizycji danych z satelit i 20 mA podczas ich śledzenia. Szybkość aktualizacji wynosi do 10 MHz. Charakteryzuje się również dokładnością czasową 1 PPS na poziomie poniżej 10 ns, dokładnością pomiaru prędkości bez zewnętrznej pomocy na poziomie <0,1 m/s i dokładnością pomiaru przyspieszenia równą 0,1 m/s². System charakteryzuje czułość na poziomie -148 dBm.
Shield Dragion LoRa
Dragino produkuje także moduł Shield dla Arduino wyposażony w transceiver LoRa. Moduł dostępny jest z podobnymi specyfikacjami jak wersja Raspberry Pi, tylko bez dodatkowej funkcjonalności GPS. Zestaw funkcji LoRa Shield obejmuje pasma częstotliwości 915 MHz, 868 MHz i 433 MHz, programowalną szybkość transmisji do 300 kbps oraz w pełni zintegrowany syntezator o rozdzielczości 61 Hz. Płyta posiada również modulację FSK, GFSK, MSK, GMSK, LoRa i OOK, automatyczną funkcję pomiaru mocy RF, a także wbudowany czujnik temperatury i wskaźnik niskiego poziomu baterii oraz wielu innych funkcji.
Pi Supply micro:bit LoRa Node
Micro:bit LoRa Node firmy Pi Supply jest doskonałym dodatkiem do popularnej platformy stworzonej przez BBC. Umożliwia szykie podłączenie projektów do sieci Things. Moduł LoRa wyposażony jest w moduł węzła LoRa firmy RAKWireless - RAK811, który został zaprojektowany wokół transceivera SX1276 firmy Semtech. Korzysta on z pełnego stosu LoRaWAN. Węzeł obsługuje również tryby LoRaP2P. system posiada złącze u.FL dla anten zewnętrznych i może być skonfigurowany do używania pasma 868 MHz lub 915 MHz, w zależności od miejsca zamieszkania.
Adafruit LoRa Radio Bonnet
LoRa Radio Bonnet od Adafruit to świetny dodatek do Raspberry Pi. Moduł zawiera wyświetlacz OLED o rozdzielczości 128 X 32, który pozwala na czytanie komunikatów o stanie urządzenia lub może być używany ze zintegrowanymi przyciskami do tworzenia własnych interfejsów użytkownika. Użytkownicy mogą wybrać spośród dwóch pasm: ISM 868 MHz lub 915 MHz. Na pokładzie modułu znajdziemy transceiver LoRa SX1276. Zasięg działania urządzenia oceniany jest na ok. 2 km. Możliwa jest kontrola mocy wyjściowej od +5 do +20 dBm. Maksymalna moc wyjściowa wynosi do 100 mW, a szczytowy pobór prądu 100 mA podczas transmisji z mocą +20 dBm i 30 mA podczas aktywnego nasłuchiwania radia.
Seeed Grove LoRa Radio
Moduł Grove LoRa radio od Seeed można podłączyć do dowolnej płyty z modułowym, znormalizowanym złączem typu Grove, co umożliwia dodanie łączności bezprzewodowej na duże odległości do wielu różnych modułów. Płytka zawiera transceiver LoRa RFM95 o bardzo dużym zasięgu, pracujący przy częstotliwości 868 MHz. Jest on oparty na SX1276 i ATMega168. System pobiera wyjątkowo niską moc zasilania- 28 mA przy transmisji z mocą +20 dBm (transmisja ciągła) i 8,4 mA w trybie standby. W trybie odbioru pobiera 20 mA (szerokość pasma 500 kHz). Moduł może korzystać z prostej anteny przewodowej lub anteny o wysokim zysku za pośrednictwem złącze MHF.
Bramka SparkFun 1-Channel LoRa
Jednokanałowy moduł LoRa Gateway firmy Sparkfun jest samodzielną platformą wykorzystującą mikrokontroler ESP32 WROOM. Jednakże może on być również używany z modułami Arduino dla rozszerzenia ich możliwości. Moduł został zaprojektowany wokół transceivera RFM95W wykorzystującego pasma 868 MHz lub 915 MHz do komunikacji dalekiego zasięgu. Jednocześnie moduł z ESP32 dostarcza możliwość komunikacji poprzez Bluetooth i Wi-Fi.
Moduł pobiera 170 mA podczas nadawania w formacie SPIFFS w trybie bramki, 150 mA podczas wyszukiwania sieci Wi-Fi w trybie bramy, od 80 do 100 mA przy ciągłej pracy bramki i tylko 70 mA przy korzystaniu jedynie z interfejsu LoRa.
Pi supply IoT LoRa Gateway HAT
Pi Supply zamierza niebawem wprowadzić do sprzedaży moduł HAT dla Raspberry Pi - bramkę IoT LoRa. Wykorzystuje on transceiver LoRa firmy RAKWireless - RAK833 oparty na układzie Samtecha (SX1301). Moduł ten realizuje pełną bramkę sieci LoRaWAN zdolną do nasłuchu na ośmiu kanałach jednocześnie. Moduł może korzystać z częstotliwości 868 MHz lub 915 MHz. Płytka jest kompatybilna z prawie każdym komputerem jednopłytkowym z rodziny Raspberry Pi (A+, B+, 2B, 3B, 3B+, Zero, Zero W), a także komputerami Odroid C2 i ASUS Tinkerboard.
Shield Udoit LoRa
LoRa Shield firmy Udoit (znana także jako WIZIOT), to doskonały dodatek do Arduino Uno, który zawiera transceiver półdupleksowy Aurel XTR 8LR100. Może korzystać z pasm 868 MHz lub 870 MHz, ma czułość -138 dbm i zasięg do 15 kilometrów. To co czyni tę płytę interesującą to wyposażenie pięć złącz Grove (2 x cyfrowe, 2 x analogowe, oraz jedno złącze I²C), które umożliwiają podłączenie różnych modułów Seeed, w tym przekaźników, wyświetlaczy OLED i wielu różnych czujników.
ElectronicTricks PI0W LoRa
Moduł Raspberry PI0W LoRa firmy ElectronicsTricks jest kolejnym modułem, która jest kompatybilna z siecią TTN (LoRaWAN) i może być łatwo zaimplementowana jako węzeł LoRa lub jednokanałowa bramka, w zależności od konkretnej aplikacji. Moduł ten jest wyposażona w układ RFM95, może wykorzystywać częstotliwości 868 MHz, 430 MHz lub 905 MHz Moduł jest kompatybilny z Raspberry Pi Zero, W, 2 oraz 3. Posiada również wyświetlacz OLED, cztery diody LED do wskazywania stanu oraz złącze SMA dla anteny zewnętrznej.
Cytron Technologies LoRa-RFM
LoRa-RFM to moduł Shield dla Arduino firmy Cytron Technologies. Wykorzystuje on układ RFR95W pracujący w pasmie 915 MHz. Czułość odbiornika wynosi -146 dBm, a regulowana moc wyjściowa do +14 dBm przy wysokiej wydajności wzmacniacza mocy. Moduł jest wyposażony w pojedyncze złącze SMA, złącze u.FL i trzy złącza Grove do modułów dodatkowych, a także opcję podłączenia wyświetlacza OLED. Moduł posiada także boczne wyprowadzenia do dołączenia dodatkowych shieldów.
Chociaż protokół LoRa, a także sieć LoRaWAN, istnieją na rynku już od ponad dekady, wciąż jest to raczkująca technologia. Wyłączenie niebawem sieci komórkowych 2G i GPRS stworzy pustkę w widmie, która zaczęła się już wypełniać za pomocą interfejsów IoT o niskiej mocy dla urządzeń mobilnych. Doprowadziło to do szerszego wdrożenia sieć LoRaWAN. W rezultacie na rynku zaczęły powoli pojawiać się dodatkowe moduły wykorzystujące sieć LoRa. Jak się oczekuje z czasem będzie coraz więcej tego rodzaju produktów, w miarę jak technologia ta będzie stawała się bardziej przystępna i szeroko dostępna.
Źródło: https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1334522
Fajne? Ranking DIY
