花 1 小时,开源设计 LoRa 继电器开关

Giacinta ·
更新时间:2024-09-21
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提示1:锐米所有 LoRa 产品严格遵循国标标准的 LoRaWAN 协议
提示2:您可以免费复制,修改和商用本项目,请注明锐米原创
提示3:如果您有其他 LoRa 需求或建议,欢迎联系锐米 support@rimelink.com
LoRa 继电器开关

LoRa 继电器开关

LoRa 继电器开关,用于无线远程控制电气设备,通过 App 下发指令能实时控制:电器,灯光,电机,阀门等。
物联网 Arduino LoRa LoRaWAN 继电器开关

组件和材料

LoRa 扩展板LoRa 扩展板 x 1 采购链接

Arduino UNO Arduino UNO x 1 采购链接

继电器模块5V继电器模块 x 1 采购链接

天线天线 x 1 采购链接

电阻1K欧姆 x 1 采购链接

杜邦线杜邦线 x 3 采购链接

软件和网络

LoRa网关 LoRa网关 采购链接

LoRaServerLoRaServer 下载链接

LoRaAppLoRaApp 下载链接

Arduino IDEArduino IDE 下载链接

项目介绍

一个城市有上 100,000 盏路灯,一栋楼宇有上 10,000 电器,一个工厂有上 1,000 电气设备,大型农场有上 1,000 阀门。。。。远程实时控制这些电气设备,不但可以节能减排,而且降低运营维护成本

LoRa 继电器开关,使用 App 实时远程控制电气设备。它的实时性好,一般在 2 秒内响应;操作简单,业余人员使用手机即可操作;成本低廉,硬件物料批量生产仅 ¥60

LoRa 继电器开关可以应用在:工厂,楼宇,农场,鱼塘,学校,路灯等场景。

LoRa 继电器开关_应用场景
LoRa 继电器开关应用场景

LoRa 继电器开关_App远程控制

App远程控制

相比传统的产品,LoRa 继电器开关具备的优点为:

安装简单便捷,不需要布线 App远程控制,简单便捷 成本低廉,没有流量费用 实时控制,响应时间 < 2 秒

本项目开源设计 LoRa 继电器开关的核心—软件和硬件,用户选择一个漂亮的外壳,即可组成一个产品。
同时,简介了 LoRa 网络组件,轻松构建一个商用的物联网。

技术细节 元器件介绍

LoRa 扩展板
这是专为 Arduino 而设计的 LoRa 扩展板,既可以安装在 Arduino UNO 上,也能使用杜邦线连接到 Arduino Pro Mini。

它能达到空旷 10km 的通信距离,休眠电流仅 1.3uA。精心设计的软件库,使其开发极为容易:

发送数据 LoRa.write("123", 3); 接收数据 if (LoRa.availabe()) { len = LoRa.read(buf, MAX_LEN); }

Arduino UNO

Arduino UNO 是最常用的开发板,它便宜简单,接线方便。

继电器模块
继电器模块,带光耦隔离,5V/5mA 直流驱动 220V/10A 交流负载。

天线
470MHz 胶棒天线,增益 3.5dB,特别适合中国 LoRa 频段范围(470~510MHz)。

硬件接线

如下图所示,使用公对公杜邦线连接 Arduino、继电器模块和1K欧姆电阻。
(在本设计案例中,继电器的输出回路(NO 和 COM)连接到 220V 火线上,绝缘处理要严格,否则可能导致触电危险!)

电路图
硬件接线

实物图
硬件接线实物图

通信逻辑

如下图所示,通过 App 可以控制继电器开关的接通或断开

为此,需要配置如下的网络组件:

LoRa 网关重定向到本地 Server 在 LoRa Server 上添加终端 LoRa App 连接到 LoRa Server 配置 LoRa App 配置 Class C
通信逻辑 运行效果

如下图所示,通过 App 下发控制命令给 LoRa 继电器开关(RY 是 Relay(继电器) 的缩写)

RY:1 接通继电器,点亮灯光 RY:0 断开继电器 ,熄灭灯光

ArduinoLoRa+继电器开关

App运行效果

Arduino 代码

编译本工程需要添加 LoRa 驱动库

使用 Arduino IDE 打开工程,点击"Sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library…"

Arduino 的 zip 库安装路径一般为:C:\Users\Administrator\Documents\Arduino\libraries

Arduino 的代码简洁,容易理解,下载链接

DEBUG 设置为 0 禁止调试功能;设置为 1 它将通过 8 和 9 两个引脚打印调试信息(使用“USB转串口”连接到 PC)

按 LoRaWAN 协议,Class C 的节点入网后,必须先发送一帧数据并且服务器成功接收后,节点才能处于持续接收状态。因此,在 setup() 中节点发送了 2 帧数据。

当 LoRa 节点接收到来自 App 的下发数据帧时,它通过拉低 Pin2 引脚来通知 Arduino。这里,loop() 持续检测该引脚并接收数据帧。
(为了简化设计,此处使用的是查询机制;如果要求高效率和低功耗,需要切换为中断机制,代价是复杂度大增)

#include lora LoRa; const int wakeupPin = 2; // LoRaNode LOW wakeup connected to pin 2 const int solenoidPin = 5; // Solenoid connected to pin 5 #define DEBUG 0 #if DEBUG #include SoftwareSerial debugSerial(8, 9); // 8=RX, 9=TX #endif void setup() { Serial.begin(115200); // for LoRa node pinMode(wakeupPin, INPUT); pinMode(solenoidPin, OUTPUT); #if DEBUG pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); debugSerial.begin(115200); // start software serial port at 115200-8-N-1 debugSerial.println("debug begin"); #endif for (int i = 0; i < 2; ++i) { LoRa.write("hi", 2); delay(5000); } } void loop() { #define MAXINSZ 20 // like as: RY:x char instr[MAXINSZ]; // Input buffer int len; int val; do { val = digitalRead(wakeupPin); } while (HIGH == val); // check looply until the pin is LOW delay(10); // waiting until the LoRa message have been received if (LoRa.available()) { len = LoRa.read(instr, MAXINSZ); if (('R' == instr[0]) && ('Y' == instr[1]) && (':' == instr[2])) // match the "RY:0" or "RY:1" { if ('1' == instr[3]) // turn ON { digitalWrite(solenoidPin, HIGH); // activates the solenoid } else if ('0' == instr[3]) // turn OFF { digitalWrite(solenoidPin, LOW); // deactivates the solenoid } else // do nothing for the noise { } } #if DEBUG digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); debugSerial.write(instr, len); digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); #endif } } 低成本批量生产

LoRa 继电器开关的硬件成本约 ¥60,这依赖于批量数目和供货渠道。

批量生产的一些技术挑战:尺寸,成本,功耗,烧录,升级
我们为您准备好解决方案:低成本快速开发LoRa终端:从1到10000


作者:RimeLink



开源 电器 lora 继电器 开关

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