LoRa(Long Range) わな作動センサー無線機 – 試験基板検討 #1

WORKS-hunting

前回は、E220-900T22S(JP) 、ATTINY202-SSNRの動作を確認しました。
今回は、試験基板の検討を行っていきます。
試験では、主には2つのことを確認したいと思っています。

  1. 電池寿命
    LoRa無線通信は、屋外で使用したいと考えておりますので、電池駆動することを想定しています。実運用形態で、電池がどのくらい持つのか試験してみようと考えています。
  2. 通信距離の確認
    どのくらいの通信距離があるのかを計測してみようと考えています。
    色々な方が実験をやられているのですが、人によって通信可能な距離がまちまちで、今一つはっきりしません。できれば、私が使用したいと思っている環境でどうなのか、確認してみようと考えています。

これらのことを確認できる親機、子機基板を検討します。

■ 親機、子機間通信の想定

親機と子機のざっくりとした流れを下図に示します。
親機と子機の間の通信は、基本的にWOR(Wake up on radio)モードを使用します。
基本的には、親機からのリクエストをきっかけに通信を行うつもりです。
LoRaの消費電力を抑制するために、WORでの運用を考えています。
LoRaは、WOR受信設定(子機の設定)では、送信できないので、リクエストを受信したら、Normal設定に切り替えてから、レスポンスを送信するような動きを考えています。

■ 子機回路

子機は、屋外に設置しておき、親機からの指示があるまで、WOR受信状態で待機します。
親機からのリクエストで、GPIOのステータスを返します。
処理が単純であるので、製造コストを抑えるために、MCUにはお安いATTINY202-SSNRを使用します。
また、電源には9V電池を使用しようと思います。9V電池にした理由は、装置を小さくしたかったからです。9V電池から、E220-900T22S(JP)とATTINY202-SSNR用に3.3Vを電源用レギュレーターで作ります。不安点としては、レギュレーター効率が少々消費電力の点で不安がよぎります。

子機回路図

少々思惑等がありまして、端子が多めについていますが、基本的には、ATTINY202-SSNR、LoRa接続端子、GPIO、レギュレーターがくっついただけの単純な回路としました。

■ 親機回路

親機のMCUには何を使おうか少し悩んだのですが、今回はESP32-WROOM-32Eを使うことにしました。理由としては、実運用時にWiFiを利用した機能を試行してみたかったらです。
回路としては、下記のようにしました。
電源は、単4電池3本 または、USB接続で運用することを考えています。
親機では子機の状況を監視しますので、OLED、ロータリーエンコーダーを搭載しようと考えています。

親機回路図

こちらも、色々と思惑があり端子が多めにつけてあります。

■ 次回

今回は、実験用基板の回路を検討して時間切れとなってしました。
単純な基板なのですが、意外に時間を費やしてしまいました。
次回は、引き続き基板を製造していこうと思います。
またよかったら、のぞいていただけるとありがたいです。

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