LoRa 통신 학습(2025년)

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스마트팜을 가 보니 미술 시간에 배운 원근법, 소실점이란 단어가 떠오릅니다. 저런 곳에 센서 노드를 설치해서 무선으로 데이터를 받으려면 통신 거리가 길어야 합니다. 블루투스도 안되고 와이파이도 안 되는 거리입니다. 자료를 보니 스마트팜에 적용할 수 있는 통신 방식으로 LoRa가 소개되어 있어 간단히 송수신이 되는지까지만 시험하기로 했습니다. 해 보니 블루투스 통신과 비슷했습니다. 몇 가지 세팅만 하고 시리얼 통신으로 신호를 주고받을 수 있었습니다. 결과는 이렇게 쉬운데, LoRa 통신 모듈 구입한 것이 두 번이나 불량인 것이 와서 애를 먹었습니다. 자세한 이야기는 다음을 봐 주세요^^.

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1.  LoRa 모듈 구입

{LoRa modlue 구입_modified_2025-02-26.JPG}

LoRa 모듈을 2개 샀다. SX1278을 사용한 것이다. 하나는 송신기로, 다른 하나는 수신기로 사용할 것이다. 동양에서는 433MHz를 쓴다고 해서 아무 생각없이 주문했는데, 한국은 920MHz를 쓴다고 한다. 다음에 응용할 때는 제대로 된 주파수인 것을 사기로 하고 이번은 송수신 테스트만 하면 되니 큰 문제는 없다.

 

2. ESP32 구입

{ESP32-WROOM-32_board_modified_2025-02-27.JPG}

ESP32 보드도 2개 샀다. 칩셋은 CH340을 사용하는 보드이다.

 

 

{ESP32-WROOM-32_module_modified_2025-02-27.JPG}

ESP32-WROOM-32 모듈이 사용된 보드이다. 

 

3. 안됨, 안됨 , 안됨...

인터넷에서 구한 자료로 회로를 연결하고 프로그램을 업로드하여 시험해보니 안 되었다. 자료를 뒤지면서 제시한 여러 방법을 다 해 보았으나 허사였다. 아래는 확인한 방법들이다.

 

(1) ESP32가 부팅 중에 **"rst:0x8 (TG1WDT_SYS_RESET)"** 메시지를 반복적으로 출력

- 전원 공급 문제일 수 있어 ESP32가 아닌 외부 3.3V 전원을 LoRa 모듈에 공급해 보았으나 안되었다. 

- ESP32의 3.3V 핀에서 직접 공급하면서 10uF(마이크로패럿)의 캐패시터를 추가해 보았으나 안되었다.

 

(2) SPIClass를 직접 선언하여 해결하기

이 방법을 써도 안되었다.

 

(3) ESP32의 펌웨어 문제

Arduino IDE를 사용하여 ESP32의 펌웨어를 다시 업로드해 보았다. 그래도 안되었다.

 

(4) LoRa 모듈 테스트 프로그램으로  모듈을 바꾸면서 테스트

한 모듈은 되는데, 다른 것은 안되었다. 이로써 LoRa 모듈에 이상이 있는 것으로 좁혀졌다. 

 

(5) 원인 찾음

LoRa 모듈을 자세히 보니 납땜이 잘못되어 두 다리가 하나로 뭉쳐서 납땜된 곳을 찾았다. 인두로 이리저리 해 보았지만 두 다리 사이에 엉겨붙은 납을 분리할 수는 없었다. 그래서 같은 것을 하나 더 주문했다.

 

(6) LoRa 모듈 하나 더 구입한 것도 안됨

어쩌다 모듈이 불량이라고 생각하고 하나 더 구입했는데, 새로 구입한 것도 안되었다. 구매처에 연락하니 모듈이 인식이 되는지 물었고, 인식이 안된다고 하니 그것은 전압을 잘못 인가하거나 해서 어쩌구... 결론은 교환이나 환불을 못해준다는 것이었다.

 

4. 다른 모듈 구입

구입한 보드의 신뢰성이 팍 떨어져서 납땜이 되어 있지 않은 모듈을 구입했다.

 

 

{LoRa 모듈_AI Thinker_앞면_modified_2025-03-13.JPG}

Ai-Thinker에서 만든 Ra-02를 구입했다. 433MHz용이다.

 

 

{LoRa 모듈_AI Thinker_뒷면_modified_2025-03-13.JPG}

핀헤더가 없기 때문에 전선을 납땜해서 연결해야 한다.

 

 

{LoRa 모듈에 전선 납땜_2025-03-14.JPG}

쓸 핀에만 전선을 납땜했다.

 

 

{LoRa 모듈에 전선 납땜-1_modified_2025-03-14.JPG}

전선이 움직여서 끊어지지 않도록 수축고무로 고정했다.

 

5. 송수신 성공

{LoRa 송수신 성공_modified_2025-03-16.JPG}

송수신에 성공했다. 오른쪽은 송신부이고 왼쪽은 수신부이다. 송신부는 배터리로 전력을 공급했고, 수신부는 수신 상태를 시리얼 모니터로 보기 위에 PC와 USB로 연결했다. 

 

송신부 스케치:

LoRa_sender_2025-03-16.ino

0.00MB

 

수신부 스케치:

LoRa_receiver_2025-03-16.ino

0.00MB

 

송수신 동영상:

{LoRa 송수신 성공_2025-03-16.MOV}

 

오른쪽이 송신부이고 왼쪽이 수신부이다. 송신부와 수신부의 LED가 약간의 시간차를 두고 깜빡임을 볼 수 있다.