Перейти к содержимому

FoxHunter — охота на лис на LoRa

Спортивная радиопеленгация («охота на лис») на LoRa: три роли на одинаковых модулях E77-900MBL (STM32WLE5). Лиса — маяк-передатчик, 9-байтовый пакет каждые 300 мс. Охотник — приёмник с зуммером: в режиме зон пищит тем чаще, чем сильнее сигнал; в режиме пеленга на каждый пакет щёлкает тоном, высота которого растёт с уровнем сигнала. Фальшлиса — учебный «атакующий» для углублённого блока о защите радиосвязи.

На этом стенде построен курс из восьми уроков труда для 7 класса. Ученики ищут лису по уровню сигнала на этаже, измеряют, как сигнал слабеет с расстоянием, изготавливают из медной проволоки 2 мм направленную антенну Яги по чертежу и технологической карте, проверяют её замером «вперёд/назад» и берут ею пеленг во дворе школы. Три углублённых урока для кружка разбирают подпись пакета, счётчик кадров и перебор подписи.

Чертёж антенны Яги на 869 МГц

Карта курса: FoxHunter — охота на лис

Курс для уроков труда в 7 классе. Ученики ищут спрятанный радиопередатчик по уровню сигнала, изготавливают направленную антенну Яги из медной проволоки 2 мм и деревянной рейки, проверяют её замером и берут ею пеленг во дворе школы. Полные поурочные разработки в формате технологической карты — в разделе «Курс: охота на лис».

Стенд: модули E77-900MBL (STM32WLE5) в трёх ролях. Лиса — маяк, 9-байтовый пакет каждые 300 мс. Охотник — приёмник с зуммером: в режиме зон частота пиков растёт с уровнем сигнала, в режиме пеленга на каждый пакет щелчок, высота тона растёт с уровнем. Фальшлиса — учебный «атакующий» для углублённого блока.

Как распределена сложность

В основной линии нет логарифмов. Ученик пользуется тремя правилами:

  • +3 дБ — вдвое, +10 дБ — вдесятеро;
  • удвоил расстояние — минус 6 дБ на открытом месте, минус 9 дБ в здании;
  • длина волны в метрах = 300 / частоту в МГц.

Каждое правило ученик сначала видит в своих числах: на экране охотника, в таблице замеров, на линейке. Выводы формул — в разделе «Глубже» каждого урока.

Уроки

№ТемаМодуль ФРПЧто остаётся после урока
1Найти лису на слухРобототехникалиса найдена, правило поиска записано
2Децибелы и мощность лисыРобототехникатаблица затухания на 1–16 м, вывод о мощности
3Три лисы по очередиРобототехникатри лисы найдены, объяснено расписание
4Антенна и тень телаРобототехникарасчёт длины волны, диаграмма направленности тела
5Яги: чертёж и заготовкиТехнологии обработки материаловэлементы и стрела в допуске
6Яги: сборка и проверкаТехнологии обработки материаловантенна, протокол испытаний, «вперёд/назад» ≥ 10 дБ
7Пеленг во двореКомпьютерная графика. Черчениезасечка на плане 1:500, лиса найдена
8СоревнованиеРобототехникапротокол, разбор тактики
9Подпись против подменыуглублённо, 14+модель угроз
10Счётчик кадровуглублённо, 14+правило различения ребута и повтора, его слабое место
11Перебор и длина ключауглублённо, 14+расчёт времени перебора

Изделие курса

Антенна Яги на 869 МГц: рефлектор 168 мм, вибратор 2 × 79 мм с зазором 4 мм, директор 148 мм, расстояния 70 и 55 мм, стрела 250 × 20 × 10 мм. Размеры рассчитаны программой NEC-2 для меди 2 мм: усиление 8,2 дБи, отношение «вперёд/назад» 25 дБ, ширина луча в горизонтальной плоскости около 90°, входное сопротивление 30 Ом. При ошибках изготовления ±2 мм по длине отношение «вперёд/назад» в расчёте не опускается ниже 18 дБ. Чертёж — img/yagi-869.svg.

Перенос в другие темы

Что освоеноГде встретится снова
дБм, затухание с расстояниемWarWalk (бюджет радиолинии), планирование Wi-Fi дома
Насыщение шкалы приборавесы, фотоэкспозиция, АЦП
Разделение эфира по временисотовая связь, промышленные шины
Длина волны и полуволновой вибраторлюбая антенна: Wi-Fi, ТВ, рации
Технологическая карта, допуск, контроль изделиявсе практические работы труда
Пеленг и засечкаориентирование, навигация по маякам
Подпись и счётчик кадров (углублённо)LoRaWAN в PowerSentry, банковские карты, автомобильные брелоки