SYSTÈME DE TRACKING GPS "DLXR"

Émetteur LoRa (longue distance) embarqué
Récepteur BLE (Bluetooth) Application Android

Présentation : Guillaume Tchekhov

Voici comment fabriquer soi-même un émetteur LoRa (longue distance) embarqué, accompagné de son récepteur BLE (Bluetooth) pour application Android.
Cet appareil permet de retrouver un modèle perdu hors de vue, dans un champ, dans une foret, au loin…
Ce système DLXR est un traceur GPS pour drones et planeurs radiocommandés, basé sur la technologie LoRa (Long Range) 868 MHz. Le système DLXR est une balise GPS conçue pour les planeurs et drones radiocommandés. Son objectif est simple : vous permettre de retrouver votre modèle en cas de perte, même à plusieurs kilomètres de distance.

Contrairement aux solutions classiques, ce système ne nécessite ni abonnement, ni carte SIM, ni réseau mobile. Il repose uniquement sur une communication radio longue portée (LoRa) et une connexion Bluetooth vers votre smartphone.

Le système se compose de trois éléments principaux :

• Le TX (émetteur) : embarqué sur le modèle, il est composé d’un émetteur LORA de type HELTEC et d’un module GPS. Lit les coordonnées GPS qu’il obtient et le HELTEC les émet via LoRa. Alimenté par le récepteur de la radio.
  
• Le RX (récepteur) : au sol, il reçoit les données transmises par LoRa et les retransmet via Bluetooth vers votre smartphone. Alimenté par une Li-Po 1S.
  
• Une application web : sur un smartphone Android, elle affiche la position en direct sur une carte OpenStreetMap (gratuite).

Modèle › TX LoRa › Récepteur LORA › Bluetooth › Smartphone
Tous les fichiers correspondants sont fournis, vous n’avez qu’à rentrer votre identifiant AlphaTango dans le code du TX.

Ce montage existe sous 3 formes :
* avec id Alpha tango
* sans id Alpha Tango
* version club : plusieurs balises émettent en même temps vers un seul RX et l’appli les voit toutes en même temps sur la même carte.

Avant de voler, vous allez créer l’appli en installant le fichier fourni sur une page GitHub, site d’hébergement de fichiers sites et applis gratuit.

Dans le dossier complet vous aurez un guide pas à pas pour le faire en un instant.

Voilà ce qu’on obtient :

Ici, le nom de votre appli
Le bouton de connexion à votre RX
Carte zoomable Curseur en croix : le modèle après connexion En rond : le point de départ (Home)
Puissance émission, Altitude du modèle, distance sol,
Position GPS où est le modèle
Position GPS de départ (Home)
Id Alpha Tango
Status de la connexion

La pièce donne l’échelle ! Poids du TX : environ 25 g, selon l’antenne. Longueur de l’antenne : 8,5 cm. Démontable, elle est fournie avec le HELTEC.
Alimentation par un BEC ou via un canal de votre récepteur radio.

L'antenne du récepteur Lora est plus longue car c’est une antenne de bonnes performances. Il reste au sol.
Alimentation par une Li-Po 1S, elle est ici avec son chargeur USB. Vous pouvez choisir une 1S ayant déjà sa prise de charge directe.

Voici la séquence d'affichage normale sur l'écran intégré du TX :
• "Initialisation..." —> démarrage
• "GPS OK - 9600 baud" › GPS détecté
• "LoRa OK ! 868 MHz" › radio initialisée
• "Attente GPS / Satellites : 0/3 min" › recherche de fix
• Puis affichage des coordonnées › fix obtenu, émission en cours

Séquence d'affichage normale sur l'écran du RX :
• "Initialisation..." —> démarrage
• "BLE OK: DLXR_RX" —>Bluetooth initialisé
• "LoRa OK! 868MHz" —> radio initialisée
• "Ecoute 868MHz..." —>en attente de trames
• "BALISE RX + BLE:"--—> prêt, en attente de connexion smartphone

Prix de revient :
Le HELTEC : coûte environ 20 €
Le GPS : environ 10 €
L’antenne : environ 10 €

Le système a été testé avec les performances suivantes :
• RSSI (puissance du signal) à 2 mètres : -51 dBm (excellent)
• Sensibilité du LORA : -130 dBm donc marge de liaison disponible : ~80 dB.
• Portée estimée en espace ouvert depuis 100 m d'altitude : 3 à 5 km
• Portée maximale en conditions idéales : jusqu'à 8 km

Le LoRa est bien supérieur à la radiocommande classique (2.4 GHz) en termes de portée et de sensibilité. Le drone sera généralement retrouvé bien après avoir perdu le signal de télécommande.

Prêtez attention à l’installation dans votre fuselage :

L'antenne passe à travers le fuselage. Elle doit être positionnée à la verticale.

L’antenne fournie avec les Heltec est en deux parties : une fixe vissée à travers le fuselage et une partie vissable sur cette embase. Elle dépasse alors de 8 cm.
* fuselage bois ou fibre : pas de problème, antenne la plus verticale possible !
* fuselage carbone : attention, le carbone bloque le passage de l’émission. Installez l’antenne impérativement en dehors du fuselage. C’est l’utilité de la partie démontable.

ATTENTION : Si votre antenne devient fixée au fuselage, il faut que le TX le soit aussi ! Sinon en cas de choc le TX part en avant et arrache l’antenne !

Si ça vous intéresse, téléchargez le dossier complet (Guides de montage, fichiers Arduino, liens vers le matériel etc.) sur ce lien : Dossier Balise GT GPS LORA

Contacter l'auteur : Guillaume Tchekhov