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Antenas Nova/Helium para ampliar la gama de mineros: Bobcat, SenseCAP, LongFi
Antenas para ampliar el alcance de los mineros de helio
- Todas nuestras antenas LoRa son antenas Nova (Helium): Son compatibles con todos los mineros / dispositivos Nova Labs (Helium Network) en los EE. UU. y Europa.
- Consulte nuestro directorio de accesorios Nova (Helium): Antenas, cables y accesorios para la extensión del alcance de los mineros de helio, incluidos los mineros Bobcat, los mineros SenseCAP y todos los demás mineros de Helium LongFi.
Las antenas Nova (Helium) / LoRa son antenas que se pueden utilizar para soportar la tecnología de redes inalámbricas de largo alcance conocida como Helium y también conocida como LoRa.
Frecuencias de antena LoRa
LoRa utiliza frecuencias en las bandas de frecuencia sin licencia Industrial Scientific and Medical (ISM). Debido a que no tienen licencia, son muy rentables de utilizar y las frecuencias elegidas también tienen un buen rendimiento para la transmisión a distancia y la penetración de edificios u obstrucciones. Las frecuencias clave utilizadas son:
- 915 MHz - También se conoce como la banda de 33 centímetros (la longitud de onda de esta frecuencia). Abarca de 902 Mhz a 928 MHz, mientras que la frecuencia central es de 915 Mhz. El 915 se utiliza sin licencia para LoRa en los Estados Unidos y comparte su uso con la radioafición. También es una banda utilizada por GSM.
- 868 MHz - 868 MHz se utiliza para la red LoRa en Europa; también está libre de licencia y tiene características y rendimiento similares a la banda de frecuencia 915. La mayoría de las antenas LoRa IoT serán de doble banda y, por lo tanto, podrán usarse en los EE. UU. y Europa.
Tipos de antenas LoRa
[A] Antenas LoRa dipolo: Se trata de un diseño de antena omnidireccional básico y muy versátil que se puede atornillar a los dispositivos como una antena externa, normalmente a través de un conector SMA. Muchas de estas antenas tienen un nudillo articulado para que se puedan ajustar para obtener la mejor cobertura. Las antenas dipolo son simplemente dos cables (que son los elementos resonantes), que están conectados en su punto medio por una línea de alimentación.
[B] Antenas Yagi para redes LoRa: Las antenas Yagi son antenas altamente direccionales que son extremadamente efectivas para transmitir datos a largas distancias. Están formados por un conjunto de elementos parásitos alineados delante y detrás de un solo elemento accionado que está conectado a la línea de alimentación. La disposición de los elementos parásitos en el diseño del Yagi le da a la antena su rendimiento direccional de alta ganancia.
[C] Antenas de disco para LoRa: Las antenas de disco son antenas omnidireccionales diseñadas para el montaje en orificios pasantes en techos de vehículos y otras superficies. Se llaman así porque se asemejan a un disco de hockey.
[D] Antenas LoRa de 915 MHz con látigo de cuarto de onda: Estas antenas de longitud de onda completa, media o cuarto de onda están diseñadas para montarse en vehículos o conectarse directamente a dispositivos. Proporcionan una cobertura omnidireccional.
[E] Antenas LoRa colineales: Las matrices colineales están compuestas por múltiples elementos de antena que se apilan verticalmente para un aumento neto de la ganancia. Estas potentes antenas exteriores están montadas en altura para una conectividad de largo alcance.
[F] Antenas Stub LoRa: Son antenas cortas y helicoidales que se comprimen en pequeñas unidades. El enrollamiento del elemento de la antena (generalmente un cuarto de longitud de onda) reduce la longitud total de la antena, haciéndola compacta y portátil.
Antenas externas para Nova Labs (Helium) Mineros / Hotspots.
La cobertura lograda por un punto de acceso Nova (helio) es fundamental para su rendimiento en la obtención de recompensas HNT. Por lo tanto, a los propietarios de mineros les interesa lograr la mejor cobertura posible actualizando la antena del punto de acceso Nova (helio) a una antena externa con mayor ganancia. La antena correcta puede pagarse a sí misma a los pocos días de la compra, ya que logra la conexión a más puntos de acceso testigos y el minero al que está conectada tendrá un mejor rendimiento de PoC.
Las antenas Nova (Helium) son antenas LoRa, y mediante el uso de una antena LoRa exterior con un rendimiento mejorado, los usuarios de Helium están descubriendo que los mineros pueden ser más rentables, lo cual es importante dados los importantes costos iniciales. Data Alliance lleva antenas LoRa para las frecuencias 868 y 915.
En áreas con una alta densidad de puntos calientes, una antena LoRa exterior que esté conectada al minero puede producir un aumento significativo en las ganancias. Una antena LoRa omnidireccional externa también puede ajustar su posición para optimizar su alcance. Los conjuntos colineales de fibra de vidrio montados en altura y las antenas LoRa de látigo de montaje magnético son soluciones populares.
Antenas LoRa que cumplen con RoHS
Nuestra gama de antenas LoRa de alta calidad se fabrica con los más altos estándares con piezas de excelente procedencia. Toda nuestra gama de antenas LoRa cumple con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS), una ley de la Unión Europea que limita el uso de ciertos materiales peligrosos en equipos eléctricos y electrónicos (EEE).
Estas antenas también cumplen con la legislación nacional e internacional sobre minerales de conflicto, incluida la Sección 1502 de la Ley Dodd-Frank y el Reglamento de Minerales de Conflicto. Los artículos que cumplen con los requisitos no utilizan oro, estaño, tantalio o tungsteno que provengan de áreas asociadas con conflictos o trabajo forzado.
La importancia de las antenas LoRa
En los EE. UU., el uso de la banda de frecuencia de 433 MHz está restringido por las regulaciones de la FCC, lo que requiere el uso de la frecuencia de 915 MHz para redes LoRa. Esta frecuencia de sub-gigahercios admite la conectividad de largo alcance que es característica de las redes LoRa. Las antenas de 915 MHz tienen la ventaja de ser de mayor ganancia. La banda de frecuencia de 433 MHz se utiliza para LoRa en Asia.
Transmisión de señales mediante LoRa La propagación de la señal para LoRa depende principalmente de la línea de visión. Esto significa que las antenas y repetidores LoRa de 915 MHz generalmente se montan a una altura que está por encima de obstrucciones como edificios o colinas. La señal de una antena de 915 MHz es capaz de viajar alrededor del 75 por ciento de la distancia de una antena de 433 MHz con una potencia de transmisión equivalente. Las señales LoRa también pueden penetrar en edificios y vegetación.
Características de las redes de área inalámbricas LoRa
LoRa utiliza modulación de espectro ensanchado para una transferencia eficiente de datos de baja energía a distancia.
Chirp Spread Spectrum (CSS) está adaptado para su uso en LoRa. En CSS se incrementa el ancho de banda de la señal transmitida, compensando cualquier deterioro en la relación señal/ruido. La velocidad de datos también se regula para mejorar la cobertura de la señal o el consumo de energía cuando sea necesario.
Este enfoque hace que la transmisión LoRa sea resistente al desvanecimiento por trayectos múltiples, al tiempo que mantiene bajo el consumo de energía, una ventaja en entornos urbanos. Sin embargo, las velocidades de datos son fundamentales para lograr el rendimiento de baja potencia y área amplia de LoRa, y las velocidades de datos deben mantenerse bajas. Los datos transmitidos se dividen en "chirridos" que se transmiten o "propagan" con velocidad y frecuencia variables. La tasa de chirp utilizada se denomina factor de dispersión (SF) y determina el uso más eficiente de la red.
Las características clave de la conectividad LoRa incluyen:
- Escalabilidad de frecuencia y ancho de banda.
- Conectividad de largo alcance
- Los transmisores en redes LoRa tienen baja potencia de salida.
- Las redes LoRa son resistentes a las interferencias dentro y fuera de banda, así como al desvanecimiento y al desplazamiento Doppler
- Capacidad para combinar conexiones individuales para crear redes de malla de alta capacidad
- Una estructura descentralizada que admite la localización a través de nodos en red
El protocolo de red LoRaWAN
LoRa tiene una arquitectura de sistema punto a multipunto. Su arquitectura, control (frecuencias utilizadas y velocidades de datos) y comunicación dentro de las redes desplegadas se especifican en su protocolo de red propietario.
Los dispositivos que forman parte de una red LoRa solo transmiten cuando tienen datos para enviar. Sus transmisiones se retransmiten a través de una jerarquía de nodos dentro de la red de malla de la que forman parte.
La red LoRa puede ser limitada en el sentido de que carece de un sistema para reconocer que se han recibido datos. Esto se aborda en redes basadas en LoRa como Nova Labs (Helium Network) que se describe a continuación. La cobertura de los nodos dentro de las redes LoRa puede ser de hasta 15 kilómetros (10 millas).
Los nodos o dispositivos que participan dentro de una red LoRa son de tres tipos:
- Los nodos de clase A transmitirán sus datos de forma asíncrona o cuando sea necesario. Sin datos para transmitir, permanecen inactivos, lo que mantiene bajo su consumo de energía.
- La clase B no se comunicará con otros nodos de la red a intervalos regulares. Los nodos receptores funcionan con batería o con la red eléctrica y, por lo tanto, son capaces de escuchar las transmisiones a intervalos programados.
- Los dispositivos o nodos de clase C siempre están encendidos. Estos nodos activos pueden recibir una transmisión de señal en cualquier momento. Por lo general, requieren alimentación de red.
Antenas LoRa para IoT
LoRa está demostrando ser un contendiente clave para la tecnología que sustenta la expansión masiva del Internet de las Cosas. Actualmente, las redes de IoT son heterogéneas y dependen de tecnologías celulares, WiFi y otras tecnologías de redes de malla. Aunque efectivas, las redes de alto rendimiento, como WiFi o celulares, son costosas y no están bien adaptadas a los requisitos de los dispositivos IoT. LoRa, por otro lado, está diseñado para admitir sistemas basados en sensores que envían paquetes de datos diminutos a intervalos irregulares. La mayoría de los sistemas de datos celulares pueden igualar la cobertura y el alcance de LoRa, aunque tienden a ser más caros de mantener en comparación con los sistemas LoRa. La razón de esto es que LoRa exige menos de la red subyacente, dado su uso significativamente menor de ancho de banda. Esto hace que las suscripciones a la red celular sean muchas veces más caras que LoRa.
La cobertura de larga distancia de LoRa es compatible con dispositivos IoT en ubicaciones remotas donde la red eléctrica no está disponible. Como LoRa es de baja potencia, se puede usar con dispositivos alimentados por baterías que pueden durar hasta 10 años en el campo.
Semtech licencia un chipset compatible con LoRa que se puede integrar con dispositivos IoT para que puedan conectarse. La Alianza LoRa está formada por más de 500 empresas que trabajan en la estandarización de la interoperabilidad de LoRa y contribuyen a un mercado en crecimiento de soluciones basadas en LoRa.
Aplicaciones que utilizan antenas LoRa
LoRa se ha utilizado en una amplia gama de aplicaciones, aunque es más preferido en dispositivos de IoT Internet de las cosas que:
- No tienen acceso a la electricidad
- No requiere retroalimentación instantánea
- Son demasiados para obtener una costosa suscripción celular
- Son inconvenientes o imposibles de acceso físico
Debido a su largo alcance y baja potencia, los dispositivos de punto final se pueden implementar en todo tipo de instalaciones exteriores e interiores. Las aplicaciones incluyen dispositivos en ciudades inteligentes, logística inteligente, cadena de suministro, hogares inteligentes, medición inteligente y agricultura inteligente.
Las aplicaciones LoRa están tan extendidas y son tan diversas que la tecnología ha crecido hasta establecer el estándar para la conectividad LP-WAN. Está comenzando a superar las tecnologías competidoras de IoT/M2M como SigFox y NB-IOT (comparación a continuación).
Los sectores comerciales que actualmente utilizan la tecnología LoRa para IoT incluyen
- Vigilancia ambiental: Los dispositivos IoT basados en sensores pueden medir factores ambientales clave como la calidad del aire, las precipitaciones y la temperatura del suelo o del agua. Las estaciones científicas alimentadas por baterías pueden transmitir sus datos a largas distancias a un centro remoto.
- Agricultura: Una vez más, la naturaleza de larga distancia de las redes LoRa significa que grandes territorios de tierras agrícolas pueden ser monitoreados para puntos de datos útiles, incluyendo el crecimiento de plantas, movimientos de ganado, irrigación o producción de huevos.
- Rastreo de mascotas: Las redes LoRa que tienen una cobertura confiable se pueden usar para la geolocalización no GPS o el seguimiento de mascotas que usan un dispositivo mientras se mueven entre los nodos de la red de malla.
- Infraestructura de servicios públicos: Los medidores de servicios públicos se pueden monitorear de forma remota con medidores que transmiten sus lecturas usando LoRa.
- Seguimiento de inventario: Los activos valiosos se pueden proteger y monitorear utilizando una red basada en LoRa.
SigFox es una alternativa de red de largo alcance y baja energía a LoRa
Antenas SigFox de 915 MHz
Estas antenas de 915 MHz también son adecuadas para soportar la conectividad SigFox, ya que utiliza la misma frecuencia que LoRa.
La tecnología LP-WAN de SigFox utiliza la modulación binaria diferencial por desplazamiento de fase (DBPSK) y la modulación por desplazamiento de frecuencia gaussiana (GFSK) en lugar del CSS utilizado por LoRa para lograr una conectividad de menos de gigahercios. Tiene una velocidad de datos de 100 bits por segundo con conectividad bidireccional limitada. Las redes SigFox tienen una topología de estrella de un solo salto. Dependen en gran medida de las antenas de 915 MHz para un funcionamiento óptimo.
Las diferencias clave entre LoRa y SigFox incluyen:
- SigFox funciona como un operador de red, proporcionando la tecnología por suscripción que las empresas utilizarán para crear sus redes.
- Las redes SigFox tienden a ser simples redes de estrellas en comparación con las redes de malla expansivas de LoRa. Las redes SigFox tienden a tener una comunicación bidireccional muy limitada entre los nodos participantes.
- SigFox ofrece una mayor cobertura que LoRa y está disponible en 60 países.
- El CSS de LoRa utiliza mucho más ancho de banda que SigFox.
- SigFox utiliza transmisiones poco frecuentes y tiene una mayor duración de la batería.
- Los módulos de radio y chipsets SigFox son más baratos.
LoRa frente a NB-IoT
El Internet de las cosas de banda estrecha (NB-IoT) es una alternativa notable a LoRa para redes de IoT. Utiliza tecnología LTE con licencia desarrollada y estandarizada por el Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP).
NB-IoT se diferencia de LoRa porque utiliza tecnología para sus redes. NB-IoT opera en una parte del espectro con licencia, mientras que LoRa utiliza bandas ISM sin licencia. En comparación, LoRa consume menos energía y ancho de banda y es de baja latencia. Tener licencia hace que NB-IoT sea más caro y consuma más energía, pero NB-IoT es más seguro.
Las antenas de 915 MHz también se pueden utilizar para radioaficionados.
Los usuarios de radioaficionados pueden usar la banda de 33 centímetros para la televisión de aficionados (ATV) y las comunicaciones de radio como FM, CW y SSB. Es popular porque tiene cualidades de rendimiento y propagación similares a la banda de 70 centímetros. Se advierte a los entusiastas que la banda puede estar sujeta a interferencias de dispositivos que la utilizan como banda ISM. Estas antenas externas de 915 MHz se pueden utilizar con radios, repetidores y amplificadores.
En conclusión
La banda de frecuencia de 915 MHZ se ha convertido en estándar para las tecnologías de redes de área amplia y baja potencia ampliamente disponibles, y en los EE. UU. es estándar para LoRA y otras tecnologías inalámbricas de subgigahercios. Su rentabilidad y cobertura lo hacen capaz de proporcionar el soporte necesario para una creciente gama de aplicaciones de IoT.
LoRa es una tecnología rápidamente escalable para redes de IoT que ha demostrado un rendimiento y una utilidad constantes en comparación con sus competidores más cercanos.
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