LoRa, do inglês Long Range, é uma tecnologia de radiocomunicação de longo alcance and baixo consumo de energia amplamente utilizada em várias aplicações do universo IoT. O protocolo opera através do envio pequenos pacotes de dados, o que agiliza a comunicação. Desenvolvido com base em um padrão aberto, o protocolo é capaz de conectar diferentes dispositivos em uma rede de baixa potência, permitindo que eles operem com eficiência energética e alta capacidade de transmissão de dados.
O protocolo LoRa permite a comunicação entre dispositivos em uma distância de até 10 km em áreas urbanas e até 15 km em áreas rurais. Essas distâncias são possíveis no Brasil graças ao uso de duas faixas de frequência regulamentadas: a de 902 até 907.5 MHz, e a de 915 a 928 MHz. Essas frequências possuem baixa interferência, o que as torna ideias para transmissão de dados de longo alcance.
Características e aplicações para a tecnologia LoRa
O uso de tecnologias de comunicação de dados sem fio em sistemas de automação, coleta de dados e telemetria é uma tendência em crescente expansão em especial como uma força motriz das revoluções propiciadas pela Indústria 4.0. As vantagens do uso de tecnologia sem fio são inúmeras e a sua disseminação ainda está abaixo do seu real potencial, principalmente por dúvidas quanto à safety, estabilidade and confiabilidade neste tipo de comunicação.
As soluções de comunicação sem fio reduzem os custos com cabeamento, instalação e comissionamento, chegando a impactar também a etapa de manutenção, permitindo o acesso a dados que não poderiam ser acessados por tecnologias com fio. O acesso e análise destes dados podem evitar paradas desnecessárias em processos e sistemas, o que aumenta a sua disponibilidade, produtividade and safety na infraestrutura disponibilizada.
O padrão LoRa é a modulação sem fio utilizada para criar o link de comunicação de longo alcance entre datalogger e gateway. A tecnologia LoRa é baseada na modulação de espalhamento espectral, que mantém as características de baixa potência da modulação FSK (Frequency-Shift Keying), mas aumenta significativamente o alcance da comunicação. O espalhamento espectral tem sido usado em comunicações militares e espaciais por décadas devido às longas distâncias de comunicação que podem ser alcançadas e à sua robustez contra interferência, mas o LoRa é a primeira implementação de baixo custo para uso comercial.
Devido a sua banda de operação Sub-Gigahertz, a penetração das comunicações LoRa também permite interações com dispositivos localizados em subterrâneos ou porões de estabelecimentos.
Falando em datalogger, você sabia que os CLPs da linha Nexto Xpress podem ser utilizados para coleta de dados ao estilo de um datalogger. No vídeo abaixo, falamos sobre essa característica avançada dos CLP compacto e IoT-ready da Altus.
Vantagens e onde utilizar o padrão LoRa
Uma das principais vantagens do protocolo LoRa é sua eficiência energética. Por ter baixíssimo consumo de energia, os dispositivos que utilizam o padrão podem operar alimentados por baterias por um longo período, sem precisar de trocas ou recargas. Além disso, o LoRa é capaz de conectar milhares de dispositivos simultaneamente, o que o torna uma opção ideal para projetos de grande escala.
A compatibilidade do padrão LoRa com vários dispositivos e plataformas IoT disponíveis no mercado torna sua implementação mais fácil e econômica. Veja algumas aplicações do protocolo em diferentes mercados:
1. Monitoramento de vazamentos em sistemas de distribuição de água: sensores LoRa podem ser colocados em diferentes pontos do sistema para detectar vazamentos e enviar alertas em tempo real para os técnicos responsáveis.
2. Monitoramento de qualidade do ar em áreas urbanas: o protocolo também pode ser usado em sensores para medir a concentração de poluentes e alertar as autoridades de saúde pública sobre áreas com altos níveis de poluição.
3. Monitoramento de temperatura e umidade em plantas de produção de alimentos: a o padrão pode ser utilizado em diferentes áreas da planta para garantir que as condições de armazenamento e produção sejam adequadas.
4. Monitoramento de níveis de ruído em áreas urbanas: sensores LoRa podem ser usados para monitorar os níveis de ruído em diferentes áreas da cidade e enviar alertas para as autoridades de controle de ruído quando necessário.
5. Controle remoto de iluminação pública: equipamentos com LoRa podem ser usados para monitorar a iluminação pública e ajustar a luminosidade de acordo com a necessidade, economizando energia.
6. Monitoramento de tráfego em tempo real: sensores com a tecnologia podem ser colocados em diferentes pontos da cidade para monitorar o tráfego e enviar informações em tempo real para os motoristas.
7. Controle remoto de irrigação: o padrão pode ser usado para monitorar as condições do solo e enviar comandos para sistemas de irrigação, garantindo que as plantas recebam a quantidade ideal de água.
8. Controle remoto de sistemas de segurança: monitoramento de sistemas de segurança, como alarmes e câmeras de segurança, e enviar alertas em tempo real para as autoridades de segurança pública.
9. Monitoramento de sensores em áreas de mineração: sensores LoRa podem ser usados para monitorar as condições de trabalho em áreas de mineração, garantindo a segurança dos trabalhadores.
10. Monitoramento de condições climáticas em fazendas: equipamentos com LoRa ser colocados em diferentes áreas da fazenda para monitorar as condições climáticas, como temperatura, umidade e vento, permitindo que os agricultores ajustem as condições de cultivo para maximizar a produção.
Assim como a tecnologia LoRa é utilizada para coleta remota de dados, existem outros recursos no mundo do controle de processos e supervisão de sistemas que permitem o acesso remoto aos dados e variáveis de uma aplicação distante. Entre elas está o Web Server, ferramenta embarcada em alguns dos CLPs da linha Nexto para supervisão remota. No webinar Web Server embarcado em CLP, exploramos esse recurso e suas usabilidades.
O uso do protocolo LoRa para melhorar a eficiência energética
Você pode utilizar a tecnologia LoRa para melhorar a eficiência energética de várias maneiras. Primeiramente, o LoRa permite a implantação de sensores de monitoramento de energia em diferentes equipamentos e processos industriais. Esses sensores podem coletar dados em tempo real sobre o consumo de energia, possibilitando uma visão detalhada e precisa do perfil de consumo da indústria. Com base nesses dados, a empresa pode identificar áreas de desperdício ou ineficiência energética e implementar medidas corretivas.
Além disso, o LoRa possibilita a comunicação eficiente e confiável entre os dispositivos IoT na indústria, como sensores, atuadores e controladores. Isso permite a implementação de sistemas de controle inteligentes, nos quais os dispositivos podem trocar informações sobre o estado de operação, ajustar parâmetros de acordo com a demanda e otimizar o consumo de energia em tempo real.
O uso do protocolo LoRa também oferece a vantagem de uma infraestrutura de comunicação de baixo custo and baixo consumo de energia. A tecnologia de longo alcance permite cobrir grandes áreas industriais com poucas antenas, reduzindo a necessidade de infraestrutura adicional. Além disso, o baixo consumo de energia dos dispositivos LoRa prolonga a vida útil das baterias, eliminando a necessidade frequente de substituição.
No artigo mais eficiência energética com um multimedidor de energia, exploramos o conceito de eficiência energética, seus objetivos e como você pode reduzir custos e maximizar seus resultados com o mínimo de energia possível.
