ESP32 + LoRa：長距離ワイヤレスセンサーノードを構築（最大8km）

問題

WiFi は優秀です — 200m 離れた庭にセンサーを置きたくなるまでは。あるいは谷の向こうの農場。あるいは金属倉庫の中。WiFi は50m で死にます。Bluetooth は10m です。

LoRa がすべてを変えます。 E32 LoRa モジュール（915MHz、1W）を使えば、センサーデータを8kmまで送れます — 携帯基地局も、WiFi も、月額料金も一切なし。

作るもの

バッテリー駆動の LoRa センサーノード：

• 温度と湿度を読み取る
• LoRa で受信機にデータを送信する
• 測定の合間に10分間ディープスリープ（バッテリーは数ヶ月持ちます）

難易度： 初心者  |  所要時間： 45分  |  費用： 部品代 約$40

必要なハードウェア（部品リスト）

周波数に関する警告： E32 モジュールには433MHz、868MHz、915MHz 版があります。互いに通信することはできません。2つのモジュールを同じ周波数にしてください。米国では915MHz です。

ステップ1：配線（送信ノード）

E32 LoRa モジュールは UART シリアルを使用します — SPI ベースの LoRa モジュールよりずっと簡単です。複雑なライブラリは不要です！

TX↔RX の交差： UART は電話と同じ — 自分の口（TX）は相手の耳（RX）に繋ぎます。必ず交差接続：モジュール TXD → ESP32 RX2、モジュール RXD → ESP32 TX2。

ステップ2：送信側コード

送信側の ESP32（DHT22 センサーを繋いだ方）にこれをアップロードします：

#include <HardwareSerial.h>
#include "DHT.h"

HardwareSerial LoRaSerial(2); // ESP32 Serial2 (GPIO 16, 17)

#define DHTPIN 13
#define DHTTYPE DHT22
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

// Deep sleep: 10 minutes between readings
#define uS_TO_S_FACTOR 1000000ULL
#define TIME_TO_SLEEP  600

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("sensbench LoRa Sensor Node");

  LoRaSerial.begin(9600);
  dht.begin();
  delay(2000);

  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();

  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println("Sensor read failed!");
  } else {
    String data = "T:" + String(t, 1) + "C H:" + String(h, 1) + "%";
    Serial.println("Sending: " + data);
    LoRaSerial.println(data);
  }

  Serial.println("Deep sleeping for 10 minutes...");
  Serial.flush();

  esp_sleep_enable_timer_wakeup(TIME_TO_SLEEP * uS_TO_S_FACTOR);
  esp_deep_sleep_start();
}

void loop() {
  // Not reached after deep sleep
}

ステップ3：受信側コード

受信側の ESP32（コンピューターに接続する方）にこれをアップロードします：

#include <HardwareSerial.h>

HardwareSerial LoRaSerial(2);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("sensbench LoRa Receiver");
  LoRaSerial.begin(9600);
}

void loop() {
  if (LoRaSerial.available()) {
    String data = LoRaSerial.readString();
    Serial.print("Received: ");
    Serial.println(data);
  }
}

ステップ4：テストする

1. 送信ノードを18650 バッテリーシールドで給電
2. 受信機をコンピューターに接続してシリアルモニターを開く（115200 baud）
3. 10分ごとに、最大8km 先から温度と湿度が届くのを確認できる

なぜこれがうまくいくのか

• ディープスリープ： ESP32 はディープスリープ中わずか10µA しか消費しません。2000mAh の18650 バッテリーなら、センサーノードは3ヶ月以上1回の充電で動きます。
• UART LoRa： SPI ベースの LoRa（SX1276）と違い、E32 モジュールは単純なシリアル通信を使います。複雑なライブラリも、SPI 配線の煩雑さも、設定レジスタも不要です。
• 1W 出力（30dBm）： E32-915T30D は高出力版です。標準モジュールは20dBm（100mW）。これは30dBm（1000mW）— 出力10倍、到達距離3倍。

さらに進めるには

• センサーノードを増やす： 各ノードが異なるスケジュールで送信すれば衝突を回避できます
• クラウドへ転送： 受信側 ESP32 を WiFi に接続し、LoRa データを MQTT に転送
• 太陽光発電： 18650 バッテリーシールドに小型ソーラーパネルを追加して常設化
• メッシュを構築： 複数の受信ノードがデータを中継すれば、さらに長距離化できます

作り続ける： LoRa Long-Range Node キット、$54.99 · E32-915T30D LoRa モジュール、$11.99 · KB：離れたノードを何ヶ月も給電する
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