MuMo - Node_draft: 24 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

### ACTUALIZACIÓN 10-03-2021 // la última información / actualizaciones estarán disponibles en la página de github:

¿Qué es MuMo?

MuMo es una colaboración entre el desarrollo de productos (un departamento de la Universidad de Amberes) bajo el nombre de Antwerp Design Factory y el Antwerp Fashion Museum. El objetivo del proyecto es construir un sistema de monitoreo IOT de código abierto basado en una red LoRa.

• Debería ser fácil de configurar.
• Debería ser fácil de montar.
• Debe ser escalable en términos de área de aplicación.

Qué contiene el proyecto MuMo:

Nodo MuMo

El nodo MuMo es un dispositivo de baja potencia con baterías AA que puede medir y transmitir parámetros ambientales a través de una red LoRa. Los parámetros son temperatura, humedad, presión ambiental y brillo. *** El nodo MuMo se puede ampliar con otras funcionalidades para ser utilizado en otras aplicaciones. ***

MuMo Gatway

El MuMo Gateway es un gateway LoRa activo que puede recibir y reenviar señales LoRa desde el dispositivo Node a través de Internet. En este proyecto, la puerta de enlace también estará equipada con los mismos sensores del dispositivo MuMo Node, sensor de polvo de aire y una trampa de insectos que se puede monitorear de forma remota con una cámara.

*** La puerta de enlace no necesita estar equipada con sensores o una cámara. También solo puede servir para proporcionar una red LoRa (pasarela sin medición). ***

Panel de MuMo

El Tablero de MuMo se proporciona para crear una aplicación web de descripción general de la red que se está creando. Se hace fácil de usar con diferentes funcionalidades. El tablero se puede personalizar completamente según los deseos y la aplicación del usuario.

Página de Github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Páginas instruccionables:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Herramientas necesarias:

• Impresora 3D con filamento
• Hierro de soldadura / soldadura
• Alicates de corte pequeños
• Pistola de pegamento caliente (u otras herramientas de fijación)
• Destornillador pequeño

Paso 1: #Hardware - Pedido de piezas

Piezas por encargo:

Consulte la página de github para obtener una descripción general reciente:

github.com/jokohoko/Mumo/blob/main/Shopping_list.md

Paso 2: #Hardware - Piezas impresas en 3D

Piezas para imprimir en 3D:

• NODE_Main_Housing
• NODE_Battery_Tray
• NODE_Backcover

Consulte la página de github para obtener los archivos STL más recientes:

github.com/jokohoko/Mumo/tree/main/STL_NODE

Filamento de impresión:

• PETG (preferido y más duradero)
• PLA

Configuración general de impresión:

• No se necesita apoyo
• Relleno no es necesario
• 0,2 altura de capa
• 3 perímetros exteriores (para mayor resistencia y durabilidad)

Paso 3: #Hardware - Prepare la bandeja de la batería

Partes:

• 2 x caja de batería (nodo lateral: también puede usar solo una caja de batería para 3 baterías AA, ¡pero el rango de vida será más corto!)
• 1 x conector de alimentación JST 2.0 (incluido con la placa Seeed LoRaWan)
• Pieza impresa en 3D: bandeja de la batería

Instrucciones - Soldadura: (Advertencia CALIENTE - ¡tenga cuidado!)

1. Suelde todos los cables rojos juntos
2. Suelde todos los cables negros juntos.
3. Asegúrese de que el trabajo de soldadura esté protegido con material aislante. Esta puede ser una funda que coloque sobre el cable antes de soldar o una cinta aislante que aplique después.

Instrucciones - Fijación del portapilas:

1. Pegue los soportes de la batería en la bandeja de la batería de modo que los cables queden hacia el lado con el recorte (vea la imagen). Esto se puede hacer con pegamento caliente (preferido), cinta adhesiva de doble cara, silicona, un segundo pegamento,…

Paso 4: #Hardware - Prepare la placa LoRaWan

Parte:

Tablero LoRaWan

Instrucción:

Antes de quitar el led de la placa, conecte la placa a la computadora y compruebe si se enciende el led de encendido. Después de quitar el led ya no tenemos indicación de energía.

Para reducir el consumo de energía del escudo Lorawan debemos quitar dos LED que son puramente informativos. El LED de encendido (PWR) y el indicador de carga (CHG).

¡Tenga mucho cuidado de no dañar la placa durante este proceso! Utilice un juego de alicates afilados.

1. Localice el LED de carga (CHR) y el powerLED (PWR) (vea la imagen de la vista superior con los rectángulos verdes)
2. Corta la soldadura del LED. El LED debería soltarse.
3. Retire los leds y compruebe si las piezas se retiraron limpiamente sin dañar las huellas de debajo.

Paso 5: #Hardware - Ensamblaje 1: TSL2561 / BME680

Partes:

• Impresión 3D: "Cuerpo principal del nodo"
• Sensor de luz digital (sensor pequeño)
• Sensor BME680 (sensor largo)
• 2 x cables conectores Grove I2C
• 4 x tornillos M2x5

Instrucciones:

1. Conecte uno de los cables de la arboleda al sensor de luz digital. Y el otro al sensor BME680.
2. Coloque los sensores en la carcasa de impresión 3D ("Cuerpo principal del nodo").
3. Luz digital en la parte superior izquierda / BME680 en la parte superior derecha. La parte de conexión del sensor está boca abajo (¡no visible!). Tienes que doblar los cables para que hagan un giro brusco.
4. Y atornille ambos en su lugar con los tornillos m2x5 mm.

Paso 6: #Hardware - Ensamblaje 2: Tablero Seeed LoRaWan

Partes:

• Bandeja de batería con portapilas
• Tablero Seeed LoRaWan
• Nodo del cuerpo principal
• 4 x tornillos M2x5

Instrucciones:

1. Inserte el cable de alimentación de la bandeja de la batería en la placa LoRaWan.
2. Doble el cable de alimentación para que los cables no ocupen mucho espacio.
3. Inserte la placa LoRaWan en la carcasa con el conector USB y el cable de alimentación primero.
4. Alinee los orificios de la placa LoRaWan con las clavijas de montaje de la carcasa.
5. Asegúrese de colocar la placa LoRaWan junto a la pared divisoria. (ver fotos)
6. Inserte los cuatro tornillos en la posición indicada de la placa (vea la imagen de la vista superior - Círculos verdes)
7. Cuando apriete los tornillos, asegúrese de que el botón de reinicio esté correctamente alineado con el botón pulsador en el costado del nodo. (vea la imagen de la vista superior - Rectángulo azul)
8. Compruebe si el botón de reinicio funciona correctamente. Si el botón no se mueve o no toca el botón de reinicio o la placa, puede haber inconsistencias en la calidad de impresión 3D. Intente mover la placa ligeramente o considere romper el botón de reinicio impreso de plástico por completo para resolver esto. Aún puede restablecer el botón a través del orificio de la impresión.
9. Pase la antena por la abertura prevista en el bloque de soporte de la batería, con cuidado para no romper la antena.

Paso 7: #Hardware - Ensamblaje 3: Conecte los pines I2C

Instrucciones:

Conecte los cables Grove a las ranuras i2C del Seeeduino. Solo los dos conectores más externos son pines I2C y se pueden utilizar para nuestros sensores. Pero puede intercambiar ambos conectores de sensores. (ver imagen - rectángulo azul)

Paso 8: #Hardware - Ensamblaje 4: Gestión de cables - Cables I2C

Instrucciones:

1. Detrás del bloque de soporte de la batería hay espacio para empujar los cables I2C hacia abajo. El ajuste es ajustado para que no se salgan.
2. Oriente bien los cables para que no interfieran con la bandeja de la batería que se colocará en la parte superior en un momento.

Comentario: Deje el hardware del nodo como está por ahora. Primero configuraremos el código.

Paso 9: #TTN - Registrarse / Iniciar sesión

La red de cosas proporciona un conjunto de herramientas abiertas y una red abierta global para crear su próxima aplicación de IoT a bajo costo, con la máxima seguridad y lista para escalar.

* Si ya tiene una cuenta, puede omitir este paso

Instrucciones:

1. Regístrese en The Things Network y cree una cuenta
2. Siga las instrucciones del sitio web de TTN.
3. Después de registrarse, inicie sesión en su cuenta
4. Ve a tu consola. Lo encontrarás en el menú desplegable de tu perfil (ver imagen)

Paso 10: #TTN - Configuración de la aplicación

* Si ya tiene una aplicación, puede omitir este paso

Una aplicación es un entorno en el que puede almacenar varios dispositivos de nodo.

Instrucciones:

1. Cuando esté en la consola, haga clic en aplicaciones (ver imagen 1).
2. Haga clic en "agregar aplicación"
3. Ahora se encuentra en la ventana para agregar aplicaciones (vea la imagen 2).
4. Hacer una identificación de la aplicación
5. Proporcione una descripción a su aplicación
6. Configure su registro de manejador (dependiendo de su ubicación)
7. Cuando haya terminado, haga clic en "Agregar aplicación".

Paso 11: #TTN - Configuración de formatos de carga útil

La configuración de la carga útil es importante para leer correctamente la información de los datos entrantes.

Instrucciones:

1. En la descripción general de la aplicación, haga clic en "Formatos de carga útil". (ver imagen 1 - rectángulo verde)
2. Copie y pegue la función (marque el enlace de github debajo) en el editor del decodificador. (ver imagen - rectángulo azul)
3. Haga clic en el botón Guardar para guardar su resultado.

Enlace de función para el editor de decodificadores:

github.com/jokohoko/Mumo/blob/main/documentation/Payload_format.md

Paso 12: #TTN - Agregar dispositivos

Si todo va bien, ahora está en la descripción general de la aplicación. Donde tienes control sobre tu aplicación. Ahora vamos a agregar un nuevo dispositivo (nodo) o aplicación.

Instrucciones:

1. Haga clic en registrar dispositivo (ver imagen 1 - rectángulo verde)
2. Ingrese un ID de dispositivo
3. Establezca Device EUI en generado automáticamente. Haga clic en las flechas que se cruzan en el lado izquierdo.
4. Cuando haya terminado, haga clic en "registrar dispositivo".
5. El dispositivo ahora está creado.

Paso 13: #TTN - Configuración del dispositivo

Este paso es realmente importante para obtener una buena conexión de la configuración LoRa de los dispositivos.

Instrucciones:

1. Cuando esté en la página de descripción general del dispositivo, haga clic en "configuración" (ver imagen 1 - rectángulo verde)
2. En la página de configuración, puede dar una descripción a su dispositivo (no es necesario)
3. Establezca el modo de activación en ABP.
4. Marque "Comprobaciones del contador de fotogramas". Lo encontrará en la parte inferior de la página.
5. Deje todo el dispositivo EUI, la dirección del dispositivo, la clave de sesión de red y la clave de sesión de la aplicación para la generación automática.
6. Haga clic en el botón Guardar para guardar la nueva configuración.
7. Vuelve a la página de "configuración". (ver imagen 3 - rectángulo verde)
8. ¡Vuelve a configurar el modo de activación en OTAA! (ver imagen 4 - rectángulo verde)
9. Deje la clave de la aplicación para la generación automática.
10. Haga clic en el botón Guardar para guardar la nueva configuración (ver imagen 5 - rectángulo verde)

Paso 14: #Code - Descarga del código Arduino

Ok, hasta ahora todo bien. Tenemos nuestro ensamblaje de nodo, tenemos una cuenta en el TTN, creamos una aplicación con el formato de carga útil correcto y creamos un dispositivo (OTAA) en esa aplicación. Así que ahora solo tenemos que configurar el código Arduino con la misma información de configuración que el dispositivo que creamos en TTN. En el siguiente paso, cargaremos el código en la placa LoRaWan del nodo.

Instrucciones:

1. Descargue el directorio mumoV1 de la página de Github.
2. Descargue la última versión del software arduino. (https://www.arduino.cc/en/software)
3. Abra el archivo de código arduino "mumoV1.ino" (encontrará el enlace de Github debajo de las instrucciones)

Enlace de Github:

github.com/jokohoko/Mumo/tree/main/mumoV1

Paso 15: #Code - Arduino - Configuración del dispositivo con TTN

Instrucciones:

1. Abra thethingsnetwork (TTN), vaya a la descripción general de su dispositivo, donde encontrará toda la información de configuración del dispositivo. Vamos a usar esto para configurar el código arduino.
2. En el código arduino, vaya a la pestaña "mumoV1.h".

Configurar ID de nodo:

1. Copie el device_EUI del TTN y péguelo en el código arduino (vea la flecha morada).
2. Copie theapplication_EUI del TTN y péguelo en el código arduino (vea la flecha azul).
3. Copie el app_key del TTN y péguelo en el código arduino (vea la flecha verde). Si el network_session_key no es visible, haga clic en el símbolo "ojo" (vea el círculo verde).
4. Copie el device_adress del TTN y péguelo en el código arduino (vea la flecha amarilla).
5. Copie la clave network_session_key del TTN y péguela en el código arduino (vea la flecha naranja). Si la clave de sesión de red no está visible, haga clic en el símbolo "ojo" (vea el círculo naranja).
6. Copie la clave app_session_key del TTN y péguela en el código arduino (vea la flecha roja). Si app_session_key no está visible, haga clic en el símbolo "ojo" (vea el círculo rojo).

Paso 16: #Code - Arduino - Instale RTC y la biblioteca Adafruit

1. En la interfaz de arduino, haga clic en Sketch> Incluir biblioteca> Administrar bibliotecas …
2. Aparecerá la ventana de administración de la biblioteca.
3. En la barra de búsqueda escribe: rtczero
4. Instale la última versión de la primera biblioteca
5. En la barra de búsqueda, escriba: adafruit BME680 (para el sensor BME680)
6. Instale la última versión de la primera biblioteca
7. En la barra de búsqueda, escriba: adafruit TSL2561 (para el sensor TSL2561)
8. Instale la última versión de la primera biblioteca.
9. En la barra de búsqueda, escriba: flashstorage ATSAM Instale la última versión de la primera biblioteca.

Paso 17: #Code - Arduino - Instalación de la biblioteca Seeeduino LoRaWAN

Instalamos la biblioteca de tableros Seeed para comunicarnos con el tablero.

Instrucciones:

1. En la interfaz de arduino, haga clic en Archivo> Preferencias y copie la URL (debajo) en "URL adicionales del administrador de tableros" (ver imagen - rectángulo rojo).
2. Haga clic en "Aceptar".
3. De vuelta en la interfaz de arduino, haga clic en Toos> Board> Board Manager.
4. En la barra de búsqueda, escribe "lorawan".
5. Verá la biblioteca de la placa Seeed LoRaWan. (ver imagen - rectángulo verde).
6. Haga clic en "instalar" y espere hasta que esté listo.

URL:

Paso 18: # Código - Arduino - Selección de placa / Puerto COM

Instrucciones:

1. Conecte la placa LoRaWAN con un cable micro USB a su computadora.
2. En su interfaz arduino, haga clic en Herramientas> Tablero y seleccione el tablero "Seeeduino LoRaWAN". (ver foto)
3. Seleccione en el mismo menú el puerto COM correcto.

Paso 19: #Code - Arduino - Cargue el código en la placa

Ahora que tenemos nuestro código listo, ¡es hora de poner el código en la placa LoRaWAN!

Instrucciones:

1. Asegúrese de que su placa LoRaWAN todavía esté conectada a su PC.
2. Haga doble clic en el botón de reinicio en el nodo lateral. Verá que los led parpadean. Esto significa que el dispositivo está en modo de cargador de arranque.
3. Debido al modo de cargador de arranque, tenemos que seleccionar un nuevo puerto COM. Esto se hace exactamente igual que en el paso 18.
4. Haga clic en el botón de carga. Es el botón con la flecha apuntando hacia la derecha. (Ver imagen - círculo rojo).
5. Debería ver "carga completa" en la esquina inferior derecha.

Paso 20: #Code - Arduino - ¡Prueba el código

Instrucciones:

1. En la vista general del dispositivo de TTN, haga clic en "Datos". Allí encontrará todos los datos entrantes de ese dispositivo de nodo específico. (ver imagen - rectángulo rojo)
2. Para probar la transmisión de datos, presione el botón de reinicio en el costado del dispositivo de nodo para enviar la señal.
3. Si la señal LoRa es recibida por una puerta de enlace, verá los datos entrantes en los datos de su aplicación del dispositivo en el TTN. (espere de 30 a 40 segundos para ver el resultado)
4. Si no ve los datos entrantes, intente presionar el botón de descanso en el costado del dispositivo del nodo para enviar la señal nuevamente.
5. Si esto no ayuda, regrese al paso # 18 e intente cargar el código nuevamente.

¡Felicidades, ahora tiene un dispositivo LoRa Node en funcionamiento!

1. Retire el USB de la placa lorawan.
2. Presione por última vez el botón de descanso en el costado del dispositivo de nodo.

Paso 21: #Hardware - Ensamblaje 5: Inserte la bandeja de la batería

Partes:

Bandeja de batería

Instrucciones

1. Inserte la bandeja de la batería en la carcasa formando un ángulo. Asegúrese de colocar primero el cable de alimentación en la dirección correcta. (ver foto)
2. Primero, coloque la bandeja en la pared del bloque de soporte donde se colocan los cables detrás.
3. Empuje la bandeja hacia abajo hasta que escuche un sonido de "chasquido".
4. Compruebe en la esquina que la bandeja encaja bien en la carcasa principal. (ver imagen 2/3 - círculos rojos) // weg
5. Inserte el cable de alimentación en la parte superior de los cables de conexión I2C. Empújelo hacia abajo con algo contundente. tenga cuidado de no dañar los cables.

Paso 22: #Hardware - Ensamblaje 6: Inserte las baterías

Partes:

6 pilas AA (nodo lateral)

Instrucciones:

1. Inserte 6 pilas AA en la orientación correcta de los portapilas.
2. Empuje con cuidado los cables de la batería hacia abajo para que no interfieran con el siguiente paso.

* nodo lateral: compruebe la orientación de la batería del soporte de la batería. puede ser diferente al de la imagen

Paso 23: #Hardware - Ensamblaje 7: Contraportada

Partes:

Impresión 3D - Nodo de contraportada

instrucciones:

1. Inserte los labios de la cubierta trasera en la ranura de los labios de la carcasa del cuerpo principal bajo un ángulo de deslizamiento.
2. Empuje el lateral de la carcasa y asegúrese de que esté en la posición correcta.
3. Si los labios no encajan debido a problemas de impresión, intente esmerilar parte de la superficie hasta que encaje. Compruebe que la cubierta trasera esté completamente plana sobre la carcasa y que no haya costuras.
4. Inserte los tornillos M3x16mm y apriételos.

Paso 24: #Hardware - Conexión del dispositivo

Hay varias formas de conectar el dispositivo.

1. Atornille la ranura de bloqueo deslizante en el lateral.
2. Atornille la ranura de bloqueo deslizante en la parte posterior.
3. Tiewrap arboledas en el costado / arriba y atrás.
4. La tapa trasera del nodo también está provista de un gancho.