MuMo - Node_draft: 24 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

### AKTUALIZACJA 10-03-2021 // najnowsze informacje / aktualizacje będą dostępne na stronie github:

Co to jest MuMo?

Co to jest MuMo? MuMo to efekt współpracy pomiędzy rozwojem produktu (wydział Uniwersytetu w Antwerpii) pod nazwą Antwerp Design Factory i Antwerp Fashion Museum. Celem projektu jest zbudowanie otwartego systemu monitorów IOT w oparciu o sieć LoRa.

• Powinno być łatwe do skonfigurowania.
• Powinien być łatwy w montażu.
• Musi być skalowalny pod względem obszaru zastosowania.

Co zawiera projekt MuMo:

Węzeł MuMo

Węzeł MuMo to urządzenie o niskim poborze mocy zasilane bateriami AA, które może mierzyć i przesyłać parametry środowiskowe przez sieć LoRa. Parametry te to temperatura, wilgotność, ciśnienie otoczenia i jasność.*** Węzeł MuMo można rozszerzyć o inne funkcje do wykorzystania w innych aplikacjach.***

Brama MuMo

Bramka MuMo to aktywna bramka LoRa, która może odbierać i przekazywać sygnały LoRa z urządzenia Node przez Internet. W tym projekcie brama będzie również wyposażona w te same czujniki urządzenia MuMo Node, czujnik kurzu w powietrzu oraz pułapkę na owady, którą będzie można zdalnie monitorować za pomocą kamery.

*** Brama nie musi być wyposażona w czujniki ani kamerę. Może również służyć wyłącznie do zapewnienia sieci LoRa (bramka bez pomiaru).***

Pulpit nawigacyjny MuMo

Pulpit nawigacyjny MuMo służy do tworzenia przeglądowej aplikacji internetowej tworzonej sieci. Jest przyjazny dla użytkownika z różnymi funkcjami. Deskę rozdzielczą można w pełni dostosować do życzeń i aplikacji użytkownika.

Strona Github:

github.com/MoMu-Antwerpia/MuMo

Instruktażowe strony:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Wymagane narzędzia:

• Drukarka 3D z filamentem
• Lutowane żelazo / lut
• Małe szczypce do cięcia
• Pistolet do klejenia na gorąco (lub inne narzędzia mocujące)
• Mały śrubokręt

Krok 1: #Sprzęt - Zamawianie części

Części na zamówienie:

Zobacz stronę github, aby zapoznać się z najnowszym przeglądem:

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

Krok 2: #Sprzęt - Części drukowane w 3D

Części do druku 3D:

• NODE_Main_Housing
• NODE_Battery_Tray
• NODE_Tylna okładka

Zobacz stronę github, aby zobaczyć najnowsze pliki STL:

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

Filament do druku:

• PETG (preferowany i trwalszy)
• PLA

Ogólne ustawienia drukowania:

• Nie wymaga wsparcia
• Wypełnienie nie jest konieczne
• 0,2 warstwy wysokości
• 3 zewnętrzne obwody (dla wytrzymałości i trwałości)

Krok 3: #Sprzęt - przygotuj tacę baterii

Części:

• 2 x obudowa baterii (węzeł boczny: można również użyć tylko jednej obudowy baterii na 3 baterie AA, ale zasięg na żywo będzie krótszy!)
• 1 x złącze zasilania JST 2.0 (w zestawie z płytką Seeed LoRaWan)
• Część wydrukowana w 3D: taca baterii

Instrukcje - Lutowanie: (Ostrzeżenie GORĄCE - bądź ostrożny!)

1. Przylutuj wszystkie czerwone kable razem
2. Zlutuj wszystkie czarne kable razem.
3. Upewnij się, że prace lutownicze są zabezpieczone materiałem izolacyjnym. Może to być tuleja, którą naciągasz na kabel przed lutowaniem lub taśma izolacyjna, którą nakładasz później.

Instrukcja - Mocowanie uchwytu baterii:

1. Przyklej uchwyty baterii do tacy baterii tak, aby kable były skierowane na bok z wycięciem (patrz rysunek). Można to zrobić za pomocą kleju na gorąco (preferowane), taśmy dwustronnej, silikonu, drugiego kleju, …

Krok 4: #Sprzęt - Przygotuj tablicę LoRaWan

Część:

Tablica LoRaWan

Instrukcja:

Przed wyjęciem diody na płytce podłącz płytkę do komputera i sprawdź, czy dioda zasilania się świeci. Po wyjęciu leda nie mamy już wskazania zasilania.

W celu zmniejszenia poboru mocy osłony Lorawan należy usunąć dwie diody LED, które mają charakter czysto informacyjny. Dioda zasilania (PWR) i wskaźnika ładowania (CHG).

Zachowaj szczególną ostrożność, aby podczas tego procesu nie uszkodzić deski! Użyj ostrych szczypiec.

1. Zlokalizuj diodę LED ładowania (CHR) i diodę LED zasilania (PWR) (patrz zdjęcie z góry z zielonymi prostokątami)
2. Wytnij lutowanie diody LED. Dioda powinna się poluzować.
3. Usuń diody i sprawdź, czy części zostały usunięte czysto, nie uszkadzając śladów pod spodem.

Krok 5: #Sprzęt - Montaż 1: TSL2561 / BME680

Części:

• Wydruk 3D - "Główny korpus węzła"
• Cyfrowy czujnik światła (mały czujnik)
• Czujnik BME680 (długi czujnik)
• 2 x kable połączeniowe Grove I2C
• 4 x śruby M2x5

Instrukcje:

1. Podłącz jeden z kabli Grove do cyfrowego czujnika światła. A drugi do czujnika BME680.

2. Umieść czujniki w obudowie drukarki 3D („Główny korpus węzła”).
3. Oświetlenie cyfrowe w lewym górnym rogu / BME680 w prawym górnym rogu. Część łącząca czujnika jest skierowana w dół (niewidoczna!). Musisz zgiąć kable, żeby robiły ostry zakręt.
4. I przykręć oba na miejsce za pomocą śrub m2x5 mm.

Krok 6: #Sprzęt - Montaż 2: Zobacz tablicę LoRaWan

Części:

• Pojemnik na baterie z uchwytami na baterie
• Seed LoRaWan board
• Główny węzeł ciała
• 4 x śruby M2x5

Instrukcje:

1. Włóż kabel zasilający półki akumulatora do płyty LoRaWan.
2. Zegnij kabel zasilający, aby kable nie zajmowały dużo miejsca.
3. Włóż płytkę LoRaWan do obudowy ze złączem usb i kablem zasilającym w pierwszej kolejności.
4. Dopasuj otwory płytki LoRaWan do kołków montażowych obudowy.
5. Upewnij się, że płyta LoRaWan jest umieszczona obok ściany działowej. (Zobacz obrazki)
6. Włóż cztery śruby we wskazane miejsce na płycie (patrz zdjęcie widoku z góry - zielone kółka)
7. Po dokręceniu śrub upewnij się, że przycisk resetowania jest prawidłowo wyrównany z przyciskiem z boku węzła. (patrz zdjęcie widoku z góry - niebieski prostokąt)
8. Sprawdź, czy przycisk resetowania działa prawidłowo. Jeśli przycisk nie porusza się lub nie dotyka przycisku resetowania lub płytki, mogą wystąpić niespójności w jakości druku 3D. Spróbuj lekko przesunąć płytkę lub rozważ całkowite zerwanie plastikowego przycisku resetowania, aby rozwiązać ten problem. Nadal możesz zresetować przycisk przez otwór w wydruku.
9. Przeprowadź antenę przez przewidziany otwór w bloku podtrzymującym akumulator, ostrożnie, aby nie uszkodzić anteny

Krok 7: #Sprzęt - Montaż 3: Podłącz piny I2C

Instrukcje:

Podłącz kable Grove do gniazd i2C w Seeeduino. Tylko dwa najbardziej zewnętrzne złącza są pinami I2C i nadają się do użytku z naszymi czujnikami. Ale możesz zamienić złącze obu czujników. (patrz zdjęcie - niebieski prostokąt)

Krok 8: #Sprzęt – Montaż 4: Zarządzanie kablami – Kable I2C

Instrukcje:

1. Za blokiem podtrzymującym akumulator jest miejsce na wciśnięcie kabli I2C w dół. Dopasowanie jest ciasne, dzięki czemu nie cofają się.
2. Ułóż kable ładnie, aby nie kolidowały z tacką na akumulator, która za chwilę zostanie umieszczona na górze.

Komentarz: Na razie pozostaw sprzęt węzła bez zmian. Najpierw skonfigurujemy kod.

Krok 9: #TTN - Zarejestruj się / Zaloguj się

Sieć rzeczy zapewnia zestaw otwartych narzędzi i globalną, otwartą sieć do budowania następnej aplikacji IoT przy niskich kosztach, z maksymalnym bezpieczeństwem i gotową do skalowania.

* Jeśli masz już konto, możesz pominąć ten krok

Instrukcje:

1. Zarejestruj się w The Things Network i załóż konto
2. Postępuj zgodnie z instrukcjami na stronie TTN.
3. Po rejestracji zaloguj się na swoje konto
4. Przejdź do konsoli. Znajdziesz go w rozwijanym menu swojego profilu (patrz zdjęcie)

Krok 10: #TTN - Konfiguracja aplikacji

* Jeśli masz już aplikację, możesz pominąć ten krok

Aplikacja to środowisko, w którym można przechowywać wiele urządzeń węzłowych.

Instrukcje:

1. Będąc w konsoli kliknij aplikacje (patrz rysunek 1).
2. Kliknij „dodaj aplikację”
3. Znajdujesz się teraz w oknie dodawania aplikacji (patrz rysunek 2).
4. Utwórz identyfikator aplikacji
5. Podaj opis swojej aplikacji
6. Ustaw swoją rejestrację przewodnika (w zależności od Twojej lokalizacji)
7. Po zakończeniu kliknij "dodaj aplikację".

Krok 11: #TTN – Konfiguracja formatów ładunku

Konfiguracja ładunku jest ważna dla prawidłowego odczytywania informacji o przychodzących danych.

Instrukcje:

1. W przeglądzie aplikacji kliknij „Formaty ładunku”. (patrz zdjęcie 1 - zielony prostokąt)
2. Skopiuj wklej funkcję (sprawdź link github poniżej) do edytora dekodera. (patrz zdjęcie - niebieski prostokąt)
3. Kliknij przycisk Zapisz, aby zapisać wynik.

Link funkcji do edytora dekodera:

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

Krok 12: #TTN – Dodaj urządzenia

Jeśli wszystko pójdzie dobrze, jesteś teraz w Przeglądzie aplikacji. Gdzie masz kontrolę nad swoją aplikacją. Dodamy teraz nowe urządzenie (węzeł) do lub aplikacji.

Instrukcje:

1. Kliknij zarejestruj urządzenie (patrz obrazek 1 - zielony prostokąt)
2. Wprowadź identyfikator urządzenia
3. Ustaw EUI urządzenia na generowane automatycznie. Kliknij na przecinające się strzałki po lewej stronie.
4. Po zakończeniu kliknij „zarejestruj urządzenie”.
5. Urządzenie zostało utworzone.

Krok 13: #TTN - Ustawienia urządzenia

Ten krok jest naprawdę ważny, aby uzyskać dobre połączenie konfiguracji LoRa urządzeń.

Instrukcje:

1. Gdy jesteś na stronie przeglądu urządzenia, kliknij "ustawienia" (patrz rysunek 1 - zielony prostokąt)
2. Na stronie ustawień możesz podać opis swojemu urządzeniu (nie musisz)
3. Ustaw tryb aktywacji na ABP.
4. Zaznacz opcję „Kontrole licznika ramek”. Znajdziesz na dole strony.
5. Pozostaw wszystkie EUI urządzenia, adres urządzenia, klucz sesji sieciowej i klucz sesji aplikacji do automatycznego generowania.
6. Kliknij przycisk Zapisz, aby zapisać nowe ustawienia.
7. Wróć do strony „ustawienia”. (patrz rysunek 3 - zielony prostokąt)
8. Ustaw tryb aktywacji z powrotem na OTAA!! (patrz rysunek 4 - zielony prostokąt)
9. Pozostaw klucz aplikacji do automatycznego generowania.
10. Kliknij przycisk Zapisz, aby zapisać nowe ustawienia. (patrz rysunek 5 - zielony prostokąt)

Krok 14: #Kod - Pobieranie kodu Arduino

Ok, jak dotąd tak dobrze. Mamy własny montaż węzłów, mamy konto na TTN, stworzyliśmy aplikację z odpowiednim formatem payloadu i wykonaliśmy urządzenie (OTAA) w tej aplikacji. Teraz musimy tylko skonfigurować kod Arduino z tymi samymi informacjami o ustawieniach, co urządzenie, które stworzyliśmy w TTN. W kolejnym kroku wgramy kod na płytkę LoRaWan w węźle.

Instrukcje:

1. Pobierz katalog mumoV1 ze strony Github.
2. Pobierz najnowszą wersję oprogramowania arduino. (https://www.arduino.cc/en/oprogramowanie)
3. Otwórz plik z kodem arduino "mumoV1.ino" (pod instrukcją znajdziesz link do Github)

Link do Github:

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

Krok 15: #Kod - Arduino - Konfiguracja urządzenia z TTN

Instrukcje:

1. Otwórz thethingsnetwork (TTN), przejdź do przeglądu urządzenia, gdzie znajdziesz wszystkie informacje o ustawieniach urządzenia. Użyjemy tego do konfiguracji kodu arduino.
2. W kodzie arduino przejdź do zakładki "mumoV1.h".

Identyfikator węzła konfiguracji:

1. Skopiuj device_EUI z TTN i wklej go w kodzie arduino (patrz fioletowa strzałka).
2. Skopiuj theapplication_EUI z TTN i wklej go w kodzie arduino (patrz niebieska strzałka).
3. Skopiuj app_key z TTN i wklej go w kodzie arduino (patrz zielona strzałka). Jeśli network_session_key nie jest widoczny, kliknij symbol "oko" (patrz zielone kółko).
4. Skopiuj device_adress z TTN i wklej go w kodzie arduino (patrz żółta strzałka).
5. Skopiuj network_session_key z TTN i wklej go w kodzie arduino (patrz pomarańczowa strzałka). Jeśli network_session_key nie jest widoczny, kliknij symbol „oko” (patrz pomarańczowe kółko).
6. Skopiuj app_session_key z TTN i wklej go w kodzie arduino (patrz czerwona strzałka). Jeśli app_session_key nie jest widoczny, kliknij symbol „oko” (patrz czerwone kółko).

Krok 16: #Kod - Arduino - Zainstaluj RTC i bibliotekę Adafruit

1. W interfejsie arduino kliknij Szkic> Dołącz bibliotekę> Zarządzaj bibliotekami…
2. Pojawi się okno zarządzania biblioteką.
3. W pasku wyszukiwania wpisz: rtczero
4. Zainstaluj najnowszą wersję pierwszej biblioteki
5. W pasku wyszukiwania wpisz: adafruit BME680 (dla czujnika BME680)
6. Zainstaluj najnowszą wersję pierwszej biblioteki
7. W pasku wyszukiwania wpisz: adafruit TSL2561 (dla czujnika TSL2561)
8. Zainstaluj najnowszą wersję pierwszej biblioteki.
9. W pasku wyszukiwania wpisz: flashstorage ATSAM Zainstaluj najnowszą wersję pierwszej biblioteki.

Krok 17: #Kod - Arduino - Instalacja biblioteki Seeeduino LoRaWAN

Instalujemy bibliotekę tablic Seeed, aby komunikować się z tablicą.

Instrukcje:

1. W interfejsie arduino kliknij Plik > Preferencje i skopiuj adres URL (pod spodem) do "Additional Boards Manager URLs" (patrz zdjęcie - czerwony prostokąt).
2. Kliknij "ok".
3. Wróć do interfejsu arduino, kliknij Toos> Tablica> Menedżer tablicy.
4. W pasku wyszukiwania wpisz „lorawan”.
5. Zobaczysz bibliotekę tablicy Seeed LoRaWan. (patrz zdjęcie - zielony prostokąt).
6. Kliknij "zainstaluj" i poczekaj, aż to się skończy.

URL:

Krok 18: #Kod - Arduino - Wybór płytki / Port COM

Instrukcje:

1. Podłącz płytkę LoRaWAN za pomocą kabla micro USB do komputera.
2. W interfejsie arduino kliknij Tools > Board i wybierz kartę "Seeeduino LoRaWAN". (widzieć zdjęcie)
3. Wybierz w tym samym menu właściwy port COM.

Krok 19: #Kod - Arduino - Prześlij kod na tablicę

Teraz, gdy mamy gotowy kod, czas umieścić kod na płycie LoRaWAN!

Instrukcje:

1. Upewnij się, że karta LoRaWAN jest nadal podłączona do komputera.
2. Kliknij dwukrotnie przycisk resetowania w węźle bocznym. Zobaczysz, że diody migoczą. Oznacza to, że urządzenie jest w trybie bootloadera.
3. Ze względu na tryb bootloadera musimy wybrać nowy port COM. Odbywa się to dokładnie tak samo, jak w kroku #18.
4. Kliknij przycisk przesyłania. To przycisk ze strzałką skierowaną w prawo. (Patrz zdjęcie - czerwone kółko).
5. Powinieneś zobaczyć „przesyłanie gotowe” w prawym dolnym rogu.

Krok 20: #Kod - Arduino - Przetestuj kod

Instrukcje:

1. W przeglądzie urządzeń TTN kliknij „Dane”. Znajdziesz tam wszystkie przychodzące dane z konkretnego urządzenia węzłowego. (patrz zdjęcie - czerwony prostokąt)
2. Aby przetestować transmisję danych, naciśnij przycisk resetowania z boku urządzenia węzła, aby wysłać sygnał.
3. Jeśli sygnał LoRa zostanie odebrany przez bramkę, zobaczysz przychodzące dane w danych aplikacji urządzenia na TTN. (odczekaj 30 do 40 sekund, aby zobaczyć wynik)
4. Jeśli nie widzisz przychodzących danych, spróbuj nacisnąć przycisk odpoczynku z boku urządzenia węzła, aby ponownie wysłać sygnał.
5. Jeśli to nie pomaga, wróć do kroku 18 i spróbuj ponownie przesłać kod.

Gratulacje, masz teraz działające urządzenie LoRa Node!

1. Usuń USB z płyty lorawan.
2. Naciśnij ostatni raz przycisk odpoczynku z boku urządzenia węzła.

Krok 21: #Sprzęt - Montaż 5: Włóż tacę baterii

Części:

Taca baterii

Instrukcje

1. Włóż tacę baterii do obudowy pod kątem. Upewnij się, że najpierw umieściłeś kabel zasilający we właściwym kierunku. (widzieć zdjęcie)
2. Najpierw umieść tacę na ścianie bloku nośnego, za którą są wepchnięte kable.
3. Wciśnij tacę w dół, aż usłyszysz dźwięk „kliknięcia”.
4. Sprawdź róg, czy tacka dobrze pasuje do głównej obudowy. (patrz zdjęcie 2/3 - czerwone kółka) // weg
5. Umieść kabel zasilający na przewodach połączeniowych I2C. Wciśnij go czymś tępym. uważaj, aby nie uszkodzić kabli.

Krok 22: #Sprzęt - Montaż 6: Włóż baterie

Części:

6 x baterie AA (węzeł boczny)

Instrukcje:

1. Włóż 6 baterii AA we właściwej orientacji uchwytów baterii.
2. Ostrożnie dociśnij kable akumulatora, aby nie przeszkadzały w następnym kroku.

*węzeł boczny: sprawdź położenie baterii w uchwycie baterii. może się różnić od tego na zdjęciu

Krok 23: #Sprzęt – Montaż 7: Tylna pokrywa

Części:

Druk 3D - węzeł tylnej okładki

instrukcje:

1. Włóż tylne wargi pokrywy do rowka w obudowie korpusu głównego pod kątem przesuwania.
2. Naciśnij bok obudowy i upewnij się, że jest we właściwej pozycji.
3. Jeśli usta nie pasują z powodu problemów z nadrukiem, spróbuj zeszlifować część powierzchni, aż będzie pasować. Sprawdź, czy tylna pokrywa jest całkowicie płaska na obudowie i czy nie ma szwów.
4. Włóż śruby M3x16mm i dokręć.

Krok 24: #Sprzęt - Podłączanie urządzenia

Istnieje kilka sposobów podłączenia urządzenia.

1. Przykręć rowek zamka przesuwnego z boku.
2. Śrubowy rowek blokady przesuwnej z tyłu.
3. Krawaty z boku/góry i tyłu.
4. Tylna okładka węzła jest również wyposażona w haczyk.