MuMo - Node_draft: 24 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

### UPDATE 10-03-2021 // najnovšie informácie/aktualizácie budú k dispozícii na stránke github:

Čo je MuMo?

Čo je MuMo? MuMo je spolupráca medzi vývojom produktov (oddelenie Univerzity v Antverpách) pod názvom Antwerp Design Factory a Antwerp Fashion Museum. Cieľom projektu je vybudovať open source monitorovací systém IOT založený na sieti LoRa.

• Nastavenie by malo byť jednoduché.
• Zostavenie by malo byť ľahké.
• Musí byť škálovateľný z hľadiska oblasti použitia.

Čo projekt MuMo obsahuje:

Uzol MuMo

MuMo Node je zariadenie s nízkym výkonom na batériách AA, ktoré dokáže merať a prenášať parametre prostredia prostredníctvom siete LoRa. Parametre sú teplota, vlhkosť, okolitý tlak a jas. *** Uzol MuMo je možné rozšíriť o ďalšie funkcie, ktoré sa budú používať v iných aplikáciách. ***

MuMo Gatway

MuMo Gateway je aktívna brána LoRa, ktorá môže prijímať a posielať signály LoRa zo zariadenia Node cez internet. V tomto projekte bude brána tiež vybavená rovnakými snímačmi zariadenia MuMo Node, snímačom vzdušného prachu a lapačom chýb, ktoré je možné diaľkovo monitorovať kamerou.

*** Brána nemusí byť vybavená snímačmi ani kamerou. Môže tiež slúžiť iba na zabezpečenie siete LoRa (nemerajúca prechodová dráha). ***

Hlavný panel MuMo

Panel MuMo slúži na vytvorenie prehľadnej webovej aplikácie siete, ktorá sa vytvára. Je užívateľsky príjemný s rôznymi funkciami. Palubnú dosku je možné úplne prispôsobiť prianiam a aplikácii používateľa.

Stránka Github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Stránky s pokynmi:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Požadované nástroje:

• 3D tlačiareň s vláknom
• Spájkovačka / spájkovačka
• Malé strihacie kliešte
• Horúca lepiaca pištoľ (alebo iné fixačné nástroje)
• Malý skrutkovač

Krok 1: #Hardware - objednávanie dielov

Diely na objednávku:

Aktuálny prehľad nájdete na stránke github:

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

Krok 2: #Hardware - 3D tlačené diely

Časti na 3D tlač:

• NODE_Hlavné_Bývanie
• NODE_Battery_Tray
• NODE_Backcover

Najnovšie súbory STL nájdete na stránke github:

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

Tlačové vlákno:

• PETG (preferovaný a odolnejší)
• PLA

Všeobecné nastavenia tlače:

• Nie je potrebná žiadna podpora
• Výplň nie je potrebná
• Výška vrstvy 0,2
• 3 vonkajšie obvody (pre pevnosť a trvanlivosť)

Krok 3: #Hardware - pripravte priehradku na batérie

Diely:

• 2 x puzdro na batériu (Bočný uzol: Môžete tiež použiť iba jedno puzdro na batérie pre 3 batérie AA, ale živý dosah bude kratší!)
• 1 x napájací konektor JST 2.0 (je súčasťou dosky Seeed LoRaWan)
• 3D tlačená časť: priehradka na batérie

Pokyny - Spájkovanie: (Varovanie HORKÉ - buďte opatrní!)

1. Spájajte všetky červené káble dohromady
2. Spájajte všetky čierne káble dohromady.
3. Zaistite, aby boli spájkovacie práce chránené izolačným materiálom. Môže to byť rukáv, ktorý prevlečiete cez kábel pred spájkovaním alebo izolačnou páskou, ktorú nanesiete neskôr.

Pokyny - Upevnenie držiaka batérie:

1. Prilepte držiaky batérie do priehradky na batérie tak, aby káble smerovali k boku s výrezom (pozri obrázok). To je možné vykonať horúcim lepidlom (uprednostňuje sa), obojstrannou páskou, silikónom, druhým lepidlom, …

Krok 4: #Hardware - pripravte dosku LoRaWan

Časť:

Doska LoRaWan

Pokyn:

Pred odstránením diódy LED na doske pripojte dosku k počítaču a skontrolujte, či sa kontrolka napájania rozsvieti. Po odstránení LED diódy už nemáme indikáciu napájania.

Aby sme znížili spotrebu energie štítu Lorawan, mali by sme odstrániť dve diódy LED, ktoré sú čisto informatívne. LED dióda napájania (PWR) a indikácia nabíjania (CHG).

Buďte veľmi opatrní, aby ste počas tohto postupu nepoškodili dosku! Použite ostrú sadu klieští.

1. Nájdite LED diódu nabíjania (CHR) a LED diódu PowerLED (PWR) (pozri obrázok zhora so zelenými obdĺžnikmi)
2. Vystrihnite spájkovanie LED. LED dióda by sa mala uvoľniť.
3. Odstráňte LED diódy a skontrolujte, či boli diely odstránené čisto bez poškodenia stôp pod nimi.

Krok 5: #Hardware - zostava 1: TSL2561 / BME680

Diely:

• 3D tlač - „Hlavné telo uzla“
• Digitálny svetelný senzor (malý snímač)
• Snímač BME680 (dlhý snímač)
• 2 x konektorový kábel Grove I2C
• 4 x skrutky M2x5

Inštrukcie:

1. Pripojte jeden z káblov Grove k digitálnemu snímaču svetla. A druhý na snímač BME680.

2. Umiestnite senzory do puzdra 3D tlače („Hlavné telo uzla“).
3. Digitálne svetlo vľavo hore / BME680 vpravo hore. Pripojovacia časť snímača je lícom nadol (nie je vidieť!). Káble musíte ohnúť tak, aby urobili ostrú zákrutu.
4. A obe zaskrutkujte na miesto pomocou skrutiek m2x5 mm.

Krok 6: #Hardware - zostava 2: Videá doska LoRaWan

Diely:

• Zásobník na batérie s držiakmi na batérie
• Videl dosku LoRaWan
• Hlavný uzol tela
• 4 x skrutky M2x5

Inštrukcie:

1. Vložte napájací kábel držiaka batérie do dosky LoRaWan.
2. Napájací kábel ohnite tak, aby nezaberali veľa miesta.
3. Zasuňte dosku LoRaWan najskôr do puzdra pomocou konektora USB a napájacieho kábla.
4. Zarovnajte otvory na doske LoRaWan s montážnymi kolíkmi puzdra.
5. Dosku LoRaWan umiestnite vedľa deliacej steny. (viď obrázky)
6. Vložte štyri skrutky do označenej polohy dosky (pozri obrázok zhora - zelené kruhy)
7. Keď utiahnete skrutky, uistite sa, že tlačidlo reset je správne zarovnané s tlačidlom na boku uzla. (pozri obrázok zhora - modrý obdĺžnik)
8. Skontrolujte, či tlačidlo reset funguje správne. Ak sa tlačidlo nepohybuje alebo sa nedotýka tlačidla reset alebo dosky, môžu nastať nezrovnalosti v kvalite 3D tlače. Skúste to trochu pohnúť alebo zvážte úplné odlomenie plastového tlačeného resetovacieho tlačidla, aby ste to vyriešili. Tlačidlo môžete stále resetovať cez otvor v tlači.
9. Anténu zasuňte cez predpokladaný otvor v bloku podpery batérie, opatrne tak, aby nedošlo k zlomeniu antény

Krok 7: #Hardware - zostava 3: Pripojte piny I2C

Inštrukcie:

Pripojte káble Grove k zásuvkám i2C na Seeeduino. Iba dva najvzdialenejšie konektory sú piny I2C a sú použiteľné pre naše senzory. Môžete však zameniť konektor oboch senzorov. (pozri obrázok - modrý obdĺžnik)

Krok 8: #Hardware - zostava 4: Káblový manažment - káble I2C

Inštrukcie:

1. Za blokom podpery batérie je k dispozícii priestor na zatlačenie káblov I2C nadol. Fit je tesný, takže sa nebudú sťahovať späť.
2. Káble pekne nasmerujte, aby neprekážali v priehradke na batérie, ktorá bude o chvíľu umiestnená na vrchu.

Komentár: Hardvér uzla nechajte zatiaľ taký, ako je. Najprv nastavíme kód.

Krok 9: #TTN - Zaregistrujte sa / Prihláste sa

Sieť vecí poskytuje sadu otvorených nástrojov a globálnu, otvorenú sieť na vybudovanie vašej ďalšej aplikácie IoT za nízke náklady, s maximálnym zabezpečením a pripravenou na škálovanie.

* Ak už máte účet, môžete tento krok preskočiť

Inštrukcie:

1. Zaregistrujte sa v sieti The Things Network a vytvorte si účet
2. Postupujte podľa pokynov na webovej stránke TTN.
3. Po registrácii sa prihláste do svojho účtu
4. Prejdite na konzolu. Nájdete ho v rozbaľovacej ponuke svojho profilu (pozri obrázok)

Krok 10: #TTN - Nastavenie aplikácie

* Ak už máte aplikáciu, môžete tento krok preskočiť

Aplikácia je prostredie, v ktorom môžete ukladať zariadenia s viacerými uzlami.

Inštrukcie:

1. Keď ste v konzole, kliknite na aplikácie (pozri obrázok 1).
2. Kliknite na „pridať aplikáciu“
3. Teraz sa nachádzate v okne na pridanie aplikácie (pozri obrázok 2).
4. Vytvorte ID aplikácie
5. Popíšte svoju aplikáciu
6. Nastavte registráciu obsluhy (v závislosti od vašej polohy)
7. Po dokončení kliknite na „pridať aplikáciu“.

Krok 11: #TTN - Nastavenie formátov užitočného zaťaženia

Nastavenie užitočného zaťaženia je dôležité pre správne čítanie informácií o prichádzajúcich údajoch.

Inštrukcie:

1. V prehľade aplikácií kliknite na „Formáty užitočného zaťaženia“. (pozri obrázok 1 - zelený obdĺžnik)
2. Skopírujte funkciu (skontrolujte odkaz github pod) do editora dekodéra. (pozri obrázok - modrý obdĺžnik)
3. Výsledok uložíte kliknutím na tlačidlo uložiť.

Funkčný odkaz pre editor dekodéra:

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

Krok 12: #TTN - Pridajte zariadenia

Ak všetko pôjde dobre, ste teraz v prehľade aplikácií. Kde máte nad svojou aplikáciou kontrolu. Teraz budeme do aplikácie alebo pridávať nové zariadenie (uzol).

Inštrukcie:

1. Kliknite na zaregistrovať zariadenie (pozri obrázok 1 - zelený obdĺžnik)
2. Zadajte ID zariadenia
3. Nastavte zariadenie EUI na automatické generovanie. Kliknite na šípky prechodu na ľavej strane.
4. Po dokončení kliknite na „zaregistrovať zariadenie“.
5. Zariadenie je teraz vytvorené.

Krok 13: #TTN - Nastavenia zariadenia

Tento krok je skutočne dôležitý pre dobré prepojenie nastavenia LoRa zariadení.

Inštrukcie:

1. Keď ste na stránke prehľadu zariadení, kliknite na „nastavenia“(pozri obrázok 1 - zelený obdĺžnik)
2. Na stránke nastavení môžete svojmu zariadeniu poskytnúť popis (nemusíte)
3. Nastavte aktivačný režim na ABP.
4. Začiarknite políčko „Kontroly počítadla rámcov“. Nájdete v spodnej časti stránky.
5. Nechajte všetky zariadenia EUI, adresu zariadenia, kľúč relácie v sieti, kľúč relácie aplikácie na automatické generovanie.
6. Kliknutím na tlačidlo uložiť uložíte nové nastavenia.
7. Vráťte sa na stránku „nastavenia“. (pozri obrázok 3 - zelený obdĺžnik)
8. Nastavte aktivačný režim späť na OTAA !! (pozri obrázok 4 - zelený obdĺžnik)
9. Nechajte kľúč aplikácie na automatické generovanie.
10. Kliknutím na tlačidlo uložiť uložíte nové nastavenia. (Pozri obrázok 5 - zelený obdĺžnik)

Krok 14: #Code - stiahnutie kódu Arduino

Dobre, zatiaľ dobre. Máme zostavenie nášho uzla, máme účet v TTN, vytvorili sme aplikáciu so správnym formátom užitočného zaťaženia a v tejto aplikácii sme vyrobili zariadenie (OTAA). Teraz teda musíme nastaviť iba kód Arduino s rovnakými informáciami o nastavení ako zariadenie, ktoré sme vyrobili v TTN. V ďalšom kroku nahráme kód na dosku LoRaWan v uzle.

Inštrukcie:

1. Stiahnite si adresár mumoV1 zo stránky Github.
2. Stiahnite si najnovšiu verziu softvéru arduino. (https://www.arduino.cc/en/software)
3. Otvorte súbor kódu arduino "mumoV1.ino" (odkaz na Github nájdete pod pokynmi)

Odkaz na Github:

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

Krok 15: #Code - Arduino - Nastavenie zariadenia s TTN

Inštrukcie:

1. Otvorte sieť siete (TTN), prejdite na prehľad zariadenia, kde nájdete všetky informácie o nastaveniach zariadenia. Toto použijeme na nastavenie kódu arduino.
2. V kóde arduino prejdite na kartu „mumoV1.h“.

Nastaviť ID uzla:

1. Skopírujte zariadenie_EUI z TTN a vložte ho do kódu arduino (pozri fialovú šípku).
2. Skopírujte súbor application_EUI z TTN a vložte ho do kódu arduino (pozri modrú šípku).
3. Skopírujte kľúčové slovo app_key z TTN a vložte ho do kódu arduino (pozri zelenú šípku). Ak sieťové_session_key nie je viditeľné, kliknite na symbol „oko“(pozri zelený kruh).
4. Skopírujte zariadenie_adress z TTN a vložte ho do kódu arduino (pozri žltú šípku).
5. Skopírujte kľúč network_session_key z TTN a vložte ho do kódu arduino (pozri oranžovú šípku). Ak kľúč_session_key nie je viditeľný, kliknite na symbol „oko“(pozri oranžový kruh).
6. Skopírujte kľúč app_session_key z TTN a vložte ho do kódu arduino (pozri červenú šípku). Ak kláves_aplikácie_aplikácie nie je viditeľný, kliknite na symbol „oko“(pozri červený kruh).

Krok 16: #Code - Arduino - Nainštalujte si knižnicu RTC a Adafruit

1. V rozhraní arduino kliknite na Skica> Zahrnúť knižnicu> Spravovať knižnice …
2. Zobrazí sa okno správy knižnice.
3. Do vyhľadávacieho panela zadajte: rtczero
4. Nainštalujte najnovšiu verziu prvej knižnice
5. Do vyhľadávacieho panela zadajte: adafruit BME680 (pre snímač BME680)
6. Nainštalujte najnovšiu verziu prvej knižnice
7. Do vyhľadávacieho panela zadajte: adafruit TSL2561 (pre snímač TSL2561)
8. Nainštalujte najnovšiu verziu prvej knižnice.
9. Do vyhľadávacieho panela zadajte: flashstorage ATSAM Nainštalujte najnovšiu verziu prvej knižnice.

Krok 17: Inštalácia knižnice #Code - Arduino - Seeeduino LoRaWAN

Nainštalujeme knižnicu Seeed boards na komunikáciu s tabuľou.

Inštrukcie:

1. V rozhraní arduino kliknite na položku Súbor> Predvoľby a skopírujte webovú adresu (nižšie) na „Adresy URL ďalších správcov dosiek“(pozri obrázok - červený obdĺžnik).
2. Kliknite na „ok“.
3. V rozhraní arduino kliknite na Toos> Board> Board Manager.
4. Do vyhľadávacieho panela zadajte „lorawan“.
5. Uvidíte knižnicu dosky Seeed LoRaWan. (viď obrázok - zelený obdĺžnik).
6. Kliknite na „nainštalovať“a počkajte, kým sa nedokončí.

URL:

Krok 18: #Code - Arduino - výber dosky / port COM

Inštrukcie:

1. Pripojte dosku LoRaWAN pomocou mikro USB kábla k počítaču.
2. V rozhraní arduino kliknite na Nástroje> Doska a vyberte dosku "Seeeduino LoRaWAN". (viď obrázok)
3. V tej istej ponuke vyberte správny port COM.

Krok 19: #Code - Arduino - nahrajte kód na tabuľu

Teraz, keď máme pripravený kód, je čas ho vložiť na dosku LoRaWAN!

Inštrukcie:

1. Uistite sa, že je vaša doska LoRaWAN stále pripojená k počítaču.
2. Dvakrát kliknite na tlačidlo reset na bočnom uzle. Uvidíte, že LED bliká. To znamená, že zariadenie je v režime bootloadera.
3. Z dôvodu režimu bootloadera musíme vybrať nový port COM. To sa robí úplne rovnako ako v kroku č. 18.
4. Kliknite na tlačidlo nahrávania. Je to tlačidlo so šípkou smerujúcou doprava. (Pozri obrázok - červený kruh).
5. V pravom dolnom rohu by sa malo zobraziť „Odovzdanie bolo dokončené“.

Krok 20: #Code - Arduino - vyskúšajte kód

Inštrukcie:

1. V prehľade zariadení TTN kliknite na „Údaje“. Tam nájdete všetky prichádzajúce údaje z konkrétneho uzlového zariadenia. (pozri obrázok - červený obdĺžnik)
2. Ak chcete otestovať prenos údajov, pošlite signál stlačením tlačidla reset na bočnej strane uzlového zariadenia.
3. Ak je signál LoRa prijatý bránou, uvidíte prichádzajúce údaje vo vašich aplikačných údajoch zariadenia na serveri TTN. (na zobrazenie výsledku počkajte 30 až 40 sekúnd)
4. Ak nevidíte prichádzajúce údaje, skúste znova odoslať signál stlačením tlačidla odpočinku na bočnej strane uzlového zariadenia.
5. Ak to nepomáha, vráťte sa ku kroku č. 18 a skúste kód nahrať znova.

Blahoželáme, teraz máte funkčné zariadenie LoRa Node!

1. Vyberte USB z dosky lorawan.
2. Stlačte poslednýkrát tlačidlo odpočinku na bočnej strane uzlového zariadenia.

Krok 21: #Hardware - zostava 5: Vložte priehradku na batérie

Diely:

Zásobník na batérie

Inštrukcie

1. Pod uhlom vložte priehradku na batérie do puzdra. Najprv umiestnite napájací kábel správnym smerom. (viď obrázok)
2. Najprv položte podnos na stenu nosného bloku, kde sú za ním káble napchaté.
3. Zatlačte zásobník nadol, kým nebudete počuť zvuk „cvaknutia“.
4. Skontrolujte v rohu, či je vanička dobre umiestnená v hlavnom kryte. (pozri obrázok 2/3 - červené kruhy) // weg
5. Vložte napájací kábel na vrch pripájacích káblov I2C. Zatlačte ho niečím tupým. dávajte pozor, aby ste nepoškodili káble.

Krok 22: #Hardware - zostava 6: Vložte batérie

Diely:

6 x AA batérie (bočný uzol)

Inštrukcie:

1. Vložte 6 x batérií AA so správnou orientáciou v držiakoch batérií.
2. Opatrne zatlačte káble batérie nadol, aby neprekážali v ďalšom kroku.

*bočný uzol: skontrolujte orientáciu batérie v držiaku batérie. môže sa líšiť od toho na obrázku

Krok 23: #Hardware - zostava 7: zadný kryt

Diely:

3D tlač - Uzol zadného krytu

inštrukcie:

1. Zasuňte pery zadného krytu do priehlbiny v puzdre hlavného telesa pod uhlom posuvu.
2. Zatlačte na bočnú stranu krytu a uistite sa, že je v správnej polohe.
3. Ak pery nie sú vhodné kvôli problémom s tlačou, pokúste sa vybrúsiť časť povrchu, kým sa nezmestí. Skontrolujte, či je zadný kryt úplne plochý na kryte a či nie sú švy.
4. Vložte skrutky M3x16 mm a utiahnite ich.

Krok 24: #Hardware - pripojenie zariadenia

Existuje niekoľko spôsobov, ako pripojiť zariadenie.

1. Zaskrutkujte drážku zámku zámku na boku.
2. Na zadnej strane naskrutkujte drážku posuvného zámku.
3. Tiewrapové háje na boku / hore a vzadu.
4. Zadný kryt uzla je tiež opatrený háčikom.