MuMo - Node_draft: 24 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

### UPDATE 10-03-2021 // nejnovější informace/aktualizace budou k dispozici na stránce github:

Co je MuMo?

Co je MuMo? MuMo je spolupráce mezi vývojem produktů (katedra Univerzity v Antverpách) pod názvem Antwerp Design Factory a Antwerp Fashion Museum. Cílem projektu je vybudovat open source monitorovací systém IOT založený na síti LoRa.

• Nastavení by mělo být snadné.
• Sestavení by mělo být snadné.
• Musí být škálovatelný z hlediska oblasti použití.

Co projekt MuMo obsahuje:

Uzel MuMo

MuMo Node je zařízení s nízkým výkonem na AA bateriích, které dokáže měřit a přenášet parametry prostředí přes síť LoRa. Parametry jsou teplota, vlhkost, okolní tlak a jas. *** Uzel MuMo lze rozšířit o další funkce pro použití v jiných aplikacích. ***

MuMo Gatway

MuMo Gateway je aktivní brána LoRa, která může přijímat a předávat signály LoRa ze zařízení Node přes internet. V tomto projektu bude brána také vybavena stejnými senzory zařízení MuMo Node, senzorem vzdušného prachu a lapačem hmyzu, který lze dálkově monitorovat kamerou.

*** Brána nemusí být vybavena senzory nebo kamerou. Může také sloužit pouze k zajištění sítě LoRa (neměřicí dráha). ***

Hlavní panel MuMo

MuMo Dashboard slouží k vytvoření přehledné webové aplikace vytvářené sítě. Je uživatelsky přívětivý s různými funkcemi. Palubní desku lze plně přizpůsobit přáním a aplikaci uživatele.

Stránka Github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Instruktážní stránky:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Požadované nástroje:

• 3D tiskárna s filamentem
• Páječka / pájka
• Malý řezací kleště
• Horká lepicí pistole (nebo jiné fixační nástroje)
• Malý šroubovák

Krok 1: #Hardware - objednávání dílů

Díly na objednávku:

Aktuální přehled najdete na stránce github:

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

Krok 2: #Hardware - 3D tištěné díly

Díly pro 3D tisk:

• NODE_Hlavní_Dům
• NODE_Battery_Tray
• NODE_Backcover

Na stránce github najdete nejnovější soubory STL:

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

Tiskové vlákno:

• PETG (preferovaný a odolnější)
• PLA

Obecná nastavení tisku:

• Není potřeba žádná podpora
• Výplň není nutná
• Výška 0,2 vrstvy
• 3 vnější obvody (pro pevnost a odolnost)

Krok 3: #Hardware - Připravte si přihrádku na baterie

Díly:

• 2 x pouzdro na baterie (Boční uzel: Můžete také použít pouze jedno pouzdro na baterie pro 3 baterie AA, ale živý dosah bude kratší!)
• 1 x napájecí konektor JST 2.0 (součástí desky Seeed LoRaWan)
• 3D vytištěná část: přihrádka na baterie

Pokyny - Pájení: (Varování HORKÉ - buďte opatrní!)

1. Spojte všechny červené kabely dohromady
2. Spojte všechny černé kabely dohromady.
3. Zajistěte, aby pájení bylo chráněno izolačním materiálem. Může to být rukáv, který přetáhnete přes kabel před pájením nebo izolační páskou, kterou nanesete později.

Pokyny - Upevnění držáku baterie:

1. Přilepte držáky baterie do přihrádky na baterie tak, aby kabely směřovaly ke straně s výřezem (viz obrázek). To lze provést horkým lepidlem (přednost), oboustrannou páskou, silikonem, druhým lepidlem, …

Krok 4: #Hardware - Připravte LoRaWan Board

Část:

Deska LoRaWan

Návod:

Před vyjmutím LED na desce připojte desku k počítači a zkontrolujte, zda se kontrolka napájení rozsvítí. Po vyjmutí LED už nemáme indikaci napájení.

Abychom snížili spotřebu energie štítu Lorawan, měli bychom odstranit dvě diody LED, které jsou čistě informativní. Kontrolka napájení (PWR) a indikace nabíjení (CHG).

Buďte velmi opatrní, abyste během tohoto procesu nepoškodili desku! Použijte ostrou sadu kleští.

1. Vyhledejte nabíjecí LED (CHR) a powerLED (PWR) (viz obrázek shora se zelenými obdélníky)
2. Odřízněte pájení LED. LED by se měla uvolnit.
3. Odstraňte LED diody a zkontrolujte, zda byly části odstraněny čistě, aniž by došlo k poškození stop pod nimi.

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

Díly:

• 3D tisk - „Hlavní tělo uzlu“
• Digitální světelný senzor (malý senzor)
• Senzor BME680 (dlouhý senzor)
• 2 x konektorový kabel Grove I2C
• 4 x šrouby M2x5

Instrukce:

1. Připojte jeden z propojovacích kabelů k digitálnímu světelnému senzoru. A druhý na snímač BME680.

2. Umístěte senzory do pouzdra 3D tisku („Hlavní tělo uzlu“).
3. Digitální světlo vlevo nahoře / BME680 vpravo nahoře. Připojovací část senzoru směřuje dolů (není vidět!). Musíte ohnout kabely, aby udělaly ostrou zatáčku.
4. A oba zašroubujte na místo pomocí šroubů m2x5 mm.

Krok 6: #Hardware - Sestava 2: Viděná deska LoRaWan

Díly:

• Přihrádka na baterie s držáky baterií
• Viděl jsem desku LoRaWan
• Hlavní uzel těla
• 4 x šrouby M2x5

Instrukce:

1. Zasuňte napájecí kabel přihrádky na baterie do desky LoRaWan.
2. Ohněte napájecí kabel tak, aby kabely nezabíraly mnoho místa.
3. Vložte desku LoRaWan do pouzdra nejprve pomocí USB konektoru a napájecího kabelu.
4. Vyrovnejte otvory desky LoRaWan s montážními kolíky pouzdra.
5. Desku LoRaWan umístěte vedle dělící stěny. (viz obrázky)
6. Vložte čtyři šrouby do označené polohy desky (viz obrázek shora - zelené kruhy)
7. Když utáhnete šrouby, ujistěte se, že je resetovací tlačítko správně zarovnáno s tlačítkem na boku uzlu. (viz obrázek shora - modrý obdélník)
8. Zkontrolujte, zda tlačítko reset funguje správně. Pokud se tlačítko nepohybuje nebo se nedotýká tlačítka reset nebo desky, může dojít k nesrovnalostem v kvalitě 3D tisku. Chcete -li to vyřešit, zkuste s deskou mírně pohnout nebo zvážit úplné odlomení plastového tištěného resetovacího tlačítka. Stále můžete resetovat tlačítko skrz otvor v tisku.
9. Zaveďte anténu skrz předpokládaný otvor v podpěrném bloku baterie, opatrně, aby nedošlo k zlomení antény

Krok 7: #Hardware - Sestava 3: Připojte piny I2C

Instrukce:

Připojte kabely Grove ke slotům i2C na Seeeduino. Pouze dva nejvzdálenější konektory jsou piny I2C a jsou použitelné pro naše senzory. Ale můžete vyměnit oba konektory senzorů. (viz obrázek - modrý obdélník)

Krok 8: #Hardware - Sestava 4: Správa kabelů - kabely I2C

Instrukce:

1. Za blokem pro podporu baterie je prostor pro zatlačení kabelů I2C dolů. Fit je těsný, takže se nebudou pohybovat zpět.
2. Kabely pěkně nasměrujte, aby nepřekážely v přihrádce na baterie, která bude za chvíli umístěna nahoře.

Komentář: Hardware uzlu nechte prozatím stejný. Nejprve nastavíme kód.

Krok 9: #TTN - Zaregistrujte se / Přihlaste se

Síť věcí poskytuje sadu otevřených nástrojů a globální, otevřenou síť pro vytvoření další aplikace IoT za nízké náklady, s maximálním zabezpečením a připravenou na škálování.

* Pokud již účet máte, můžete tento krok přeskočit

Instrukce:

1. Zaregistrujte se v The Things Network a vytvořte si účet
2. Postupujte podle pokynů na webu TTN.
3. Po přihlášení se přihlaste ke svému účtu
4. Přejděte na konzolu. Najdete ho v rozbalovací nabídce svého profilu (viz obrázek)

Krok 10: #TTN - Nastavení aplikace

* Pokud již aplikaci máte, můžete tento krok přeskočit

Aplikace je prostředí, kde můžete ukládat více uzlových zařízení.

Instrukce:

1. Když jste v konzole, klikněte na aplikace (viz obrázek 1).
2. Klikněte na „přidat aplikaci“
3. Nyní se nacházíte v okně pro přidání aplikace (viz obrázek 2).
4. Vytvořte ID aplikace
5. Popište svou aplikaci
6. Nastavení registrace obsluhy (v závislosti na vaší poloze)
7. Až budete hotovi, klikněte na „přidat aplikaci“.

Krok 11: #TTN - Nastavení formátů užitečného zatížení

Nastavení užitečného zatížení je důležité pro správné čtení informací o příchozích datech.

Instrukce:

1. V přehledu aplikací klikněte na „Formáty užitečného zatížení“. (viz obrázek 1 - zelený obdélník)
2. Zkopírujte funkci (zkontrolujte odkaz github níže) do editoru dekodéru. (viz obrázek - modrý obdélník)
3. Výsledek uložíte kliknutím na tlačítko Uložit.

Funkční odkaz pro editor dekodéru:

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

Krok 12: #TTN - Přidejte zařízení

Pokud vše půjde dobře, jste nyní v přehledu aplikací. Kde máte nad aplikací kontrolu. Nyní se chystáme přidat nové zařízení (uzel) do nebo aplikace.

Instrukce:

1. Klikněte na zaregistrovat zařízení (viz obrázek 1 - zelený obdélník)
2. Zadejte ID zařízení
3. Nastavte zařízení EUI na automatické generování. Klikněte na šipky křížení na levé straně.
4. Až budete hotovi, klikněte na „zaregistrovat zařízení“.
5. Zařízení je nyní vytvořeno.

Krok 13: #TTN - Nastavení zařízení

Tento krok je opravdu důležitý pro získání dobrého připojení nastavení LoRa zařízení.

Instrukce:

1. Když jste na stránce přehledu zařízení, klikněte na „nastavení“(viz obrázek 1 - zelený obdélník)
2. Na stránce nastavení můžete svému zařízení poskytnout popis (nemusíte)
3. Nastavte aktivační režim na ABP.
4. Zaškrtněte „Kontrola čítačů rámců“. Najdete ve spodní části stránky.
5. Nechejte všechna zařízení EUI, adresa zařízení, klíč relace v síti, klíč relace aplikace na automatické generování.
6. Kliknutím na tlačítko Uložit uložíte nové nastavení.
7. Vraťte se na stránku „nastavení“. (viz obrázek 3 - zelený obdélník)
8. Nastavte aktivační režim zpět na OTAA !! (viz obrázek 4 - zelený obdélník)
9. Nechte klíč aplikace na automatické generování.
10. Kliknutím na tlačítko Uložit uložíte nové nastavení. (Viz obrázek 5 - zelený obdélník)

Krok 14: #Code - stažení kódu Arduino

Dobře, zatím dobře. Máme sestavu našich uzlů, máme účet na TTN, vytvořili jsme aplikaci se správným formátem užitečného zatížení a v této aplikaci jsme vytvořili zařízení (OTAA). Nyní tedy musíme pouze nastavit kód Arduino se stejnými informacemi o nastavení jako zařízení, které jsme vyrobili v TTN. V dalším kroku nahrajeme kód na desku LoRaWan v uzlu.

Instrukce:

1. Stáhněte si adresář mumoV1 ze stránky Github.
2. Stáhněte si nejnovější verzi softwaru arduino. (https://www.arduino.cc/en/software)
3. Otevřete soubor kódu arduino „mumoV1.ino“(odkaz na Github najdete pod pokyny)

Odkaz na Github:

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

Krok 15: #Code - Arduino - Nastavení zařízení s TTN

Instrukce:

1. Otevřete síť thethingsnetwork (TTN), přejděte do přehledu zařízení, kde najdete všechny informace o nastavení zařízení. Použijeme to pro nastavení arduino kódu.
2. V kódu arduino přejděte na kartu „mumoV1.h“.

Nastavit ID uzlu:

1. Zkopírujte device_EUI z TTN a vložte jej do arduino kódu (viz fialová šipka).
2. Zkopírujte theapplication_EUI z TTN a vložte jej do kódu arduino (viz modrá šipka).
3. Zkopírujte klíč aplikace z TTN a vložte jej do kódu Arduino (viz zelená šipka). Pokud klíč_session_key není viditelný, klikněte na symbol „oko“(viz zelený kruh).
4. Zkopírujte device_adress z TTN a vložte jej do arduino kódu (viz žlutá šipka).
5. Zkopírujte klíč network_session_key z TTN a vložte jej do kódu arduino (viz oranžová šipka). Pokud klíč_síťové_session není viditelný, klikněte na symbol „oko“(viz oranžový kruh).
6. Zkopírujte klíč app_session_key z TTN a vložte jej do kódu arduino (viz červená šipka). Pokud klíč app_session_key není viditelný, klikněte na symbol „oko“(viz červený kruh).

Krok 16: #Code - Arduino - Nainstalujte si RTC a knihovnu Adafruit

1. V rozhraní arduino klikněte na Skica> Zahrnout knihovnu> Spravovat knihovny…
2. Otevře se okno pro správu knihovny.
3. Do pole pro vyhledávání zadejte: rtczero
4. Nainstalujte nejnovější verzi první knihovny
5. Do pole pro vyhledávání zadejte: adafruit BME680 (pro snímač BME680)
6. Nainstalujte nejnovější verzi první knihovny
7. Do pole pro vyhledávání zadejte: adafruit TSL2561 (pro snímač TSL2561)
8. Nainstalujte nejnovější verzi první knihovny.
9. Do pole pro vyhledávání zadejte: flashstorage ATSAM Nainstalujte nejnovější verzi první knihovny.

Krok 17: Instalace #Code - Arduino - Seeeduino LoRaWAN

Pro komunikaci s deskou instalujeme knihovnu Seeed boards.

Instrukce:

1. V rozhraní arduino klikněte na Soubor> Předvolby a zkopírujte adresu URL (níže) na „Adresy URL dalších správců desek“(viz obrázek - červený obdélník).
2. Klikněte na „ok“.
3. Zpět v rozhraní arduino klikněte na Toos> Board> Board Manager.
4. Do vyhledávacího pole zadejte „lorawan“.
5. Uvidíte knihovnu desky Seeed LoRaWan. (viz obrázek - zelený obdélník).
6. Klikněte na „nainstalovat“a počkejte, až bude hotovo.

URL:

Krok 18: #Code - Arduino - výběr desky / COM port

Instrukce:

1. Připojte desku LoRaWAN pomocí mikro USB kabelu k počítači.
2. V rozhraní arduino klikněte na Nástroje> Deska a vyberte desku "Seeeduino LoRaWAN". (viz obrázek)
3. Vyberte ve stejné nabídce správný port COM.

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

Nyní, když máme připravený náš kód, je čas ho vložit na desku LoRaWAN!

Instrukce:

1. Zkontrolujte, zda je deska LoRaWAN stále připojena k vašemu počítači.
2. Dvakrát klikněte na tlačítko reset na bočním uzlu. Uvidíte, že LED bliká. To znamená, že je zařízení v režimu bootloaderu.
3. Kvůli režimu bootloaderu musíme vybrat nový port COM. To se provádí naprosto stejně jako v kroku č. 18.
4. Klikněte na tlačítko nahrát. Je to tlačítko se šipkou směřující doprava. (Viz obrázek - červený kruh).
5. V pravém dolním rohu byste měli vidět „odeslání dokončeno“.

Krok 20: #Code - Arduino - Otestujte kód

Instrukce:

1. V přehledu zařízení TTN klikněte na „Data“. Tam najdete všechna příchozí data, která konkrétní uzel zařízení. (viz obrázek - červený obdélník)
2. Chcete -li otestovat přenos dat, odešlete signál stisknutím tlačítka reset na boku uzlového zařízení.
3. Pokud je signál LoRa přijímán bránou, uvidíte příchozí data v aplikačních datech zařízení na TTN. (počkejte 30 až 40 sekund, abyste viděli výsledek)
4. Pokud nevidíte příchozí data, zkuste znovu odeslat signál stisknutím tlačítka na boku uzlového zařízení.
5. Pokud to nepomůže, vraťte se ke kroku č. 18 a zkuste kód nahrát znovu.

Gratulujeme, nyní máte funkční zařízení LoRa Node!

1. Odeberte USB z desky lorawan.
2. Stiskněte naposledy na zbytkovém tlačítku na boku uzlového zařízení.

Krok 21: #Hardware - Sestava 5: Vložte přihrádku na baterie

Díly:

Přihrádka na baterie

Instrukce

1. Zasuňte přihrádku na baterie pod kryt pod úhlem. Napájecí kabel nejprve umístěte správným směrem. (viz obrázek)
2. Nejprve umístěte podnos na stěnu podpůrného bloku, kde jsou kabely nacpané.
3. Zatlačte zásobník dolů, dokud neuslyšíte zvuk „cvaknutí“.
4. Zkontrolujte roh, aby se podnos dobře hodil do hlavního pouzdra. (viz obrázek 2/3 - červené kruhy) // weg
5. Vložte napájecí kabel na horní část propojovacích kabelů I2C. Zatlačte to něčím tupým. dávejte pozor, abyste nepoškodili kabely.

Krok 22: #Hardware - Sestava 6: Vložte baterie

Díly:

6 x baterie AA (boční uzel)

Instrukce:

1. Vložte 6 x AA baterie ve správné orientaci držáků baterií.
2. Opatrně zatlačte kabely baterie dolů, aby nepřekážely v dalším kroku.

*boční uzel: zkontrolujte orientaci baterie v držáku baterie. může se lišit od toho na obrázku

Krok 23: #Hardware - Sestava 7: Zadní kryt

Díly:

3D tisk - Uzel zadního krytu

instrukce:

1. Zasuňte rty zadního krytu do lesku na rty skříně hlavního těla pod úhlem skluzu.
2. Zatlačte na boční stranu krytu a ujistěte se, že je ve správné poloze.
3. Pokud rty nejsou vhodné kvůli problémům s tiskem, zkuste zbrousit část povrchu, dokud nezapadne. Zkontrolujte, zda je zadní kryt zcela plochý na krytu a zda nejsou žádné švy.
4. Zašroubujte šrouby M3x16 mm a utáhněte.

Krok 24: #Hardware - připojení zařízení

Zařízení lze připevnit několika způsoby.

1. Na straně našroubujte drážku zámku zámku.
2. Na zadní straně zašroubujte drážku zámku.
3. Tiewrapové háje na boku / nahoře a vzadu.
4. Zadní kryt uzlu je také opatřen háčkem.