MuMo - Node_draft: 24 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

### ATUALIZAÇÃO 2021-10-03 // as informações / atualizações mais recentes estarão disponíveis na página do github:

O que é MuMo?

O que é MuMo? MuMo é uma colaboração entre o desenvolvimento de produtos (um departamento da Universidade de Antuérpia) com o nome de Antwerp Design Factory e o Antwerp Fashion Museum. O objetivo do projeto é construir um sistema de monitoramento IOT de código aberto baseado em uma rede LoRa.

• Deve ser fácil de configurar.
• Deve ser fácil de montar.
• Deve ser escalonável em termos de área de aplicação.

O que o projeto MuMo contém:

Nó MuMo

O MuMo Node é um dispositivo de baixa energia com baterias AA que pode medir e transmitir parâmetros ambientais em uma rede LoRa. Os parâmetros são temperatura, umidade, pressão ambiente e brilho. *** O nó MuMo pode ser estendido com outras funcionalidades para serem utilizadas em outras aplicações. ***

MuMo Gatway

O MuMo Gateway é um gateway LoRa ativo que pode receber e encaminhar sinais LoRa do dispositivo Node pela Internet. Neste projeto o gateway também será equipado com os mesmos sensores do dispositivo MuMo Node, sensor de poeira de ar e uma armadilha de insetos que pode ser monitorada remotamente com uma câmera.

*** O gateway não precisa ser equipado com sensores ou câmera. Também pode servir apenas para fornecer uma rede LoRa (sem medição). ***

MuMo Dashboard

O MuMo Dashboard é fornecido para criar um aplicativo da web de visão geral da rede que está sendo criada. É fácil de usar com diferentes funcionalidades. O painel pode ser totalmente personalizado de acordo com os desejos e a aplicação do usuário.

Página do Github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Páginas instrutíveis:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Ferramentas necessárias:

• Impressora 3D com filamento
• Ferro de solda / solda
• Alicate de corte pequeno
• Pistola de cola quente (ou outras ferramentas de fixação)
• Chave de fenda pequena

Etapa 1: #Hardware - Pedidos de peças

Peças sob encomenda:

Consulte a página do github para uma visão geral recente:

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

Etapa 2: #Hardware - Peças impressas em 3D

Peças para impressão 3D:

• NODE_Main_Housing
• NODE_Battery_Tray
• NODE_Backcover

Consulte a página do github para os arquivos STL mais recentes:

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

Filamento de impressão:

• PETG (preferencial e mais durável)
• PLA

Configurações gerais de impressão:

• Sem necessidade de suporte
• Preenchimento não é necessário
• 0,2 altura da camada
• 3 perímetros externos (para resistência e durabilidade)

Etapa 3: #Hardware - Prepare a bandeja da bateria

Partes:

• 2 x estojo de bateria (nó lateral: você também pode usar apenas um estojo de bateria para 3 baterias AA, mas o alcance ao vivo será mais curto!)
• 1 x conector de alimentação JST 2.0 (incluído com a placa Seeed LoRaWan)
• Parte impressa em 3D: bandeja da bateria

Instruções - Soldagem: (Aviso QUENTE - tenha cuidado!)

1. Solde todos os cabos vermelhos juntos
2. Solde todos os cabos pretos juntos.
3. Certifique-se de que o trabalho de solda está protegido com material de isolamento. Pode ser uma luva que você puxa sobre o cabo antes de soldar ou uma fita isolante que você aplica depois.

Instruções - Fixação do suporte da bateria:

1. Cole os suportes da bateria na bandeja da bateria de forma que os cabos fiquem voltados para o lado com o recorte (veja a imagem). Isso pode ser feito com cola quente (preferencial), fita dupla-face, silicone, segunda cola, …

Etapa 4: #Hardware - Prepare a placa LoRaWan

Papel:

Placa LoRaWan

Instrução:

Antes de retirar o led da placa, conecte a placa ao computador e verifique se o led de alimentação acendeu. Depois de retirar o led não temos mais indicação de alimentação.

Para reduzir o consumo de energia do escudo Lorawan, devemos remover dois LEDs que são meramente informativos. O LED de alimentação (PWR) e a indicação de carga (CHG).

Tenha muito cuidado para não danificar a placa durante este processo! Use um alicate afiado.

1. Localize o LED de carga (CHR) e o powerLED (PWR) (veja a imagem de vista superior com os retângulos verdes)
2. Corte a soldagem do LED. O LED deve se soltar.
3. Remova os leds e verifique se as peças foram removidas de forma limpa, sem danificar os vestígios por baixo.

Etapa 5: #Hardware - Montagem 1: TSL2561 / BME680

Partes:

• Impressão 3D - "Corpo principal do nó"
• Sensor de luz digital (sensor pequeno)
• Sensor BME680 (sensor longo)
• 2 cabos conectores Grove I2C
• 4 parafusos M2x5

Instruções:

1. Conecte um dos cabos grove ao sensor de luz digital. E a outra para o sensor BME680.

2. Coloque os sensores na caixa de impressão 3D ("Corpo principal do nó").
3. Luz digital no canto superior esquerdo / BME680 no canto superior direito. A parte de conexão do sensor está voltada para baixo (não visível!). Você tem que dobrar os cabos que fazem uma curva fechada.
4. E aparafuse ambos no lugar com os parafusos m2x5 mm.

Etapa 6: #Hardware - Montagem 2: Painel LoRaWan visto

Partes:

• Bandeja de bateria com suportes de bateria
• Quadro LoRaWan visto
• Nó do corpo principal
• 4 parafusos M2x5

Instruções:

1. Insira o cabo de alimentação da bandeja da bateria na placa LoRaWan.
2. Dobre o cabo de alimentação para que os cabos não ocupem muito espaço.
3. Insira a placa LoRaWan na caixa com o conector USB e o cabo de alimentação primeiro.
4. Alinhe os orifícios da placa LoRaWan com os pinos de montagem da caixa.
5. Certifique-se de colocar a placa LoRaWan próximo à parede divisória. (Veja fotos)
6. Insira os quatro parafusos na posição indicada da placa (veja a imagem de vista superior - Círculos verdes)
7. Ao apertar os parafusos, certifique-se de que o botão de reinicialização esteja alinhado corretamente com o botão de pressão na lateral do nó. (veja a imagem de vista superior - retângulo azul)
8. Verifique se o botão de reinicialização está funcionando corretamente. Se o botão não se mover ou não tocar no botão de reinicialização ou na placa, pode haver inconsistências na qualidade de impressão 3D. Tente mover a placa ligeiramente ou considere quebrar o botão de reinicialização impresso em plástico para resolver o problema. Você ainda pode redefinir o botão através do orifício na impressão.
9. Alimente a antena através da abertura prevista no bloco de suporte da bateria, com cuidado para não quebrar a antena

Etapa 7: #Hardware - Montagem 3: Conecte os pinos I2C

Instruções:

Conecte os cabos Grove aos slots i2C no Seeeduino. Apenas os dois conectores externos são pinos I2C e podem ser usados para nossos sensores. Mas você pode trocar o conector de ambos os sensores. (veja a imagem - retângulo azul)

Etapa 8: #Hardware - Montagem 4: Gerenciamento de cabos - Cabos I2C

Instruções:

1. Atrás do bloco de suporte da bateria, há espaço para empurrar os cabos I2C para dentro. O ajuste é justo para que eles não se movam para fora.
2. Oriente bem os cabos para que não interfiram com a bandeja da bateria que será colocada na parte superior em instantes.

Comentário: Deixe o hardware do nó como está por enquanto. Vamos configurar o código primeiro.

Etapa 9: #TTN - Inscreva-se / faça login

A rede de coisas fornece um conjunto de ferramentas abertas e uma rede aberta global para construir seu próximo aplicativo IoT a baixo custo, apresentando segurança máxima e pronto para escalar.

* Se você já possui uma conta, pode pular esta etapa

Instruções:

1. Inscreva-se na The Things Network e crie uma conta
2. Siga as instruções no site da TTN.
3. Depois de se inscrever, faça login em sua conta
4. Vá para o seu console. Você o encontrará no menu suspenso do seu perfil (veja a imagem)

Etapa 10: #TTN - Configuração do aplicativo

* Se você já tem um aplicativo, pode pular esta etapa

Um aplicativo é um ambiente onde você pode armazenar vários dispositivos de nó.

Instruções:

1. Quando você estiver no console, clique em aplicativos (veja a figura 1).
2. Clique em "adicionar aplicativo"
3. Agora você está localizado na janela de adicionar aplicativo (veja a figura 2).
4. Faça um ID de aplicativo
5. Dê uma descrição ao seu aplicativo
6. Defina seu registro de manipulador (dependendo de sua localização)
7. Quando terminar, clique em "adicionar aplicativo".

Etapa 11: #TTN - Configuração dos formatos de carga útil

A configuração da carga útil é importante para ler as informações dos dados de entrada corretamente.

Instruções:

1. Na visão geral do aplicativo, clique em "Formatos de carga útil". (veja a figura 1 - retângulo verde)
2. Copie e cole a função (verifique o link github abaixo) no editor do decodificador. (veja a imagem - retângulo azul)
3. Clique no botão Salvar para salvar seu resultado.

Link de função para o editor do decodificador:

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

Etapa 12: #TTN - Adicionar dispositivos

Se tudo correr bem, você está agora na visão geral do aplicativo. Onde você tem controle sobre seu aplicativo. Agora vamos adicionar um novo dispositivo (nó) a ou aplicativo.

Instruções:

1. Clique no dispositivo de registro (ver figura 1 - retângulo verde)
2. Insira um ID de dispositivo
3. Defina o EUI do dispositivo para gerado automaticamente. Clique nas setas cruzadas do lado esquerdo.
4. Quando terminar, clique em "registrar dispositivo".
5. O dispositivo agora está criado.

Etapa 13: #TTN - Configurações do dispositivo

Esta etapa é muito importante para obter uma boa conexão da configuração LoRa dos dispositivos.

Instruções:

1. Quando você estiver na página de visão geral do dispositivo, clique em "configurações" (veja a figura 1 - retângulo verde)
2. Na página de configurações, você pode dar uma descrição do seu dispositivo (não precisa)
3. Defina o modo de ativação para ABP.
4. Marque a opção "Verificações do contador de quadros". Você encontrará no final da página.
5. Deixe todos os EUI do dispositivo, endereço do dispositivo, chave de sessão de rede, chave de sessão do aplicativo para geração automática.
6. Clique no botão Salvar para salvar as novas configurações.
7. Volte para a página de "configurações". (veja a figura 3 - retângulo verde)
8. Defina o modo de ativação de volta para OTAA !! (veja a figura 4 - retângulo verde)
9. Deixe a chave do aplicativo para geração automática.
10. Clique no botão salvar para salvar as novas configurações. (Ver figura 5 - retângulo verde)

Etapa 14: #Code - Download do código do Arduino

Ok, até agora tudo bem. Temos nosso node assembly, temos uma conta no TTN, criamos um aplicativo com o formato de payload correto e fizemos um dispositivo (OTAA) nesse aplicativo. Portanto, agora só temos que configurar o código do Arduino com as mesmas informações de configuração do dispositivo que fizemos no TTN. Na próxima etapa, faremos upload do código para a placa LoRaWan no nó.

Instruções:

1. Baixe o diretório mumoV1 na página do Github.
2. Baixe a versão mais recente do software Arduino. (https://www.arduino.cc/en/software)
3. Abra o arquivo de código do Arduino "mumoV1.ino" (você encontrará o link do Github abaixo das instruções)

Link do Github:

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

Etapa 15: #Code - Arduino - Configuração do dispositivo com TTN

Instruções:

1. Abra a rede (TTN), vá para a visão geral do seu dispositivo, onde você encontrará todas as informações de configuração do dispositivo. Vamos usar isso para configurar o código do arduino.
2. No código do arduino, vá para a guia "mumoV1.h".

ID do nó de configuração:

1. Copie o device_EUI do TTN e cole-o no código do Arduino (veja a seta roxa).
2. Copie o aplicativo_EUI do TTN e cole-o no código do Arduino (veja a seta azul).
3. Copie o app_key do TTN e cole-o no código do Arduino (veja a seta verde). Se o network_session_key não estiver visível, clique no símbolo "olho" (veja o círculo verde).
4. Copie o device_adress do TTN e cole no código do Arduino (veja a seta amarela).
5. Copie a network_session_key do TTN e cole no código do Arduino (veja a seta laranja). Se a network_session_key não estiver visível, clique no símbolo "olho" (veja o círculo laranja).
6. Copie o app_session_key do TTN e cole-o no código do Arduino (veja a seta vermelha). Se app_session_key não estiver visível, clique no símbolo "olho" (veja o círculo vermelho).

Etapa 16: #Code - Arduino - Instale a biblioteca RTC e Adafruit

1. Na interface do seu arduino, clique em Sketch> Incluir Biblioteca> Gerenciar Bibliotecas …
2. A janela de gerenciamento da biblioteca aparecerá.
3. Na barra de pesquisa digite: rtczero
4. Instale a versão mais recente da primeira biblioteca
5. Na barra de pesquisa digite: adafruit BME680 (para o sensor BME680)
6. Instale a versão mais recente da primeira biblioteca
7. Na barra de pesquisa, digite: adafruit TSL2561 (para o sensor TSL2561)
8. Instale a versão mais recente da primeira biblioteca.
9. Na barra de pesquisa, digite: flashstorage ATSAM Instale a versão mais recente da primeira biblioteca.

Etapa 17: #Code - Arduino - Instalação da biblioteca Seeeduino LoRaWAN

Instalamos a biblioteca de placas Seeed para nos comunicarmos com a placa.

Instruções:

1. Na interface do seu arduino, clique em Arquivo> Preferências e copie o url (abaixo) para "URLs adicionais do gerenciador de placas" (veja a imagem - retângulo vermelho).
2. Clique em "ok".
3. De volta à interface do arduino, clique em Toos> Board> Board Manager.
4. Na barra de pesquisa, digite "lorawan".
5. Você verá a biblioteca da placa Seeed LoRaWan. (veja a imagem - retângulo verde).
6. Clique em "instalar" e aguarde até terminar.

URL:

Etapa 18: #Code - Arduino - Seleção de placa / porta COM

Instruções:

1. Conecte a placa LoRaWAN com um cabo micro usb ao seu computador.
2. Na interface do seu arduino, clique em Ferramentas> Placa e selecione a placa "Seeeduino LoRaWAN". (Ver foto)
3. Selecione no mesmo menu a porta COM correta.

Etapa 19: #Code - Arduino - Carregue o código para a placa

Agora que temos nosso código pronto, é hora de colocá-lo na placa LoRaWAN!

Instruções:

1. Certifique-se de que sua placa LoRaWAN ainda esteja conectada ao seu PC.
2. Clique duas vezes no botão reset no nó lateral. Você verá que o led está piscando. Isso significa que o dispositivo está no modo bootloader.
3. Por causa do modo do bootloader, temos que selecionar uma nova porta COM. Isso é feito exatamente da mesma forma que na etapa # 18.
4. Clique no botão de upload. É o botão com a seta apontando para a direita. (Veja a imagem - círculo vermelho).
5. Você deve ver "upload concluído" no canto inferior direito.

Etapa 20: #Code - Arduino - Teste o código

Instruções:

1. Na visão geral do dispositivo de TTN, clique em "Dados". Lá você encontrará todos os dados de entrada desse dispositivo de nó específico. (veja a imagem - retângulo vermelho)
2. Para testar a transmissão de dados, pressione o botão de reinicialização na lateral do dispositivo do nó para enviar o sinal.
3. Se o sinal LoRa for recebido por um gateway, você verá os dados de entrada em seus dados de aplicativo do dispositivo no TTN. (espere 30 a 40 segundos para ver o resultado)
4. Se você não vir os dados de entrada, tente apertar o botão de descanso na lateral do dispositivo do nó para enviar o sinal novamente.
5. Se isso não ajudar, volte para a etapa 18 e tente fazer upload do código novamente.

Parabéns, agora você tem um dispositivo LoRa Node funcionando!

1. Remova o USB da placa lorawan.
2. Pressione uma última vez no botão de descanso na lateral do dispositivo do nó.

Etapa 21: #Hardware - Montagem 5: Insira a bandeja da bateria

Partes:

Bandeja de bateria

Instruções

1. Insira a bandeja da bateria na caixa em um ângulo. Certifique-se de primeiro posicionar o cabo de alimentação na direção correta. (Ver foto)
2. Primeiro, posicione a bandeja na parede do bloco de suporte, onde os cabos são colocados atrás.
3. Empurre a bandeja para baixo até ouvir um "clique".
4. Verifique no canto se a bandeja se encaixa bem na caixa principal. (ver imagem 2/3 - círculos vermelhos) // weg
5. Insira o cabo de alimentação na parte superior dos cabos de conexão I2C. Empurre-o para baixo com algo sem corte. tenha cuidado para não danificar os cabos.

Etapa 22: #Hardware - Montagem 6: Insira as baterias

Partes:

6 pilhas AA (nó lateral)

Instruções:

1. Insira 6 pilhas AA na orientação correta dos suportes de bateria.
2. Empurre com cuidado os cabos da bateria para baixo para que não interfiram na próxima etapa.

* nó lateral: verifique a orientação da bateria do suporte da bateria. pode ser diferente daquele da foto

Etapa 23: #Hardware - Montagem 7: Tampa traseira

Partes:

Impressão 3D - Nó da contracapa

instruções:

1. Insira as bordas da tampa traseira na ranhura da estrutura do corpo principal sob um ângulo deslizante.
2. Empurre na lateral da caixa e certifique-se de que está na posição correta.
3. Se os lábios não estiverem encaixando devido a problemas de impressão, tente esmerilhar um pouco da superfície até que se encaixe. Verifique se a tampa traseira está totalmente plana na caixa e se não há costuras.
4. Insira os parafusos M3x16mm e aperte.

Etapa 24: #Hardware - Anexo do dispositivo

Existem várias maneiras de conectar o dispositivo.

1. Aperte a ranhura da trava deslizante na lateral.
2. Aperte a ranhura da trava deslizante na parte traseira.
3. Tiewrap arvoredos na parte lateral / superior e posterior.
4. A tampa traseira do nó também é fornecida com um gancho.