MuMo - LoRa Gateway: 25 etapas (com fotos)

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:

github.com/MoMu-Antwerp/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 usadas em outros aplicativos. ***

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 (gateway de não 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 vinculadas:

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/MoMu-Antwerp/MuMo/blob/master/Shopping_list.md

Etapa 2: #Hardware - Peças impressas em 3D

Peças para impressão 3D:

1. Porta de entrada
   • GATEWAY_Main_Housing
   • GATEWAY_Backcover

2. Sensor_extension

   • Sensor_Housing
   • Sensor_Backcover

3. Camera_extension

   • Camera_Housing
   • Camera_Backcover
4. Trap_extension

a página do github para os arquivos STL mais recentes:

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

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: #Software - Prepare o cartão SD Raspberry Pi

Partes:

• Raspberry Pi
• Cartão Micro SD.

Instruções:

1. Certifique-se de que o cartão SD está piscando e que a imagem correta do sistema operacional do Framboesa (Raspberry Pi OS (32 bits) com desktop) está instalada no cartão micro SD. Siga o link abaixo para encontrar as instruções corretas para atualizar e preparar seu cartão micro SD.
2. Insira o seu cartão micro SD no Raspberry Pi.

Ligação:

www.raspberrypi.org/documentation/installation/installing-images/

Etapa 4: #Hardware - Prepare o sensor de poeira de ar (opcional)

Partes:

• sensor de poeira de ar semeado
• 2 x resistor (3,3 KΩ)
• Placa de chapéu grove
• 2 x mangas retráteis

Instruções:

1. Corte o fio vermelho até o conector.
2. Corte o fio amarelo a uma distância de 3 cm do conector.
3. Corte o fio preto a uma distância de 2 cm do conector.
4. Desencape a extremidade de cada fio.
5. Coloque uma pequena luva retrátil sobre o cabo amarelo.
6. Coloque uma capa retrátil grande sobre o cabo amarelo e preto.
7. Solde os dois resistores em série com o cabo amarelo do conector no meio.
8. Solde o outro cabo amarelo na lateral do sensor a um dos resistores.
9. Deslize a luva pequena sobre a conexão de solda do fio amarelo com uma extremidade do resistor ainda exposta e termine a luva pequena.
10. Solde os fios pretos de volta com a extremidade da resistência ainda exposta no meio.
11. Deslize a luva grande sobre a conexão de solda e a luva pequena e termine a luva grande.
12. Solde o cabo vermelho nos pinos de 5 V (pinos 2 e 4) na placa do chapéu Grove (veja a imagem da vista superior).

Etapa 5: #Hardware - Montagem dos espaçadores (opcional)

Partes:

• Prancha para chapéus Grove
• Sensor de poeira de ar visto
• 4 espaçadores fêmea-macho
• 4 espaçadores fêmea-fêmea
• 4 x porca

Instruções:

1. Monte os espaçadores fêmea-macho através dos orifícios de montagem da placa do chapéu do bosque
2. Aparafuse as porcas nos espaçadores fêmea-macho e aperte-os. (para fornecer espaço extra para os cabos dobrarem)
3. Aparafuse os espaçadores fêmea-fêmea no topo das porcas e aperte tudo.
4. Estenda o cabo vermelho de 5 V do sensor de poeira de ar ao longo do interior do espaçador (veja a última foto).

Etapa 6: #Hardware - Conectando o cabo da câmera / sensor de poeira / I2C (opcional)

Partes:

• A pilha de montagem da etapa 6

• Raspberry PiModel 3 B +
• Cabo da câmera
• 2 x cabos de conexão grove
• 1 x parafuso M2.5 longo

Instruções:

Cabo da câmera:

1. Levante a trava do conector do cabo no Raspberry Pi (veja a imagem um - retângulo vermelho). Cuidado, frágil!
2. Insira o cabo da câmera no conector do Raspberry Pi com o lado azul voltado para os plugues USB.
3. Quando o cabo está no lugar certo. Empurre a trava de volta no lugar para que a conexão do cabo seja segura.
4. Passe o cabo da câmera através do orifício fornecido na placa do bosque. (veja a imagem da vista superior do bosque - retângulo vermelho)
5. Alinhe a placa com as conexões de pino na lateral.
6. Empurre-o para baixo para fazer uma pilha.
7. Para prender a pilha, monte o parafuso no orifício próximo à conexão de áudio do raspberry pi. (veja a vista superior da imagem)
8. A primeira pilha está completa!

Sensor de poeira de ar:

Conecte o conector do sensor de poeira de ar ao pino D16 da placa de chapéu Grove. (veja a imagem da vista superior do bosque - retângulo roxo)

Conectores I2C:

Conecte os dois cabos de conexão grove aos conectores I2C da placa de chapéu Grove. De preferência, use os conectores que estão próximos ao cabo da câmera. Isso torna mais fácil usar a porta HDMI posteriormente. (veja a imagem da vista superior do bosque - retângulo azul)

Etapa 7: #Hardware - Construindo a pilha na caixa

Partes:

• A pilha de montagem da etapa 6
• Impressão 3D Gateway_body
• 3 x M2.5 comprido
• 1 x M3

Instruções:

1. Verifique se o cartão micro SD está inserido no Raspberry Pi.
2. Insira o sensor de poeira de ar na caixa de impressão 3D e prenda-o com o parafuso M3.
3. Antes de inserirmos a pilha. Guie o cabo da câmera e os dois cabos de conexão de encaixe I2C pela ranhura inferior da caixa.
4. Insira a pilha de Pi na caixa.
5. Empurre os cabos para baixo nas laterais para que não atrapalhem.
6. Certifique-se de que nenhum fio esteja na frente do Micro USB e da conexão HDMI.
7. Prenda a pilha com três parafusos M2,5 através dos grandes orifícios na frente.

Etapa 8: #Hardware - Dragino LoRa Shield

Partes:

• A montagem da etapa 7
• Escudo Dragino LoRa
• 4 x parafusos M2.5 curtos

Instruções:

1. Pré-instale a antena no escudo Dragino LoRa. (não aperte totalmente ainda!)
2. Insira o escudo Dragino LoRa no topo da placa do chapéu do bosque. Alinhe os pinos e empurre-o para baixo.
3. Prenda a placa com os quatro parafusos M2,5.

Etapa 9: #Hardware - Backcover

Partes:

• A montagem da etapa 8
• Gateway_backcover
• 2 parafusos M3

Instruções:

1. Deslize as inserções da tampa traseira na caixa e empurre-a para baixo.
2. Fixei a tampa traseira com dois parafusos M3.

Etapa 10: #Hardware - Configurar LoRa Gatway

Partes:

• A montagem da etapa 9
• Periféricos: tela (HDMI) / teclado / mouse
• Fonte de alimentação micro usb

Instruções:

1. Conecte o Raspberry a uma tela com um cabo HDMI.
2. Conecte um mouse e teclado ao conector USB.
3. Conecte o cabo USB de alimentação ao Raspberry Pi por último. Ele deve começar a inicializar agora.

Etapa 11: #Software - Configurar LoRa Gatway - Primeira inicialização do Raspberry Pi

Instruções:

1. Você verá a tela de configuração. Siga as instruções da tela de configuração.
2. Escolha sua configuração de país / rede / teclado
3. No final, ele irá procurar por atualizações e instalá-las. Por favor, seja paciente, isso pode levar alguns minutos.

Etapa 12: #Software - Configurar LoRa Gatway - Obter endereço de Ether para TTN

Instruções:

1. Abra um terminal no Raspberry Pi.
2. Digite> ifconfig wlan0:
3. Você pode ver o endereço de éter do Pi. (ex: b5: 23: eb: fc: 55: d4)
4. Anote isso porque você precisará disso ao configurar o gateway em TTN.

***Nota***

Para obter mais informações de configuração de detalhes sobre o Dragino PG1301, verifique o manual do usuário (página 7):

Git link naar de pdf

Etapa 13: #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 14: #TTN - Criar um Gatway no TTN

Instruções:

1. No console do TTN, clique em Gateway.
2. Clique em registrar gateway no canto superior direito para um novo dispositivo de gateway. (veja a imagem - quadrado vermelho)
3. Marque a caixa "Estou usando o encaminhador de pacote legado". (veja a imagem - quadrado verde)
4. Preencha o gateway EUI usando o endereço de éter do Pi. Converta seu endereço como neste exemplo b5: 23: eb: fc: 55: d4 => B523EBFC55D4FFFF (veja a imagem - retângulo verde) O "FFFF" é adicionado para torná-lo um EUI exclusivo de 8 bytes.
5. Escolha o seu plano de frequência (ex: Europa - 868 MHz para a Europa)
6. Escolha o seu roteador (ex: ttn-router-eu para a Europa)
7. Aponte sua localização no mapa. (opcional)
8. Marque a caixa certa, interna ou externa.
9. Na parte inferior da página clique no botão Registrar Gateway

Etapa 15: #Software - Configurar LoRa Gatway - Opções de interface

Instruções:

1. No terminal, digite> sudo raspi-config
2. Selecione as opções de interface
3. Selecione e habilite SPI
4. Selecione e habilite a câmera
5. Selecione e ative I2C

Etapa 16: #Software - Configurar LoRa Gatway - Baixar e instalar LoRaWAN Packet Forwarder Habilitar SPi

Instruções:

1. No terminal, digite> wget
2. Isso fará o download do encaminhador de pacote do Dragino Server para RPI.
3. No terminal, digite> sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

Etapa 17: #Software - Configurar LoRa Gatway - Config Gateway ID, banda de frequência e endereço do servidor

Instruções:

1. Após a instalação, vá para etc / lora-gateway / e abra local_conf.json
2. Entre as chaves, adicione esta seção abaixo:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF",

"server_address": "router.eu.thethings.network",

"serv_port_up": 1700,

"serv_port_down": 1700

3. Altere o gateway_ID para o gateway_ID que você usou para configurar o gateway no TTN. (com o "FFFF")

4. Salve o documento.

Etapa 18: #Software - Configurar LoRa Gatway - Iniciar a rede LoRa

Instruções:

1. No terminal digite>
2. sudo systemctl stop lorapktfwd
3. sudo systemctl start lorapktfwd
4. sudo systemctl enable lorapktfwd
5. Isso reinicia o encaminhador de pacote e garante que o encaminhador comece com Raspberry Pi. Agora seu gateway LoRa está ativo.
6. Você deverá ver a atualização de status para "conectado" dentro de alguns minutos no TTN.

Etapa 19: #Software - Configurar Gateway - Sensor / Câmera - Instalar (opcional)

Instruções:

1. Verifique se você tem python 3 em seu Raspberry Pi. No terminal, digite => python3
2. Se você não tiver o python 3, siga estas instruções de instalação:
3. type => sudo apt update
4. type => sudo apt install python3 idle3
5. Agora você deve ter o python 3. Verifique novamente com a primeira etapa.

Ative a câmera / I2C / SPI: (talvez você já tenha feito isso na configuração LoRa)

1. No terminal, digite => sudo raspi-config
2. Vá para Opções de interface.
3. Habilitar câmera
4. Habilitar I2C
5. Habilitar SPI

Instale as seguintes bibliotecas: (digite estes comandos no terminal)

1. sudo apt-get update

sudo apt-get install libatlas-base-dev

2. pip3 install numpy
3. pip3 install opencv-python
4. pip3 install scikit-image

pip3 instalar cronograma

5. pip3 install getmac
6. pip3 install adafruit-circuitpython-bme680
7. pip3 install adafruit-circuitpython-tsl2561
8. pip3 instalar RPI. GPIO

Etapa 20: #Software - Configurar Gateway - Sensor / Câmera - Execução de script (opcional)

Instruções:

1. Baixe o script python "mumo.py" do github: link do Github
2. Coloque o código em sua área de trabalho.
3. Abra um terminal e digite> sudo nano / etc / xdg / lxsession / LXDE-pi / autostart
4. Copie esta linha para o final do arquivo> @lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. Salve o arquivo e feche-o.
6. Agora o script será iniciado automaticamente na reinicialização.
7. Abra o código.
8. Mude para o seu endpoint de URL. (para onde enviar os dados em seu servidor de back-end)

Etapa 21: #Hardware - Extensão do sensor (opcional)

Partes:

• A montagem da etapa 9
• Sensor_body
• Sensor_cap
• Sensor de luz digital (sensor pequeno)
• Sensor BME680 (sensor longo)
• 4 parafusos M2x5
• 4 parafusos M3

Instruções:

1. Insira os dois cabos de conexão de canal I2C através do orifício do sensor_cap.
2. Conecte o sensor BME680 e o sensor de luz digital ao cabo de conexão I2C grove.
3. Insira o sensor BME680 e o sensor de luz digital na parte sensor_body e prenda-os com quatro parafusos M2x5. Você terá que dobrar o cabo para encaixar os sensores no lugar, então tome cuidado!
4. Deslize o sensor_cap na parte superior do corpo do sensor para fechá-lo.
5. Fixe a tampa ao corpo com dois parafusos M3.
6. Fixe o conjunto de expansão do sensor à frente do gateway com dois parafusos M3. (veja a imagem - círculo vermelho)
7. Os cabos do sulco provavelmente são muito longos. Empurre-os para dentro da caixa do sensor.

Etapa 22: #Hardware - extensão da câmera (opcional)

Partes:

• A montagem da etapa 10
• Módulo de câmera (com parafusos M2.5)
• Camera_body
• Camera_cap
• 4 parafusos M3

Instruções:

1. Coloque a câmera e um acessório de luz na caixa camera_cap e prenda-a com os quatro parafusos M2.5 do módulo da câmera.
2. Para inserir o cabo da câmera, devemos retirar o suporte de plástico preto da conexão.
3. Insira o cabo da câmera com a superfície azul voltada para a câmera. (Veja fotos)
4. Deslize o camera_body na parte superior da montagem
5. Fixei o camera_cap com dois parafusos M3 no camera_body.
6. Monte o conjunto adicional da câmera na parte inferior da caixa do gateway com dois parafusos M3 (veja a imagem - círculo vermelho)
7. Empurre o cabo saliente para dentro da caixa.

Etapa 23: #Hardware - extensão Bug Trap (opcional)

Partes:

• A montagem da etapa 11
• Trap_Frame
• papel armadilha de insetos - papel colante
• 2 parafusos M3

Instruções:

1. Coloque a peça Trap_Frame na parte superior da caixa da câmera. A armadilha tem algum espaço para o cabo usb de alimentação do gateway, portanto, verifique as fotos para a orientação correta.
2. Fixe com dois parafusos M3 no lado esquerdo e direito da caixa da câmera.
3. Insira seu papel anti-insetos (60 x 75) mm na abertura da armadilha. Existem dois slots, na direção frontal e traseira. Depende de como você posicionará o gateway.
4. O cabo USB de alimentação pode ser entrelaçado entre a estrutura aberta da parte da armadilha.

Etapa 24: #Hardware - Montagem do gateway

O gateway é fornecido com muitas opções para montá-lo.

Temos dois slots de parafuso nos quais o gateway pode ser pendurado.

Também temos grelhas de braçadeiras para cabos, para que você possa conectar facilmente o gateway a qualquer coisa.

Etapa 25: #Hardware - Orientações Diferentes

O gateway é modular para que os sensores e a câmera possam ser montados em diferentes orientações. Você também pode criar seus próprios componentes e adicioná-los à configuração.