MuMo - Node_draft - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

### UPDATE 10-03-2021 // de laatste informatie / updates zullen beschikbaar zijn op de github-pagina:

Wat is MuMo?

Wat is MuMo?MuMo is een samenwerking tussen productontwikkeling (een afdeling van de Universiteit Antwerpen) onder de naam Antwerp Design Factory en het Antwerpse Modemuseum. Het doel van het project is om een open source IOT-monitorsysteem te bouwen op basis van een LoRa-netwerk.

• Het moet gemakkelijk in te stellen zijn.
• Het moet gemakkelijk te monteren zijn.
• Het moet qua toepassingsgebied schaalbaar zijn.

Wat houdt het project MuMo in:

MuMo-knooppunt

De MuMo Node is een apparaat met laag vermogen op AA-batterijen dat omgevingsparameters kan meten en verzenden via een LoRa-netwerk. De parameters zijn temperatuur, vochtigheid, omgevingsdruk en helderheid.*** De MuMo node kan worden uitgebreid met andere functionaliteiten voor gebruik in andere toepassingen.***

MuMo Gatway

De MuMo Gateway is een actieve LoRa-gateway die LoRa-signalen van het Node-apparaat via internet kan ontvangen en doorsturen. In dit project zal de gateway ook worden uitgerust met dezelfde sensoren van het MuMo Node-apparaat, luchtstofsensor en een insectenval die op afstand kan worden bewaakt met een camera.

*** De gateway hoeft niet uitgerust te zijn met sensoren of een camera. Het kan ook alleen dienen om een LoRa-netwerk te bieden (non-meating gaetway).***

MuMo-dashboard

Het MuMo Dashboard is bedoeld om een overzichtswebapplicatie te maken van het netwerk dat in aanbouw is. Het is gebruiksvriendelijk gemaakt met verschillende functionaliteiten. Het dashboard kan volledig worden aangepast aan de wensen en toepassing van de gebruiker.

Github-pagina:

github.com/MoMu-Antwerpen/MuMo

Instructable pagina's:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Benodigd gereedschap:

• 3D-printer met filament
• Soldeerbout / soldeer
• Kleine snijtang
• Heet lijmpistool (of ander bevestigingsgereedschap)
• Kleine schroevendraaier

Stap 1: #Hardware - Onderdelen bestellen

Onderdelen te bestellen:

Zie de github-pagina voor een recent overzicht:

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

Stap 2: #Hardware - 3D-geprinte onderdelen

Onderdelen om te 3D printen:

• NODE_Hoofdhuisvesting
• NODE_Battery_Tray
• NODE_Backcover

Zie de github-pagina voor de nieuwste STL-bestanden:

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

Printfilament:

• PETG (bij voorkeur en duurzamer)
• PLA

Algemene afdrukinstellingen:

• Geen ondersteuning nodig
• Invulling niet nodig
• 0.2 laag hoogte
• 3 buitenranden (voor sterkte en duurzaamheid)

Stap 3: #Hardware - Bereid de batterijlade voor

Onderdelen:

• 2 x batterijhouder (zijknooppunt: u kunt ook slechts één batterijhouder gebruiken voor 3 AA-batterijen, maar het live bereik zal korter zijn!)
• 1 x JST 2.0-voedingsconnector (meegeleverd met het Seeed LoRaWan-bord)
• 3D-geprint onderdeel: batterijlade

Instructies - Solderen: (Waarschuwing HEET - wees voorzichtig!)

1. Soldeer alle rode kabels aan elkaar!
2. Soldeer alle zwarte kabels aan elkaar.
3. Zorg ervoor dat het soldeerwerk wordt beschermd met isolatiemateriaal. Dit kan een sleeve zijn die je over de kabel trekt voordat je gaat solderen of isolatietape die je daarna aanbrengt.

Instructies - Bevestiging van de batterijhouder:

1. Lijm de batterijhouders in de batterijlade zodat de kabels naar de kant met de uitsparing wijzen (zie afbeelding). Dit kan met hete lijm (bij voorkeur), dubbelzijdige tape, siliconen, tweede lijm, …

Stap 4: #Hardware - LoRaWan-bord voorbereiden

Deel:

LoRaWan-bord

Instructie:

Voordat u de led op het bord verwijdert, sluit u het bord aan op de computer en controleert u of de power led oplicht. Na het verwijderen van de led hebben we geen stroomindicatie meer.

Om het stroomverbruik van het Lorawan-schild te verminderen, moeten we twee LED's verwijderen die puur informatief zijn. De power (PWR) en de laadindicatie (CHG) led.

Wees uiterst voorzichtig om het bord niet te beschadigen tijdens dit proces! Gebruik een scherpe tang.

1. Zoek de oplaad-LED (CHR) en de powerLED (PWR) (zie bovenaanzicht met de groene rechthoeken)
2. Snijd het solderen van de LED. De LED moet loskomen.
3. Verwijder de leds en controleer of de onderdelen schoon zijn verwijderd zonder de sporen eronder te beschadigen.

Stap 5: #Hardware - Montage 1: TSL2561 / BME680

Onderdelen:

• 3D print - "Knooppunt hoofdgedeelte"
• Digitale lichtsensor (kleine sensor)
• BME680 sensor (lange sensor)
• 2 x Grove I2C-connectorkabels
• 4 x M2x5 schroeven

Instructies:

1. Sluit een van de grove kabels aan op de digitale lichtsensor. En de andere naar de BME680-sensor.
2. Plaats de sensoren in de 3D-printbehuizing ("Node-hoofdlichaam").
3. Digitale lamp linksboven / BME680 rechtsboven. Het aansluitgedeelte van de sensor is naar beneden gericht (niet zichtbaar!). Je moet de kabels zo buigen dat ze een scherpe bocht maken.
4. En schroef beide vast met de m2x5 mm schroeven.

Stap 6: #Hardware - Montage 2: Seeed LoRaWan Board

Onderdelen:

• Batterijlade met batterijhouders
• Seeed LoRaWan-bord
• Hoofdgedeelte knooppunt
• 4 x M2x5 schroeven

Instructies:

1. Steek de voedingskabel van de batterijlade in het LoRaWan-bord.
2. Buig de stroomkabel om zodat de kabels niet te veel ruimte innemen.
3. Plaats het LoRaWan-bord in de behuizing met eerst de usb-connector en voedingskabel.
4. Lijn de gaten van het LoRaWan-bord uit met de montagepennen van de behuizing.
5. Zorg ervoor dat u het LoRaWan-bord naast de scheidingswand plaatst. (zie foto's)
6. Steek de vier schroeven in de aangegeven positie van het bord (zie bovenaanzicht foto - Groene cirkels)
7. Zorg er bij het vastdraaien van de schroeven voor dat de resetknop goed is uitgelijnd met de drukknop aan de zijkant van de node. (zie bovenaanzicht foto - Blauwe rechthoek)
8. Controleer of de resetknop goed werkt. Als de knop niet beweegt of de resetknop of het bord niet raakt, kunnen er inconsistenties zijn in de 3D-printkwaliteit. Probeer het bord een beetje te verplaatsen of overweeg om de met plastic bedrukte resetknop helemaal af te breken om dit op te lossen. Je kunt de knop nog steeds resetten via het gaatje in de print.
9. Voer de antenne door de voorziene opening in het batterijsteunblok, voorzichtig om de antenne niet te breken

Stap 7: #Hardware - Montage 3: I2C-pinnen aansluiten

Instructies:

Sluit de Grove-kabels aan op de i2C-slots op de Seeeduino. Alleen de twee buitenste connectoren zijn I2C-pinnen en zijn bruikbaar voor onze sensoren. Maar u kunt beide sensorenconnector verwisselen. (zie afbeelding - blauwe rechthoek)

Stap 8: #Hardware - Montage 4: Kabelbeheer - I2C-kabels

Instructies:

1. Achter het batterijsteunblok is ruimte voorzien om de I2C-kabels naar beneden te duwen. De pasvorm is strak, zodat ze niet terug uitschuiven.
2. Oriënteer de kabels mooi zodat ze de batterijlade die er zo bovenop komt niet in de weg zitten.

Opmerking: laat de hardware van het knooppunt voorlopig zoals het is. We zullen eerst de code instellen.

Stap 9: #TTN - Aanmelden / Inloggen

The Things Network biedt een reeks open tools en een wereldwijd, open netwerk om uw volgende IoT-toepassing tegen lage kosten te bouwen, met maximale beveiliging en klaar om te schalen.

* Als je al een account hebt, kun je deze stap overslaan

Instructies:

1. Meld je aan bij The Things Network en maak een account aan
2. Volg de instructie op de website van TTN.
3. Na het aanmelden logt u in op uw account
4. Ga naar je console. Je vindt het in het dropdown menu van je profiel (zie foto)

Stap 10: #TTN - Applicatie-instellingen

* Als u al een aanvraag heeft, kunt u deze stap overslaan

Een applicatie is een omgeving waarin u meerdere node-apparaten kunt opslaan.

Instructies:

1. Klik in de console op toepassingen (zie afbeelding 1).
2. Klik op "toepassing toevoegen"
3. U bevindt zich nu in het venster Toepassing toevoegen (zie afbeelding 2).
4. Een applicatie-ID maken
5. Geef uw toepassing een beschrijving
6. Stel uw handlerregistratie in (afhankelijk van uw locatie)
7. Als u klaar bent, klikt u op "toepassing toevoegen".

Stap 11: #TTN - Payload-indelingen instellen

De payload-configuratie is belangrijk voor het correct lezen van uw inkomende gegevensinformatie.

Instructies:

1. Klik in het applicatieoverzicht op "Payload Formats". (zie afbeelding 1 - groene rechthoek)
2. Kopieer en plak de functie (controleer de github-link hieronder) in de decoder-editor. (zie afbeelding - blauwe rechthoek)
3. Klik op de knop Opslaan om uw resultaat op te slaan.

Functielink voor de decoder-editor:

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

Stap 12: #TTN - Apparaten toevoegen

Als alles goed gaat ben je nu in het Applicatie overzicht. Waar je controle hebt over je applicatie. We gaan nu een nieuw device (node) toevoegen aan of applicatie.

Instructies:

1. Klik op apparaat registreren (zie afbeelding 1 - groene rechthoek)
2. Voer een apparaat-ID in
3. Stel Device EUI in op automatisch gegenereerd. Klik op de kruisende pijlen aan de linkerkant.
4. Als je klaar bent, klik je op "apparaat registreren".
5. Het apparaat is nu aangemaakt.

Stap 13: #TTN - Apparaatinstellingen

Deze stap is erg belangrijk om een goede verbinding te krijgen met de LoRa-configuratie van de apparaten.

Instructies:

1. Wanneer je op de apparaatoverzichtspagina bent klik je op "instellingen" (zie afbeelding 1 - groene rechthoek)
2. Op de instellingenpagina kun je een beschrijving geven aan je apparaat (hoeft niet)
3. Stel de activeringsmodus in op ABP.
4. Vink "Frame Counter-controles" aan. U vindt onderaan de pagina.
5. Laat alle apparaat-EUI, apparaatadres, netwerksessiesleutel en app-sessiesleutel op automatisch genereren staan.
6. Klik op de knop Opslaan om de nieuwe instellingen op te slaan.
7. Ga terug naar de pagina "instellingen". (zie foto 3 - groene rechthoek)
8. Zet de activeringsmodus terug op OTAA!! (zie foto 4 - groene rechthoek)
9. Laat de app-sleutel over om automatisch te genereren.
10. Klik op de knop Opslaan om de nieuwe instellingen op te slaan. (zie afbeelding 5 - groene rechthoek)

Stap 14: #Code - Arduino-code downloaden

Oke, so far so good. We hebben onze node-assembly, we hebben een account op de TTN, we hebben een applicatie gemaakt met het juiste payload-formaat en we hebben een apparaat (OTAA) in die applicatie gemaakt. Dus nu hoeven we alleen de Arduino-code in te stellen met dezelfde instellingeninformatie als het apparaat dat we in TTN hebben gemaakt. In de volgende stap zullen we de code uploaden naar het LoRaWan-bord in de node.

Instructies:

1. Download de mumoV1-directory van de Github-pagina.
2. Download de nieuwste versie van arduino-software. (https://www.arduino.cc/en/software)
3. Open het arduino-codebestand "mumoV1.ino" (u vindt de Github-link onder de instructies)

Github-link:

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

Stap 15: #Code - Arduino - Apparaatconfiguratie met TTN

Instructies:

1. Open het dingennetwerk (TTN), ga naar je apparaatoverzicht waar je alle instellingsinformatie van het apparaat vindt. We gaan dit gebruiken voor het instellen van de Arduino-code.
2. Ga in de Arduino-code naar het tabblad "mumoV1.h".

Knooppunt-ID instellen:

1. Kopieer de device_EUI van de TTN en plak deze in de arduino-code (zie paarse pijl).
2. Kopieer de applicatie_EUI van de TTN en plak deze in de arduino-code (zie blauwe pijl).
3. Kopieer de app_key van de TTN en plak deze in de arduino-code (zie groene pijl). Als de netwerk_session_key niet zichtbaar is, klik dan op het "oog"-symbool (zie de groene cirkel).
4. Kopieer het device_adres van de TTN en plak deze in de arduino-code (zie gele pijl).
5. Kopieer de network_session_key van de TTN en plak deze in de arduino-code (zie oranje pijl). Als de network_session_key niet zichtbaar is, klik dan op het "oog" symbool (zie de oranje cirkel).
6. Kopieer de app_session_key van de TTN en plak deze in de arduino-code (zie rode pijl). Als de app_session_key niet zichtbaar is, klik dan op het "oog" symbool (zie de rode cirkel).

Stap 16: #Code - Arduino - Installeer RTC en Adafruit Library

1. Klik in je arduino-interface op Schets> Bibliotheek opnemen> Bibliotheken beheren …
2. Het bibliotheekbeheervenster verschijnt.
3. Typ in de zoekbalk: rtczero
4. Installeer de nieuwste versie van de eerste bibliotheek
5. Typ in de zoekbalk: adafruit BME680 (Voor de BME680-sensor)
6. Installeer de nieuwste versie van de eerste bibliotheek
7. Typ in de zoekbalk: adafruit TSL2561 (Voor de TSL2561sensor)
8. Installeer de nieuwste versie van de eerste bibliotheek.
9. Typ in de zoekbalk: flashstorage ATSAM Installeer de nieuwste versie van de eerste bibliotheek.

Stap 17: #Code - Arduino - Seeeduino LoRaWAN-bibliotheek installeren

We installeren de Seeed boards-bibliotheek om met het bestuur te communiceren.

Instructies:

1. Klik in je arduino-interface op Bestand > Voorkeuren en kopieer de url (hieronder) naar "Extra Boards Manager-URL's" (zie afbeelding - rode rechthoek).
2. Klik op "oké".
3. Terug in de arduino-interface klik je op Toos > Board > Board Manager.
4. Typ "lorawan" in de zoekbalk.
5. Je ziet de bibliotheek van het Seeed LoRaWan-bord. (zie afbeelding - groene rechthoek).
6. Klik op "install" en wacht tot het klaar is.

URL:

Stap 18: #Code - Arduino - Bordselectie / COM-poort

Instructies:

1. Sluit het LoRaWAN-bord met een micro-usb-kabel aan op je computer.
2. Klik in je arduino-interface op Tools > Board en selecteer het "Seeeduino LoRaWAN"-bord. (zie foto)
3. Selecteer in hetzelfde menu de juiste COM-poort.

Stap 19: #Code - Arduino - Upload de code naar het bord

Nu we onze code klaar hebben, is het tijd om de code op het LoRaWAN-bord te plaatsen!

Instructies:

1. Zorg ervoor dat je LoRaWAN-bord nog steeds op je pc is aangesloten.
2. Dubbelklik op de resetknop op het zijknooppunt. U zult zien dat de leds flikkeren. Dit betekent dat het apparaat zich in de bootloader-modus bevindt.
3. Vanwege de bootloader-modus moeten we een nieuwe COM-poort selecteren. Dit doet u precies hetzelfde als in stap #18.
4. Klik op de uploadknop. Het is de knop met de pijl die naar rechts wijst. (Zie foto - rode cirkel).
5. U zou "upload klaar" in de rechterbenedenhoek moeten zien.

Stap 20: #Code - Arduino - Test de code

Instructies:

1. Klik in het apparaatoverzicht van TTN op "Data". Daar vindt u alle inkomende gegevens van dat specifieke knooppuntapparaat. (zie foto - rode rechthoek)
2. Om de gegevensoverdracht te testen, drukt u op de resetknop aan de zijkant van het knooppuntapparaat om het signaal te verzenden.
3. Als het LoRa-signaal door een gateway wordt ontvangen, ziet u de inkomende gegevens in uw applicatiegegevens van het apparaat op de TTN. (wacht 30 tot 40 seconden om het resultaat te zien)
4. Als je geen binnenkomende gegevens ziet, probeer dan op de rustknop aan de zijkant van het node-apparaat te drukken om het signaal opnieuw te verzenden.
5. Als dit niet helpt, gaat u terug naar stap #18 en probeert u de code opnieuw te uploaden.

Gefeliciteerd, je hebt nu een werkend LoRa Node-apparaat!

1. Verwijder de USB van het lorawan-bord.
2. Druk nog een laatste keer op de rustknop aan de zijkant van het node-apparaat.

Stap 21: #Hardware - Montage 5: Batterijlade plaatsen

Onderdelen:

Batterijlade

instructies:

1. Plaats de batterijlade schuin in de behuizing. Zorg ervoor dat u eerst de stroomkabel in de juiste richting plaatst. (zie foto)
2. Plaats eerst de lade op de muur van het steunblok waar de kabels achter zijn gestopt.
3. Duw de lade naar beneden totdat u een "klik"-geluid hoort.
4. Controleer in de hoek of de lade goed in de behuizing past. (zie foto 2 / 3 - rode cirkels) // weg
5. Steek de voedingskabel bovenop de I2C-aansluitkabels. Duw het naar beneden met iets bots. pas op dat u de kabels niet beschadigt.

Stap 22: #Hardware - Montage 6: Batterijen plaatsen

Onderdelen:

6 x AA-batterijen (zijknooppunt)

Instructies:

1. Plaats 6 x AA-batterijen in de juiste richting van de batterijhouders.
2. Duw de kabels van de batterij voorzichtig naar beneden zodat ze de volgende stap niet hinderen.

*zijknooppunt: controleer de batterijrichting van de batterijhouder. het kan anders zijn dan op de foto

Stap 23: #Hardware - Montage 7: Achteromslag

Onderdelen:

3D-print - Knooppunt achterkant

instructies:

1. Steek de lipjes van de achterklep onder een schuifhoek in de lipgroef van de behuizing van het hoofdgedeelte.
2. Duw op de zijkant van de behuizing en zorg ervoor dat deze in de juiste positie staat.
3. Als de lippen niet passen vanwege afdrukproblemen, probeer dan een deel van het oppervlak te slijpen totdat het past. Controleer of de achterklep volledig plat op de behuizing ligt en of er geen naden zijn.
4. Plaats de M3x16mm schroeven en draai ze vast.

Stap 24: #Hardware - Bevestiging van het apparaat

Er zijn verschillende manieren om het apparaat te bevestigen.

1. Schuif de slotgroef aan de zijkant vast.
2. Schroef de schuifvergrendelingsgroef op de achterkant.
3. Tiewrap groeven aan de zijkant/bovenkant en achterkant.
4. De achterkant van de node is ook voorzien van een haak.