MuMo - LoRa Gateway: 25 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

### ACTUALITZACIÓ 10-03-2021 // la informació / actualitzacions més recents estaran disponibles a la pàgina de github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Què és MuMo?

MuMo és una col·laboració entre el desenvolupament de productes (un departament de la Universitat d’Anvers) amb el nom de Antwerp Design Factory i Antwerp Fashion Museum.

L'objectiu del projecte és construir un sistema de monitorització IOT de codi obert basat en una xarxa LoRa.

• Ha de ser fàcil de configurar.
• Ha de ser fàcil de muntar.
• Ha de ser escalable en termes d’àrea d’aplicació.

Què conté el projecte MuMo:

Node MuMo

El node MuMo és un dispositiu de baixa potència amb bateries AA que pot mesurar i transmetre paràmetres ambientals a través d’una xarxa LoRa. Els paràmetres són temperatura, humitat, pressió ambiental i brillantor.

*** El node MuMo es pot ampliar amb altres funcionalitats per utilitzar-lo en altres aplicacions. ***

MuMo Gatway

El MuMo Gateway és una passarel·la LoRa activa que pot rebre i reenviar senyals LoRa des del dispositiu Node per Internet. En aquest projecte, la passarel·la també estarà equipada amb els mateixos sensors del dispositiu MuMo Node, un sensor de pols d'aire i una trampa d'errors que es pot controlar remotament amb una càmera.

*** La passarel·la no necessita estar equipada amb sensors ni càmera. També només pot servir per proporcionar una xarxa LoRa (passarel·la que no mesuri). ***

Tauler de control de MuMo

El tauler de MuMo es proporciona per crear una aplicació web de visió general de la xarxa que s'està creant. Es fa fàcil d’utilitzar amb diferents funcionalitats. El tauler es pot personalitzar completament segons els desitjos i aplicacions de l'usuari.

Pàgina de Github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Pàgines instructables enllaçades:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Eines necessàries:

• Impressora 3D amb filament
• Soldar ferro / soldar
• Pinça de tall petita
• Pistola de cola calenta (o altres eines de fixació)
• Tornavís petit

Pas 1: #Hardware: comanda de peces

Peces per demanar:

Consulteu la pàgina de github per obtenir una visió general recent:

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

Pas 2: #Hardware: peces impreses en 3D

Parts per imprimir en 3D:

1. Porta d’entrada
   • GATEWAY_Main_Housing
   • GATEWAY_Coverback

2. Extensió_sensor

   • Sensor_Housing
   • Sensor_coberta
3. Extensió_càmera
   • Camera_Housing
   • Camera_Backcover
4. Trap_extension

la pàgina github dels darrers fitxers STL:

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

Filament d'impressió:

PETG (preferit i més durador)

PLA

Configuració general d'impressió:

• No cal suport
• No és necessari omplir
• 0,2 alçada de capa
• 3 perímetres exteriors (per a més resistència i durabilitat)

Pas 3: #Software: prepara la targeta SD Raspberry Pi

Parts:

• Raspberry Pi
• Targeta micro SD.

Instruccions:

1. Assegureu-vos que la targeta SD estigui llampada i que la imatge del sistema de funcionament del gerd adequat (Raspberry Pi OS (32 bits) amb escriptori) estigui instal·lada a la targeta micro SD. Seguiu l'enllaç següent per trobar les instruccions adequades per fer flash i preparar la vostra targeta micro SD.
2. Introduïu la targeta micro SD al Raspberry Pi.

Enllaç:

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

Pas 4: #Hardware: prepareu el sensor de pols d'aire (opcional)

Parts:

• sensor de pols d’aire vist
• 2 x resistències (3,3 KΩ)
• Tauler barret Grove
• 2 mànigues encongides

Instruccions:

1. Talleu el cable vermell fins al connector.
2. Talleu el cable groc a una distància de 3 cm del connector.
3. Talleu el fil negre a una distància de 2 cm del connector.
4. Tireu l’extrem de cada filferro.
5. Poseu una petita màniga encongida sobre el cable groc.
6. Poseu una màniga retràctil gran sobre el cable groc i negre.
7. Soldeu les dues resistències en sèrie amb el cable groc del connector entremig.
8. Soldeu l'altre cable groc al costat del sensor a un dels resistors.
9. Feu lliscar la màniga petita sobre la connexió de soldadura del fil groc amb un extrem de resistència encara exposat i reduïu-la per calor.
10. Torneu a soldar els cables negres junt amb el final de resistència encara exposat.
11. Feu lliscar la màniga gran sobre la connexió de soldadura i la màniga petita i reduïu-la per calor per la màniga gran.
12. Soldeu el cable vermell als passadors de 5 V (pin 2 i 4) del tauler de barrets Grove (vegeu la imatge de la vista superior).

Pas 5: #Hardware: muntatge dels separadors (opcional)

Parts:

• Tauler barret Grove
• Sensor de pols d'aire de llavors
• 4 x separadors femella-mascle
• 4 x separadors femella-dona
• 4 x femella

Instruccions:

1. Munteu els separadors femella-mascle pels orificis de muntatge del tauler del barret de l'arbreda
2. Cargoleu les femelles als separadors femella-mascle i estreneu-les. (per proporcionar espai addicional perquè els cables es plegin)
3. Cargoleu els separadors femella-femella a la part superior de les femelles i ajusteu-ho tot.
4. Col·loqueu el cable vermell de 5V del sensor de pols d’aire al llarg de l’interior de l’espaiador (vegeu l’última imatge).

Pas 6: #Hardware: connexió del cable de la càmera / sensor de pols / I2C (opcional)

Parts:

• La pila de muntatge del pas 6

• Raspberry PiModel 3 B +
• Cable de la càmera
• 2 x cables de connexió arbreda
• 1 x cargol M2.5 llarg

Instruccions:

Cable de la càmera:

1. Aixequeu el pestell del connector del cable al Raspberry Pi (vegeu la imatge primera - rectangle vermell). Vés amb compte, fràgil!
2. Introduïu el cable de la càmera al connector del Raspberry Pi amb el costat blau cap als endolls USB.
3. Quan el cable estigui al lloc adequat. Torneu a col·locar el pestell al seu lloc per assegurar la connexió del cable.
4. Introduïu el cable de la càmera a través del forat proporcionat al tauler de l'arbreda. (veure la imatge de la vista superior del tauler d'arbreda - rectangle vermell)
5. Alineeu el tauler amb les connexions dels pins al lateral.
6. Feu-lo baixar fins a fer una pila.
7. Per assegurar la pila, munteu el cargol al forat que hi ha al costat de la connexió d'àudio del raspberry pi. (veure imatge vista superior)
8. La primera pila s'ha completat.

Sensor de pols d'aire:

Connecteu el connector del sensor de pols d’aire al pin D16 de la placa de barrets Grove. (vegeu la imatge de la vista superior del tauler del bosquet - rectangle morat)

Connectors I2C:

Connecteu els dos cables de connexió de bosquet als connectors I2C de la placa del barret de Grove. Utilitzeu preferentment els connectors que estan a prop del cable de la càmera. Això fa que sigui més fàcil utilitzar el port HDMI després. (vegeu la imatge de la vista superior del tauler d'arbreda - rectangle blau)

Pas 7: #Hardware: construir la pila a l'habitatge

Parts:

• La pila de muntatge del pas 6
• Impressió 3D Gateway_body
• 3 x llarg M2.5
• 1 x M3

Instruccions:

1. Comproveu si la targeta micro SD està inserida al Raspberry Pi.
2. Introduïu el sensor de pols d'aire a la carcassa d'impressió 3D i fixeu-lo amb el cargol M3.
3. Abans d’inserir la pila. Guieu el cable de la càmera i els dos cables de connexió del bosquet I2C per la ranura inferior de la carcassa.
4. Introduïu la pila Pi a la carcassa.
5. Premeu els cables cap al costat perquè no s’interposin.
6. Assegureu-vos que no hi hagi cables davant de la connexió Micro USB i HDMI.
7. Assegureu la pila amb tres cargols M2.5 pels forats grans de la part frontal.

Pas 8: #Hardware - Dragino LoRa Shield

Parts:

• El muntatge del pas 7
• Escut Dragino LoRa
• 4 x cargols M2.5 curts

Instruccions:

1. Preinstal·leu l’antena a l’escut Dragino LoRa. (encara no apreteu del tot!)
2. Introduïu l'escut Dragino LoRa a la part superior del tauler del barret. Alineeu els passadors i empenyeu-los fins a baix.
3. Assegureu la placa amb els quatre cargols M2.5.

Pas 9: #Hardware: contraportada

Parts:

• El muntatge del pas 8
• Gateway_backcover
• 2x cargols M3

Instruccions:

1. Feu lliscar les insercions de la coberta posterior a la carcassa i empenyeu-la cap avall.
2. S'ha fixat la tapa posterior amb dos cargols M3.

Pas 10: #Hardware: configureu LoRa Gatway

Parts:

• El muntatge del pas 9
• Perifèrics: pantalla (HDMI) / teclat / ratolí
• Alimentació micro USB

Instruccions:

1. Connecteu el gerd a una pantalla amb un cable HDMI.
2. Connecteu un ratolí i un teclat al connector USB.
3. Connecteu el cable USB d’alimentació al Raspberry Pi per últim. Hauria de començar a arrencar ara.

Pas 11: #Software - Configuració de LoRa Gatway: primer arrencada de Raspberry Pi

Instruccions:

1. Veureu la pantalla de configuració. Seguiu les instruccions de la pantalla de configuració.
2. Trieu la configuració del vostre comtat / xarxa / teclat
3. Al final, cercarà actualitzacions i les instal·larà. Tingueu paciència, pot trigar uns minuts.

Pas 12: #Software: configureu LoRa Gatway: obteniu l'adreça Ether per a TTN

Instruccions:

1. Obriu un terminal al Raspberry Pi.
2. Escriviu> ifconfig wlan0:
3. Podeu veure l'adreça èter del Pi. (ex: b5: 23: eb: fc: 55: d4)
4. Escriviu-ho perquè el necessitareu quan configureu la passarel·la a TTN.

*** Nota lateral ***

Per obtenir informació detallada sobre la configuració de Dragino PG1301, consulteu el manual de l'usuari (pàgina 7):

Git link naar de pdf

Pas 13: #TTN: registreu-vos / inicieu la sessió

La xarxa de coses proporciona un conjunt d’eines obertes i una xarxa oberta global per construir la vostra pròxima aplicació d’IoT a baix cost, amb la màxima seguretat i a punt per escalar.

* Si ja teniu un compte, podeu ometre aquest pas

Instruccions:

1. Registra't a The Things Network i crea un compte
2. Seguiu les instruccions del lloc web de TTN.
3. Després de registrar-se, inicieu sessió al vostre compte
4. Aneu a la consola. El trobareu al menú desplegable del vostre perfil (veure imatge)

Pas 14: #TTN: creeu un Gatway al TTN

Instruccions:

1. A la consola de TTN, feu clic a Gateway.
2. Feu clic a Registra passarel·la a l'extrem superior dret per accedir a un dispositiu de passarel·la nou. (veure imatge - quadrat vermell)
3. Marqueu la casella "Estic fent servir el reenviador de paquets heretat". (veure imatge - quadrat verd)
4. Empleneu la passarel·la EUI mitjançant l'adreça èter del Pi. Convertiu la vostra adreça com aquest exemple b5: 23: eb: fc: 55: d4 => B523EBFC55D4FFFF (vegeu la imatge - rectangle verd) El "FFFF" s'afegeix perquè sigui un EUI de 8 bytes únic.
5. Trieu el vostre pla de freqüència (per exemple: Europa - 868 MHz per a Europa)
6. Trieu el vostre encaminador (per exemple, ttn-router-eu per a Europa)
7. Assenyaleu la vostra ubicació al mapa. (opcional)
8. Marqueu la casella correcta, interior o exterior.
9. A la part inferior de la pàgina, feu clic al botó Registrar passarel·la

Pas 15: #Software - Configuració de LoRa Gatway - Opcions d'interfície

Instruccions:

1. Al terminal escriviu a> sudo raspi-config
2. Seleccioneu Opcions d'interfície
3. Seleccioneu i activeu SPI
4. Seleccioneu i activeu la càmera
5. Seleccioneu i activeu I2C

Pas 16: #Software - Configureu LoRa Gatway: descarregueu i instal·leu LoRaWAN Packet Forwarder Activa SPi

Instruccions:

1. Al terminal escriviu> wget
2. Això descarregarà el reenviador de paquets del servidor Dragino a RPI.
3. Al terminal escriviu a> sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

Pas 17: #Software - Configuració de LoRa Gatway: configuració de l'identificador de la passarel·la, banda de freqüència i adreça del servidor

Instruccions:

1. Després de la instal·lació, aneu a etc / lora-gateway / i obriu local_conf.json
2. Entre els claudàtors, afegiu aquesta secció a continuació:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF",

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

"serv_port_up": 1700,

"serv_port_down": 1700

3. Canvieu el gateway_ID pel gateway_ID que heu utilitzat per configurar el gateway al TTN. (amb el "FFFF")

4. Deseu el document.

Pas 18: #Software - Configuració de LoRa Gatway: inicieu la xarxa LoRa

Instruccions:

1. Al tipus de terminal>
2. sudo systemctl stop lorapktfwd
3. sudo systemctl iniciar lorapktfwd
4. sudo systemctl habilita lorapktfwd
5. Això reinicia el reenviador de paquets i assegura que el reenviador comenci amb Raspberry Pi. Ara la vostra passarel·la LoRa està activa.
6. Hauríeu de veure l'actualització de l'estat a "connectat" en pocs minuts a TTN.

Pas 19: #Software - Configuració de la passarel·la - Sensor / càmera - Instal·lació (opcional)

Instruccions:

1. Comproveu si teniu python 3 al vostre Raspberry Pi. Al terminal escriviu => python3
2. Si no teniu python 3, seguiu aquestes instruccions d'instal·lació:
3. type => sudo apt update
4. tipus => sudo apt install python3 idle3
5. Ara hauríeu de tenir el python 3. Torneu a comprovar-ho amb el primer pas.

Activeu camera / I2C / SPI: (és possible que ho hàgiu fet ja a la configuració de LoRa)

1. Al terminal escriviu => sudo raspi-config
2. Aneu a Opcions d’interfície.
3. Activa la càmera
4. Activa I2C
5. Activa SPI

Instal·leu les biblioteques següents: (escriviu aquestes ordres al terminal)

1. sudo apt-get update

sudo apt-get install libatlas-base-dev

2. pip3 instal·la numpy
3. pip3 instal·la opencv-python
4. pip3 instal·la scikit-image

calendari d'instal·lació de pip3

5. pip3 instal·la getmac
6. pip3 instal·la adafruit-circuitpython-bme680
7. pip3 instal·la adafruit-circuitpython-tsl2561
8. pip3 instal·la RPI. GPIO

Pas 20: #Software - Setup Gateway - Sensor / Camera - Script Run (opcional)

Instruccions:

1. Descarregueu l'script python "mumo.py" des de github: enllaç Github
2. Col·loqueu el codi a l'escriptori.
3. Obriu un terminal i escriviu> sudo nano / etc / xdg / lxsession / LXDE-pi / autostart
4. Copieu aquesta línia a la part inferior del fitxer> @lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. Deseu el fitxer i tanqueu-lo.
6. Ara l'script s'iniciarà automàticament en reiniciar-se.
7. Obriu el codi.
8. Canvieu al vostre punt final d'URL. (on s'envien les dades al servidor de backend)

Pas 21: #Hardware: extensió del sensor (opcional)

Parts:

• El muntatge del pas 9
• Sensor_body
• Cap_sensor
• Sensor de llum digital (sensor petit)
• Sensor BME680 (sensor llarg)
• 4 cargols M2x5
• 4x cargols M3

Instruccions:

1. Introduïu els dos cables de connexió del bosquet I2C pel forat del sensor_cap.
2. Connecteu el sensor BME680 i el sensor de llum digital al cable de connexió del bosquet I2C.
3. Introduïu el sensor BME680 i el sensor de llum digital a la part sensor_body i assegureu-lo amb quatre cargols M2x5. Haureu de doblegar el cable per ajustar els sensors al seu lloc, així que aneu amb compte!
4. Feu lliscar el sensor_cap a la part superior del cos del sensor per tancar-lo.
5. Fixar la tapa al cos amb dos cargols M3.
6. Connecteu el conjunt del complement del sensor a la part frontal de la porta d’entrada amb dos cargols M3. (veure imatge - Cercle vermell)
7. Els cables de l'arbreda probablement siguin massa llargs. Introduïu-los dins de la carcassa del sensor.

Pas 22: #Hardware: extensió de càmera (opcional)

Parts:

• El muntatge del pas 10
• Mòdul de càmera (amb cargols M2.5)
• Camera_body
• Camera_cap
• 4x cargols M3

Instruccions:

1. Col·loqueu la càmera i un accesori de llum a la carcassa camera_cap i assegureu-la amb els quatre cargols M2.5 del mòdul de la càmera.
2. Per inserir el cable de la càmera hem d’aixecar el suport de plàstic negre de la connexió.
3. Introduïu el cable de la càmera amb la superfície blava cap a la càmera. (veure imatges)
4. Feu lliscar la camera_body a sobre del conjunt
5. S'ha fixat el cap_càmera amb dos cargols M3 al cos_càmera.
6. Muntar el conjunt de la càmera a la part inferior de la carcassa de la porta d’entrada amb dos cargols M3 (veure imatge - Cercle vermell)
7. Introduïu el cable que sobresurt a la carcassa.

Pas 23: #Hardware: extensió de trampa d'errors (opcional)

Parts:

• El muntatge del pas 11
• Trap_Frame
• paper trap trap: paper enganxós
• 2x cargols M3

Instruccions:

1. Col·loqueu la part Trap_Frame a la part superior de la carcassa de la càmera. La trampa té una mica d’espai per al cable USB d’alimentació de la porta d’entrada, per tant, comproveu les imatges per obtenir una orientació correcta.
2. Fixeu-lo amb dos cargols M3 a la part esquerra i dreta de la carcassa de la càmera.
3. Introduïu el paper d'error (60 x 75) mm a la ranura de la trampa. Hi ha dues ranures, en la direcció davantera i posterior. Depèn de com es posicionarà la passarel·la.
4. El cable USB d’alimentació es pot teixir entre l’estructura oberta de la part del parany.

Pas 24: #Hardware: muntatge de la passarel·la

La passarel·la ofereix moltes opcions per muntar la passarel·la.

Disposem de dues ranures de cargol sobre les quals es pot penjar la porta d’entrada.

També disposem d’arbres de lligadures perquè pugueu connectar fàcilment la porta d’entrada a qualsevol cosa.

Pas 25: #Hardware: orientacions diferents

La passarel·la és modular de manera que els sensors i la càmera es poden muntar en diferents orientacions. També podeu crear els vostres propis components i afegir-los a la configuració.