MuMo - LoRa Gateway: 25 de pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

### UPDATE 10-03-2021 // cele mai recente informații / actualizări vor fi disponibile pe pagina github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Ce este MuMo?

MuMo este o colaborare între dezvoltarea produselor (un departament al Universității din Anvers) sub numele de Antwerp Design Factory și Antwerp Fashion Museum.

Scopul proiectului este de a construi un sistem de monitorizare IOT open source bazat pe o rețea LoRa.

• Ar trebui să fie ușor de configurat.
• Ar trebui să fie ușor de asamblat.
• Trebuie să fie scalabil în ceea ce privește aria de aplicare.

Ce conține proiectul MuMo:

Nodul MuMo

Nodul MuMo este un dispozitiv cu consum redus de energie pe baterii AA care poate măsura și transmite parametrii de mediu printr-o rețea LoRa. Parametrii sunt temperatura, umiditatea, presiunea ambientală și luminozitatea.

*** Nodul MuMo poate fi extins cu alte funcționalități pentru a fi utilizat în alte aplicații. ***

MuMo Gatway

MuMo Gateway este un gateway LoRa activ care poate primi și transmite semnale LoRa de pe dispozitivul Node prin internet. În acest proiect, gateway-ul va fi, de asemenea, echipat cu aceiași senzori ai dispozitivului MuMo Node, senzor de praf de aer și o capcană de erori care poate fi monitorizată de la distanță cu o cameră.

*** Gateway-ul nu trebuie să fie echipat cu senzori sau cameră. De asemenea, poate servi doar pentru a furniza o rețea LoRa (gateway fără măsurare). ***

Tabloul de bord MuMo

Tabloul de bord MuMo este furnizat pentru a crea o aplicație web de ansamblu a rețelei care este creată. Este ușor de utilizat, cu funcționalități diferite. Tabloul de bord poate fi complet personalizat în funcție de dorințele și aplicațiile utilizatorului.

Pagina Github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Pagini instructabile legate:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Instrumente necesare:

• Imprimantă 3D cu filament
• Fier de lipit / lipit
• Clește de tăiere mică
• Pistol de lipit la cald (sau alte instrumente de fixare)
• Șurubelniță mică

Pasul 1: #Hardware - Comandarea pieselor

Piese la comandă:

Vedeți pagina github pentru o prezentare recentă:

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

Pasul 2: #Hardware - Părți imprimate 3D

Piese pentru imprimare 3D:

1. Gateway

   • GATEWAY_Main_Housing
   • GATEWAY_Recopertură

2. Sensor_extension

   • Senzor_Loc
   • Senzor_Recopere

3. Camera_extension

   • Camera_Housing
   • Camera_Backcover
4. Trap_extension

pagina github pentru cele mai recente fișiere STL:

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

Imprimare filament:

PETG (preferat și mai durabil)

PLA

Setări generale de imprimare:

• Nu este nevoie de sprijin
• Completarea nu este necesară
• 0,2 înălțime strat
• 3 perimetre exterioare (pentru rezistență și durabilitate)

Pasul 3: #Software - Pregătiți cardul Raspberry Pi

Părți:

• Raspberry Pi
• Card micro SD.

Instrucțiuni:

1. Asigurați-vă că cardul SD este intermitent și că sistemul de operare zmeură potrivit (Raspberry Pi OS (32 de biți) cu desktop) este instalat pe cardul micro SD. Urmați linkul de mai jos pentru a găsi instrucțiunile potrivite pentru a clipi și a vă pregăti cardul micro SD.
2. Introduceți cardul micro SD în Raspberry Pi.

Legătură:

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

Pasul 4: #Hardware - Pregătiți senzorul de praf de aer (opțional)

Părți:

• senzor de praf de aer văzut
• 2 x rezistor (3,3 KΩ)
• Placă pălărie Grove
• 2 x manșoane termocontractabile

Instrucțiuni:

1. Tăiați firul roșu până la conector.
2. Tăiați firul galben la o distanță de 3 cm de conector.
3. Tăiați firul negru la o distanță de 2 cm de conector.
4. Îndepărtați capătul fiecărui fir.
5. Puneți un mic manșon termocontractabil peste cablul galben.
6. Puneți un manșon mare pe cablu galben și negru.
7. Lipiți cele două rezistențe în serie cu cablul galben al conectorului între ele.
8. Lipiți celălalt cablu galben de pe partea senzorului la unul dintre rezistențe.
9. Glisați manșonul mic peste conexiunea de lipit a firului galben cu un capăt de rezistență încă expus și micșorați căldura manșonul mic.
10. Lipiți firele negre înapoi împreună cu rezistența încă expusă capăt între ele.
11. Glisați manșonul mare peste racordul de lipit și manșonul mic și micșorați căldura manșonul mare.
12. Lipiți cablul roșu la pinii de 5V (pinii 2 și 4) de pe placa de pălărie Grove (consultați imaginea din partea de sus).

Pasul 5: #Hardware - Montarea distanțierelor (opțional)

Părți:

• Placă pălărie Grove
• Semănați senzorul de praf de aer
• 4 x distanțieri femeie-bărbat
• 4 x distanțieri femeie-femeie
• 4 x piuliță

Instrucțiuni:

1. Montați distanțierele femeie-bărbat prin orificiile de montare ale panoului de pălărie
2. Înșurubați piulițele de pe distanțierele femelă-mascul și strângeți-le. (pentru a oferi spațiu suplimentar pentru a se îndoi cablurile)
3. Înșurubați distanțierele femeie-femeie deasupra piulițelor și strângeți totul.
4. Așezați cablul roșu de 5V al senzorului de praf de aer de-a lungul interiorului distanțierului (a se vedea ultima imagine).

Pasul 6: #Hardware - Conectarea cablului camerei / senzor de praf / I2C (opțional)

Părți:

• Stiva de asamblare de la pasul 6

• Raspberry PiModel 3 B +
• Cablul camerei
• 2 x cabluri de conectare a arboretului
• 1 x șurub lung M2.5

Instrucțiuni:

Cablul camerei:

1. Ridicați dispozitivul de conectare a cablului de pe Raspberry Pi (a se vedea imaginea unu - dreptunghi roșu). Fii atent, fragil!
2. Introduceți cablul camerei în conectorul Raspberry Pi cu partea albastră orientată spre mufele USB.
3. Când cablul este în locul potrivit. Împingeți înapoi zăvorul în poziție astfel încât conexiunea cablului să fie fixată.
4. Introduceți cablul camerei prin orificiul furnizat în placa de pădure. (vezi imaginea din partea superioară a panoului de boschet - dreptunghi roșu)
5. Aliniați placa cu conexiunile pin pe lateral.
6. Împingeți-l până la capăt pentru a face o stivă.
7. Pentru a fixa teancul, montați șurubul în orificiul de lângă conexiunea audio a zmeii pi. (vezi imaginea vedere de sus)
8. Prima stivă este completă!

Senzor de praf de aer:

Conectați conectorul senzorului de praf de aer la pinul D16 al panoului de pălării Grove. (a se vedea imaginea din partea superioară a panoului de boschet - dreptunghi violet)

Conectori I2C:

Conectați cele două cabluri de conectare a arboretului la conectorii I2C de pe placa de pălărie Grove. De preferință, utilizați conectorii apropiați de cablul camerei. Acest lucru face mai ușoară utilizarea portului HDMI după aceea. (a se vedea imaginea din partea superioară a panoului de boschet - dreptunghi albastru)

Pasul 7: #Hardware - Construirea stivei în carcasă

Părți:

• Stiva de asamblare de la pasul 6
• Imprimare 3D Gateway_body
• 3 x lung M2.5
• 1 x M3

Instrucțiuni:

1. Verificați dacă cardul micro SD este introdus în Raspberry Pi.
2. Introduceți senzorul de praf de aer în carcasa de imprimare 3D și fixați-l cu șurubul M3.
3. Înainte să introducem teancul. Ghidați cablul camerei și cele două cabluri de conectare a crângului I2C prin slotul inferior din carcasă.
4. Introduceți stiva Pi în carcasă.
5. Împingeți cablurile în jos pe lateral, astfel încât să nu se împiedice.
6. Asigurați-vă că nu există fire în fața conexiunii Micro USB și HDMI.
7. Fixați teancul cu trei șuruburi M2.5 prin găurile mari din față.

Pasul 8: #Hardware - Dragino LoRa Shield

Părți:

• Ansamblul de la pasul 7
• Scutul Dragino LoRa
• 4 x șuruburi M2.5 scurte

Instrucțiuni:

1. Preinstalați antena pe scutul Dragino LoRa. (nu strângeți încă complet!)
2. Introduceți scutul Dragino LoRa pe partea superioară a panoului de pălărie. Aliniați știfturile și împingeți-l până la capăt.
3. Fixați placa cu cele patru șuruburi M2.5.

Pasul 9: #Hardware - Backcover

Părți:

• Ansamblul de la pasul 8
• Gateway_backcover
• 2x șuruburi M3

Instrucțiuni:

1. Glisați inserțiile capacului din spate în carcasă și împingeți-l în jos.
2. Fixarea capacului posterior cu două șuruburi M3.

Pasul 10: #Hardware - Configurare LoRa Gatway

Părți:

• Ansamblul de la pasul 9
• Periferice: ecran (HDMI) / tastatură / mouse
• Alimentare micro USB

Instrucțiuni:

1. Conectați Raspberry la un ecran cu un cablu HDMI.
2. Conectați un mouse, tastatură la conectorul USB.
3. Conectați ultimul cablu USB de alimentare la Raspberry Pi. Ar trebui să înceapă să pornească acum.

Pasul 11: #Software - Configurare LoRa Gatway - Prima pornire Raspberry Pi

Instrucțiuni:

1. Veți vedea ecranul de configurare. Urmați instrucțiunile ecranului de configurare.
2. Alegeți setarea pentru județ / rețea / tastatură
3. La final, va căuta actualizări și le va instala. Vă rugăm să aveți răbdare, acest lucru poate dura câteva minute.

Pasul 12: #Software - Configurare LoRa Gatway - Obțineți Ether Adress pentru TTN

Instrucțiuni:

1. Deschideți un terminal pe Raspberry Pi.
2. Tastați> ifconfig wlan0:
3. Puteți vedea adresa eterică a Pi. (ex: b5: 23: eb: fc: 55: d4)
4. Scrieți acest lucru pentru că veți avea nevoie de acesta atunci când configurați gateway-ul în TTN.

***Notă marginală***

Pentru informații mai detaliate despre configurarea despre Dragino PG1301, consultați manualul de utilizare (pagina 7):

Git link naar de pdf

Pasul 13: #TTN - Înscrieți-vă / Conectați-vă

Rețeaua de lucruri oferă un set de instrumente deschise și o rețea globală și deschisă pentru a vă construi următoarea aplicație IoT la un cost redus, oferind o securitate maximă și gata de scalare.

* Dacă aveți deja un cont, puteți sări peste acest pas

Instrucțiuni:

1. Înscrieți-vă la The Things Network și creați-vă un cont
2. Urmați instrucțiunile de pe site-ul TTN.
3. După înscriere, conectați-vă la contul dvs.
4. Accesați consola. O veți găsi în meniul derulant al profilului dvs. (vezi poza)

Pasul 14: #TTN - Creați un Gatway pe TTN

Instrucțiuni:

1. În consola de pe TTN, faceți clic pe Gateway.
2. Faceți clic pe Înregistrați gateway-ul din colțul din dreapta sus pentru a accesa un nou dispozitiv gateway. (vezi poza - pătrat roșu)
3. Bifați caseta „Utilizez expeditorul de pachete vechi”. (vezi poza - pătrat verde)
4. Completați EUI gateway folosind adresa eterică din Pi. Convertiți adresa dvs. ca în acest exemplu b5: 23: eb: fc: 55: d4 => B523EBFC55D4FFFF (a se vedea imaginea - dreptunghi verde) „FFFF” se adaugă pentru a face un EUI unic de 8 octeți.
5. Alegeți-vă planul de frecvență (ex: Europa - 868 MHz pentru Europa)
6. Alegeți routerul (ex: ttn-router-eu pentru Europa)
7. Indicați locația pe hartă. (opțional)
8. Bifați caseta din dreapta, în interior sau în exterior.
9. În partea de jos a paginii, faceți clic pe butonul Înregistrare gateway

Pasul 15: #Software - Configurare LoRa Gatway - Opțiuni de interfață

Instrucțiuni:

1. În tipul terminal în> sudo raspi-config
2. Selectați Opțiuni interfață
3. Selectați și activați SPI
4. Selectați și activați Camera
5. Selectați și activați I2C

Pasul 16: #Software - Configurare LoRa Gatway - Descărcați și instalați LoRaWAN Packet Forwarder Activați SPi

Instrucțiuni:

1. În terminal, introduceți> wget
2. Aceasta va descărca expeditorul de pachete de pe serverul Dragino în RPI.
3. În terminal introduceți> sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

Pasul 17: #Software - Configurare LoRa Gatway - Config ID-ul gateway-ului, banda de frecvență și adresa serverului

Instrucțiuni:

1. După instalare, accesați etc / lora-gateway / și deschideți local_conf.json
2. Între paranteze cretate adăugați această secțiune mai jos:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF",

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

"serv_port_up": 1700,

"serv_port_down": 1700

3. Schimbați gateway_ID la gateway_ID pe care l-ați utilizat pentru a configura gateway-ul în TTN. (cu „FFFF”)

4. Salvați documentul.

Pasul 18: #Software - Configurare LoRa Gatway - Porniți rețeaua LoRa

Instrucțiuni:

1. În tipul terminalului>
2. sudo systemctl stop lorapktfwd
3. sudo systemctl porni lorapktfwd
4. sudo systemctl activa lorapktfwd
5. Aceasta repornește expeditorul de pachete și se asigură că expeditorul începe cu Raspberry Pi. Acum gateway-ul LoRa este activ.
6. Ar trebui să vedeți actualizarea stării la „conectat” în câteva minute pe TTN.

Pasul 19: #Software - Setup Gateway - Senzor / Cameră - Instalare (opțional)

Instrucțiuni:

1. Verificați dacă aveți python 3 pe Raspberry Pi. În terminal tip => python3
2. Dacă nu aveți python 3, urmați aceste instrucțiuni de instalare:
3. tip => sudo apt update
4. tip => sudo apt install python3 idle3
5. Acum ar trebui să aveți python 3. Vă rugăm să verificați din nou cu primul pas.

Activați camera / I2C / SPI: (este posibil să fi făcut acest lucru deja în configurarea LoRa)

1. În terminal, tastați => sudo raspi-config
2. Accesați Opțiuni de interfață.
3. Activați camera
4. Activați I2C
5. Activați SPI

Instalați următoarele biblioteci: (introduceți această comandă în terminal)

1. sudo apt-get update

sudo apt-get install libatlas-base-dev

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

programul de instalare pip3

5. pip3 instalează getmac
6. pip3 instalează adafruit-circuitpython-bme680
7. pip3 instalați adafruit-circuitpython-tsl2561
8. pip3 instalează RPI. GPIO

Pasul 20: #Software - Setup Gateway - Senzor / Cameră - Script Run (opțional)

Instrucțiuni:

1. Descărcați scriptul python „mumo.py” din github: link Github
2. Plasați codul pe desktop.
3. Deschideți un terminal și tastați> sudo nano / etc / xdg / lxsession / LXDE-pi / autostart
4. Copiați această linie în partea de jos a fișierului> @lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. Salvați fișierul și închideți-l.
6. Acum scriptul va porni automat la repornire.
7. Deschideți codul.
8. Treceți la punctul final URL. (unde să trimiteți datele pe serverul dvs. backend)

Pasul 21: #Hardware - Extensie senzor (opțional)

Părți:

• Ansamblul de la pasul 9
• Senzor_corp
• Senzor_cap
• Senzor digital de lumină (senzor mic)
• Senzor BME680 (senzor lung)
• 4 x șuruburi M2x5
• 4x șuruburi M3

Instrucțiuni:

1. Introduceți cele două cabluri de conectare a crângului I2C prin orificiul senzorului_cap.
2. Conectați senzorul BME680 și senzorul digital de lumină la cablul de conectare a crângului I2C.
3. Introduceți senzorul BME680 și senzorul digital de lumină în partea senzor-corp și fixați-l cu patru șuruburi M2x5. Va trebui să îndoiți cablul pentru a încadra senzorii în poziție, așa că aveți grijă!
4. Glisați capacul senzorului deasupra corpului senzorului pentru al închide.
5. Fixați capacul pe corp cu două șuruburi M3.
6. Atașați ansamblul suplimentar al senzorului în partea din față a gateway-ului cu două șuruburi M3. (vezi poza - Cerc roșu)
7. Cablurile de arboret sunt probabil prea lungi. Împingeți-le în carcasa senzorului.

Pasul 22: #Hardware - Extensie cameră (opțional)

Părți:

• Ansamblul de la pasul 10
• Modul de cameră (cu șuruburi M2.5)
• Camera_corp
• Camera_cap
• 4x șuruburi M3

Instrucțiuni:

1. Așezați camera și un accesoriu de lumină în carcasa camera_cap și fixați-le cu cele patru șuruburi M2.5 de la modulul camerei.
2. Pentru a introduce cablul camerei trebuie să ridicăm suportul din plastic negru de la conexiune.
3. Introduceți cablul camerei cu suprafața albastră orientată spre cameră. (vezi poze)
4. Glisați camera_cameră deasupra ansamblului
5. S-a fixat camera_cap cu două șuruburi M3 pe camera_body.
6. Montați ansamblul camerei în partea de jos a carcasei gateway-ului cu două șuruburi M3 (a se vedea imaginea - Cercul roșu)
7. Împingeți cablul care iese în carcasă.

Pasul 23: #Hardware - Extensie Trap Bug (opțional)

Părți:

• Ansamblul de la pasul 11
• Trap_Frame
• hârtie trap trap - hârtie lipicioasă
• 2x șuruburi M3

Instrucțiuni:

1. Așezați partea Trap_Frame deasupra carcasei camerei. Capcana are ceva spațiu pentru cablul USB de alimentare al gateway-ului, prin urmare verificați imaginile pentru orientarea corectă.
2. Fixați cu două șuruburi M3 pe partea stângă și dreapta a carcasei camerei.
3. Introduceți hârtia de eroare (60 x 75) mm în fanta capcanei. Există două sloturi, în direcția din față și din spate. Depinde modul în care veți poziționa gateway-ul.
4. Cablul USB de alimentare poate fi țesut între structura deschisă a părții capcană.

Pasul 24: #Hardware - Montarea gateway-ului

Gateway-ul este prevăzut cu multe opțiuni pentru montarea gateway-ului.

Avem două fante cu șurub pe care poarta poate fi agățată.

Avem, de asemenea, niște crestături pentru cabluri, astfel încât să puteți atașa ușor poarta de acces la orice.

Pasul 25: #Hardware - Orientări diferite

Gateway-ul este modular, astfel încât senzorii și camera să poată fi montate în diferite orientări. De asemenea, vă puteți crea propriile componente și le puteți adăuga la configurare.