TTNMkrWanNode

ttn mkrwan 노드

배경

Arduino MKR WAN 1300을 사용한 "Ultra Low Power"Lorawan / Things Network 노드에 대한 개념 증명.

MKR WAN 1300은 수면 모드에서 너무 많은 전력을 사용하여 초 저전력 장치 (1MA 이상)로 사용됩니다.

이 개념 증명은 Texas 기기 TPL5110 초 저전력 타이머를 사용하여 수면 전류를 50NA 미만으로 가져옵니다.
수면 시간 동안 장치가 완전히 전원이 꺼져 있으므로 FRAM 모듈을 사용하여 Lorawan 세션 키 및 프레임 카운터를 저장합니다.

두 가지 테스트 노드 :
왼쪽 상단 : 디스플레이 및 최대 DS18B20 온도 센서
왼쪽 하단 : Bosch BME280 온도 습도 및 압력 센서

오른쪽 위 : 수면 전류
오른쪽 하단 : 현재 실행 (디스플레이가있는 노드)

운영 이론

1. TPL5110 MKR WAN 1300에 깨어나 전원
2. FRAM에서 저장된 데이터를 읽으십시오
3. 네트워크에 가입하십시오
4. OTAA 처음으로 (FRAM의 데이터 없음)
5. 저장된 세션 키와 프레임 카운터를 사용하여 ABP
6. 센서에서 데이터를 수집합니다
7. Lorawan Payload를 Cayenne LPP 형식으로 보내십시오
8. 다운 링크 메시지를 확인하십시오
9. 수면 모드로 들어갑니다 (TPL5110의 완료 핀 높이기)

하드웨어 요구 사항

코드는 다음 하드웨어에 의존합니다.

• Arduino MKR WAN 1300- 펌웨어 1.1.7 이상
• TPL5110 브레이크 아웃
• 프램 브레이크 아웃
• 센서, 샘플 코드가 제공되었습니다
  • 배터리 전압 (내장 분배기 사용)
  • Maxim DS18B20 온도 센서 (1 개의 와이어)
  • Bosch BME280 온도 습도 압력 센서
• 선택 과목
  • SH1106 128x64 I2C 디버깅을위한 디스플레이
  • 부팅 시간에 강제 재설정 (OTAA 조인)을 강제로하는 버튼

유사한 하드웨어는 작동하지만 코드 변경이 필요할 수 있습니다.

소프트웨어 종속성

다음 라이브러리가있는 Arduino IDE (모두 Arduino Library Manager에서 제공) :

• Arduino Mkrwan 버전 1.1.7 또는 새로
• Adafruit Fram (SPI 버전)
• Thethingsnetwork 버전 2.5.13 또는 최신 (2.5.12 가 아닙니다 !)
• BME280 센서 용
  • Adafruit 통합 센서
  • Adafruit BME280
• 최대 DS18B20 센서의 경우
  • Onewire
  • Dallastegemperature
• 선택적 디스플레이 : u8g2

샘플 설정

SH1106 OLED 디스플레이 및 DS18B20 센서가있는 샘플 설정 :

운영

소프트웨어 구성

• arduino_secrets_distr.h arduino_secrets.h 에 복사하고 Thethingsnetwork 콘솔에서 얻은 키를 입력하십시오.
• TTNMkrWanNode 무례에서 센서의 정의 .
  전압 센서는 항상 사용 가능하며 내장 분배기를 사용합니다. 분배기가 1/3이고 전압 기준은 1.0V이고 측정 할 수있는 최대 값은 3.0V입니다.
• debug.h 에서 디버깅 옵션을 선택하십시오.
  • #define DEBUG 댓글 : 디버그 코드가 생성되지 않았습니다
  • #define DEBUG 무의미한 Debug : (USB) 직렬 콘솔의 디버그. 노드는 콘솔을 기다립니다!
  • #define DEBUG 및 #define OLED 무의미한 : OLED 디스플레이의 디버그 메시지.
• ttn.h 에서는 Lorawan 기본 포트 및 데이터 속도를 설정할 수 있습니다.

힘

USB에서 전원을 공급할 때 TPL5110 (DRV)에서 나오는 전원을 분리하십시오.

초기화

FRAM에 유효한 데이터가 포함되어 있지 않거나 MKR WAN 1300이 시작될 때 버튼을 누르면 장치가 OTAA 조인을 수행합니다.

다운 링크 메시지

수면하기 전에 노드는 다운 링크 메시지를 확인합니다.

• 0x01 : 재설정. 노드는 다음주기 동안 OTAA 조인을 수행합니다.
• 0x02 0xpp : 포트를 설정합니다. 노드는 데이터를 보낼 때 포트 pp 사용합니다
• 0x03 0xDD : 데이터 속도를 설정합니다. 노드는 요청 된 데이터 속도를 사용합니다.

수면 시간

• USB에서 전원을 공급하면 노드가 5 분 동안 공전 한 다음 스스로 재설정됩니다.
• TPL5110을 통해 구동되면 수면 시간은 저항에 의해 구동됩니다 (Adafruit 브레이크 아웃에서 보드의 트림 팟을 사용할 수 있습니다).