TTNMkrWanNode

TTN MKRWAN NODE

Fundo

Prova de conceito para um nó de rede de "ultra baixo potência" Lorawan / The Things usando o Arduino MKR WAN 1300.

O MKR WAN 1300 usa muita potência no modo de suspensão para ser usado como dispositivo de energia ultra baixa (um pouco mais que 1MA).

Essa prova de conceito usa um timer Ultra de baixa potência do Texas Instrument TPL5110 para trazer a corrente do sono abaixo de 50na.
Como o dispositivo é completamente desligado durante o tempo de sono, usamos um módulo FRAM para salvar as chaves de sessão e os contadores de quadros de Lorawan.

Dois nós de teste:
Superior esquerdo: Exibir e Maxim DS18B20 Sensor de temperatura
Inferior esquerdo: Bosch BME280 Sensor de umidade e pressão de temperatura

Em cima direito: Sleep Current
Inferior direito: executando a corrente (nó com a tela)

Teoria da operação

1. TPL5110 acorda e energia no MKR WAN 1300
2. Leia dados salvos do FRAM
3. Junte -se à rede
4. OTAA na primeira vez (sem dados no FRAM)
5. ABP usando as chaves de sessão salvas e os contadores de quadros depois
6. Colete dados de sensores
7. Envie a carga útil de Lorawan em formato lpp de Cayenne
8. Verifique a mensagem do Downlink
9. Digite o modo de suspensão (levante o pino feito do TPL5110)

Requisito de hardware

O código depende do seguinte hardware:

• Arduino MKR WAN 1300 - Firmware 1.1.7 ou mais recente
• TPL5110 RUMO
• Fram Breakout
• Sensores, código de amostra fornecido para
  • Tensão da bateria (usando o divisor interno)
  • Sensor de temperatura máxima ds18b20 (um fio)
  • Sensor de pressão de umidade de temperatura BME280 BME280
• Opcional
  • SH1106 128X64 I2C Display para depuração
  • Botão para forçar a redefinição (junção OTAA) na hora da inicialização

Qualquer hardware semelhante deve funcionar, mas pode precisar de alguma alteração de código.

Dependências de software

O Arduino IDE com as seguintes bibliotecas (todas disponíveis no Arduino Library Manager):

• Arduino Mkrwan versão 1.1.7 ou mais recente
• Adafruit Fram (versão SPI)
• ThethingsNetwork Versão 2.5.13 ou mais recente ( não 2.5.12!)
• Para o sensor BME280
  • Sensor unificado da Adafruit
  • Adafruit BME280
• Para o sensor máximo DS18B20
  • Onewire
  • Dallastemperature
• Para a exibição opcional: U8G2

Configuração de amostra

Exemplo de configuração com uma tela OLED SH1106 e um sensor DS18B20:

Operações

Configuração de software

• Copie arduino_secrets_distr.h para arduino_secrets.h e insira suas chaves obtidas no console do ThethingsNetwork
• No TTNMkrWanNode descomment, o define para seus sensores.
  O sensor de tensão está sempre disponível, ele usa o divisor interno. Observe que o GIVENT O fato de que o divisor é 1/3 e a referência de tensão é 1.0V, o máximo que você pode medir é 3,0V ...
• Em debug.h escolha sua opção de depuração:
  • #define DEBUG comentou: Nenhum código de depuração gerado
  • #define DEBUG Uncommented: Debug no console serial (USB). O nó vai esperar pelo console!
  • #define DEBUG e #define OLED Uncommented: Mensagens de depuração na tela OLED.
• Em ttn.h você pode definir sua porta padrão de Lorawan e taxa de dados

Poder

Desconecte a energia proveniente do TPL5110 (DRV) ao desligar do USB.

Inicialização

Se o FRAM não contiver dados válidos ou se o botão for pressionado quando o MKR WAN 1300 iniciar, o dispositivo executará uma junção OTAA.

Mensagens de downlink

Antes de dormir, o nó verificará a mensagem do Downlink:

• 0x01: Redefinir. O nó realizará uma união OTAA durante o próximo ciclo
• 0x02 0xpp: definir porta. O nó usará a porta pp ao enviar dados
• 0x03 0xdd: Defina a taxa de dados. O nó usará a taxa de dados solicitada.

Hora do sono

• Quando alimentado do USB, o nó ficará ocioso por 5 minutos e depois se redefinirá
• Quando ligado pelo TPL5110, o tempo de sono é acionado por um resistor (na fuga do Adafruit, você pode usar o trimpot no tabuleiro)