TTNMkrWanNode

โหนด ttn mkrwan

พื้นหลัง

พิสูจน์แนวคิดสำหรับ "พลังงานต่ำพิเศษ" Lorawan / โหนดเครือข่ายสิ่งต่าง ๆ โดยใช้ Arduino Mkr Wan 1300

MKR WAN 1300 ใช้พลังงานมากเกินไปในโหมดสลีปที่จะใช้เป็นอุปกรณ์พลังงานต่ำพิเศษ (มากกว่า 1mA)

การพิสูจน์แนวคิดนี้ใช้เครื่องมือ TPL5110 Ultra Low Power Timer เพื่อนำกระแสการนอนหลับต่ำกว่า 50NA
เนื่องจากอุปกรณ์ได้รับการขับเคลื่อนอย่างสมบูรณ์ในช่วงเวลานอนหลับเราจึงใช้โมดูล FRAM เพื่อบันทึกปุ่มเซสชัน Lorawan และเคาน์เตอร์เฟรม

สองโหนดทดสอบ:
ด้านบนซ้าย: แสดงและเซ็นเซอร์อุณหภูมิสูงสุด DS18B20
ด้านล่างซ้าย: BOSCH BME280 ความชื้นอุณหภูมิและเซ็นเซอร์ความดัน

ด้านบนขวา: ปัจจุบันนอนหลับ
ด้านล่างขวา: รันกระแส (โหนดพร้อมจอแสดงผล)

ทฤษฎีการดำเนินงาน

1. TPL5110 ตื่นขึ้นมาและใช้พลังงานจาก MKR WAN 1300
2. อ่านข้อมูลที่บันทึกจาก Fram
3. เข้าร่วมเครือข่าย
4. OTAA เป็นครั้งแรก (ไม่มีข้อมูลใน FRAM)
5. ABP ใช้ปุ่มเซสชันที่บันทึกไว้และเคาน์เตอร์เฟรมหลังจากนั้น
6. รวบรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์
7. ส่ง Payload Lorawan ในรูปแบบ Cayenne LPP
8. ตรวจสอบข้อความ Downlink
9. เข้าสู่โหมดสลีป (ยกพิน เสร็จแล้ว ของ TPL5110)

ความต้องการฮาร์ดแวร์

รหัสขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์ต่อไปนี้:

• Arduino Mkr Wan 1300 - เฟิร์มแวร์ 1.1.7 หรือใหม่กว่า
• TPL5110 Breakout
• Fram Breakout
• เซ็นเซอร์รหัสตัวอย่างที่มีไว้สำหรับ
  • แรงดันแบตเตอรี่ (ใช้ตัวแบ่งในตัว)
  • เซ็นเซอร์อุณหภูมิ Maxim DS18B20 (หนึ่งลวด)
  • BOSCH BME280 เซ็นเซอร์ความดันความชื้นอุณหภูมิ
• ไม่จำเป็น
  • SH1106 128x64 I2C Display สำหรับการดีบัก
  • ปุ่มเพื่อบังคับให้รีเซ็ต (OTAA เข้าร่วม) ในเวลาบูต

ฮาร์ดแวร์ใด ๆ ที่คล้ายกันควรใช้งานได้ แต่อาจต้องเปลี่ยนรหัสบางอย่าง

การพึ่งพาซอฟต์แวร์

Arduino IDE พร้อมห้องสมุดต่อไปนี้ (ทั้งหมดมีให้จาก ARDUINO Library Manager):

• Arduino Mkrwan เวอร์ชัน 1.1.7 หรือใหม่กว่า
• Adafruit Fram (เวอร์ชัน SPI)
• TheThingsNetwork เวอร์ชัน 2.5.13 หรือใหม่กว่า ( ไม่ใช่ 2.5.12!)
• สำหรับเซ็นเซอร์ BME280
  • เซ็นเซอร์ adafruit Unified
  • Adafruit BME280
• สำหรับเซ็นเซอร์ Maxim DS18B20
  • Onewire
  • ความไม่พอใจ
• สำหรับจอแสดงผลเสริม: u8g2

การตั้งค่าตัวอย่าง

การตั้งค่าตัวอย่างด้วยจอแสดงผล SH1106 OLED และเซ็นเซอร์ DS18B20:

การปฏิบัติการ

การกำหนดค่าซอฟต์แวร์

• คัดลอก arduino_secrets_distr.h ไปยัง arduino_secrets.h และป้อนคีย์ของคุณที่ได้จากคอนโซล thethingsnetwork
• ใน TTNMkrWanNode uncomment การกำหนด สำหรับเซ็นเซอร์ของคุณ
  เซ็นเซอร์แรงดันไฟฟ้ามีอยู่เสมอมันใช้ตัวแบ่งในตัว โปรดทราบว่า Givent ความจริงที่ว่าตัวแบ่งคือ 1/3rd และการอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าคือ 1.0V สูงสุดที่คุณสามารถวัดได้คือ 3.0V ...
• ใน debug.h เลือกตัวเลือกการดีบักของคุณ:
  • #define DEBUG แสดงความคิดเห็น: ไม่มีรหัสดีบั๊กที่สร้างขึ้น
  • #define DEBUG Unbmented: Debug บนคอนโซลอนุกรม (USB) โหนดจะรอคอนโซล!
  • #define DEBUG และ #define OLED Unbmented: ข้อความถึงการดีบักบนจอแสดงผล OLED
• ใน ttn.h คุณสามารถตั้งค่าพอร์ตเริ่มต้นและอัตราข้อมูล Lorawan ของคุณ

พลัง

ปลดการเชื่อมต่อพลังงานที่มาจาก TPL5110 (DRV) เมื่อเปิดตัวจาก USB

การเริ่มต้น

หาก FRAM ไม่มีข้อมูลที่ถูกต้องหรือหากกดปุ่มเมื่อ MKR WAN 1300 เริ่มต้นอุปกรณ์จะทำการเข้าร่วม OTAA

ข้อความ downlink

ก่อนนอนโหนดจะตรวจสอบข้อความ Downlink:

• 0x01: รีเซ็ต โหนดจะทำการเข้าร่วม OTAA ในระหว่างรอบถัดไป
• 0x02 0xpp: ตั้งพอร์ต โหนดจะใช้พอร์ต pp เมื่อส่งข้อมูล
• 0x03 0xdd: ตั้งอัตราข้อมูล โหนดจะใช้อัตราข้อมูลที่ร้องขอ

เวลานอนหลับ

• เมื่อขับเคลื่อนจาก USB โหนดจะไม่ได้ใช้งานเป็นเวลา 5 นาทีจากนั้นรีเซ็ตตัวเอง
• เมื่อขับเคลื่อนผ่าน TPL5110 เวลาการนอนหลับจะถูกขับเคลื่อนด้วยตัวต้านทาน (ในการฝ่าวงล้อม Adafruit คุณสามารถใช้ trimpot บนกระดาน)