MuMo - Passerelle LoRa : 25 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

### UPDATE 10-03-2021 // les dernières informations / mises à jour seront disponibles sur la page github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Qu'est-ce que MuMo ?

MuMo est une collaboration entre le développement de produits (un département de l'Université d'Anvers) sous le nom d'Antwerp Design Factory et le Antwerp Fashion Museum.

L'objectif du projet est de construire un système de surveillance IOT open source basé sur un réseau LoRa.

• Il doit être facile à mettre en place.
• Il doit être facile à assembler.
• Il doit être évolutif en termes de domaine d'application.

Ce que contient le projet MuMo:

Nœud MuMo

Le MuMo Node est un appareil à faible consommation d'énergie sur piles AA qui peut mesurer et transmettre des paramètres environnementaux sur un réseau LoRa. Les paramètres sont la température, l'humidité, la pression ambiante et la luminosité.

*** Le nœud MuMo peut être étendu avec d'autres fonctionnalités pour être utilisé dans d'autres applications. ***

Passerelle MuMo

La passerelle MuMo est une passerelle LoRa active qui peut recevoir et transmettre les signaux LoRa du périphérique Node sur Internet. Dans ce projet, la passerelle sera également équipée des mêmes capteurs que le dispositif MuMo Node, d'un capteur de poussière d'air et d'un piège à insectes pouvant être surveillé à distance avec une caméra.

*** La passerelle n'a pas besoin d'être équipée de capteurs ou d'une caméra. Il ne peut également servir qu'à fournir un réseau LoRa (passerelle non mesurante).***

Tableau de bord MuMo

Le tableau de bord MuMo est fourni pour créer une application Web de présentation du réseau en cours de création. Il est rendu convivial avec différentes fonctionnalités. Le tableau de bord peut être entièrement personnalisé selon les souhaits et l'application de l'utilisateur.

Page Github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Pages instructables liées:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Outils requis:

• Imprimante 3D avec filament
• Fer à souder / à souder
• Petite pince coupante
• Pistolet à colle chaude (ou autres outils de fixation)
• Petit tournevis

Étape 1: #Matériel - Commande de pièces

Pièces à commander:

Voir la page github pour un aperçu récent:

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

Étape 2: #Matériel - Pièces imprimées en 3D

Pièces à imprimer en 3D:

1. passerelle

   • GATEWAY_Main_Housing
   • GATEWAY_Backcover

2. Sensor_extension

   • Capteur_Logement
   • Sensor_Backcover

3. Camera_extension

   • Caméra_Logement
   • Camera_Backcover
4. Trap_extension

la page github pour les derniers fichiers STL:

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

Filament d'impression:

PETG (préféré et plus durable)

APL

Paramètres d'impression généraux:

• Aucun support nécessaire
• Remplissage non nécessaire
• 0,2 hauteur de couche
• 3 périmètres extérieurs (pour la résistance et la durabilité)

Étape 3: #Software - Préparer la carte SD Raspberry Pi

Les pièces:

• Tarte aux framboises
• Carte Micro SD.

Instructions:

1. Assurez-vous que la carte SD est flashée et que la bonne image du système d'exploitation Raspberry (Raspberry Pi OS (32 bits) avec bureau) est installée sur la carte micro SD. Suivez le lien ci-dessous pour trouver les bonnes instructions pour flasher et préparer votre carte micro SD.
2. Insérez votre carte micro SD dans le Raspberry Pi.

Relier:

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

Étape 4: #Matériel - Préparez le capteur de poussière d'air (facultatif)

Les pièces:

• capteur de poussière d'air de graine
• 2 x résistance (3,3 KΩ)
• Planche à chapeau Grove
• 2 x manchons rétractables

Instructions:

1. Coupez le fil rouge jusqu'au connecteur.
2. Couper le fil jaune à une distance de 3 cm du connecteur.
3. Coupez le fil noir à une distance de 2 cm du connecteur.
4. Dénudez l'extrémité de chaque fil.
5. Mettez un petit manchon rétractable sur le câble jaune.
6. Mettez un grand manchon rétractable sur le câble jaune et noir.
7. Soudez les deux résistances en série avec le câble jaune du connecteur entre les deux.
8. Soudez l'autre câble jaune sur le côté du capteur à l'une des résistances.
9. Faites glisser le petit manchon sur la connexion de soudure du fil jaune avec une extrémité de la résistance encore exposée et thermorétractez le petit manchon.
10. Soudez les fils noirs ensemble avec l'extrémité de résistance encore exposée entre les deux.
11. Faites glisser le grand manchon sur la connexion à souder et le petit manchon et thermorétractez le grand manchon.
12. Soudez le câble rouge aux broches 5V (broches 2 et 4) sur la carte à chapeau Grove (voir l'image vue de dessus).

Étape 5: #Matériel - Montage des entretoises (facultatif)

Les pièces:

• Planche à chapeau Grove
• Capteur de poussière d'air de graine
• 4 x entretoises femelle-mâle
• 4 x entretoises femelle-femelle
• 4 x écrou

Instructions:

1. Montez les entretoises femelle-mâle à travers les trous de montage du panneau de chapeau de bosquet
2. Visser les écrous sur les entretoises femelle-mâle et serrer. (pour fournir un espace supplémentaire pour les câbles à plier)
3. Vissez les entretoises femelle-femelle sur les écrous et serrez le tout.
4. Posez le câble rouge 5V du capteur de poussière d'air le long de l'intérieur de l'entretoise (voir dernière photo).

Étape 6: #Matériel - Connexion du câble de la caméra / du capteur de poussière / I2C (en option)

Les pièces:

• La pile d'assemblage de l'étape 6

• Raspberry PiModel 3 B+
• Câble de caméra
• 2 x câbles de connexion de bosquet
• 1 x vis longue M2.5

Instructions:

Câble caméra:

1. Soulevez le loquet du connecteur du câble sur le Raspberry Pi (voir image 1 - rectangle rouge). Attention, fragile !
2. Insérez le câble de la caméra dans le connecteur du Raspberry Pi avec le côté bleu face aux prises USB.
3. Lorsque le câble est au bon endroit. Remettez le loquet en place pour que la connexion du câble soit sécurisée.
4. Faites passer le câble de la caméra dans le trou fourni dans la planche à rainures. (voir photo de la vue de dessus du bosquet - rectangle rouge)
5. Alignez la carte avec les connexions des broches sur le côté.
6. Poussez-le jusqu'en bas pour former une pile.
7. Pour fixer la pile, montez la vis dans le trou à côté de la connexion audio du raspberry pi. (voir photo vue de dessus)
8. La première pile est terminée !

Capteur de poussière d'air:

Connectez le connecteur du capteur de poussière d'air à la broche D16 de la carte à chapeau Grove. (voir photo de la vue de dessus du bosquet - rectangle violet)

Connecteurs I2C:

Connectez les deux câbles de connexion grove aux connecteurs I2C de la carte chapeau Grove. Utilisez de préférence les connecteurs proches du câble de la caméra. Cela facilite l'utilisation du port HDMI par la suite. (voir photo de la vue de dessus du bosquet - rectangle bleu)

Étape 7: #Hardware - Construire la pile dans le boîtier

Les pièces:

• La pile d'assemblage de l'étape 6
• Impression 3D Gateway_body
• 3 x longs M2.5
• 1xM3

Instructions:

1. Vérifiez si la carte micro SD est insérée dans le Raspberry Pi.
2. Insérez le capteur de poussière d'air dans le boîtier d'impression 3D et fixez-le avec la vis M3.
3. Avant d'insérer la pile. Guidez le câble de la caméra et les deux câbles de connexion I2C Grove à travers la fente inférieure du boîtier.
4. Insérez la pile Pi dans le boîtier.
5. Poussez les câbles vers le bas sur le côté afin qu'ils ne gênent pas.
6. Assurez-vous qu'aucun fil ne se trouve devant le Micro USB et la connexion HDMI.
7. Fixez la pile avec trois vis M2.5 à travers les gros trous à l'avant.

Étape 8: #Matériel - Bouclier Dragino LoRa

Les pièces:

• L'assemblage de l'étape 7
• Bouclier Dragino LoRa
• 4 x vis courtes M2.5

Instructions:

1. Pré-installez l'antenne sur le bouclier Dragino LoRa. (ne serrez pas encore complètement !)
2. Insérez le bouclier Dragino LoRa sur le dessus du grove hat board. Alignez les broches et poussez-le complètement vers le bas.
3. Fixez la carte avec les quatre vis M2.5.

Étape 9: #Matériel - Couverture arrière

Les pièces:

• L'assemblage de l'étape 8
• Gateway_backcover
• 2x vis M3

Instructions:

1. Faites glisser les inserts du couvercle arrière dans le boîtier et poussez-le vers le bas.
2. Fixé le capot arrière avec deux vis M3.

Étape 10: #Matériel - Configurer LoRa Gateway

Les pièces:

• L'assemblage de l'étape 9
• Périphériques: écran (HDMI) / clavier / souris
• Alimentation micro usb

Instructions:

1. Connectez le Raspberry à un écran avec un câble HDMI.
2. Connectez une souris, un clavier au connecteur USB.
3. Branchez le câble d'alimentation USB sur le Raspberry Pi en dernier. Il devrait commencer à démarrer maintenant.

Étape 11: #Software - Configurer LoRa Gatway - Premier démarrage du Raspberry Pi

Instructions:

1. Vous verrez l'écran de configuration. Suivez les instructions de l'écran de configuration.
2. Choisissez votre pays / réseau / paramètre de clavier
3. À la fin, il recherchera les mises à jour et les installera. Soyez patient, cela peut prendre quelques minutes.

Étape 12: #Software - Configurer LoRa Gatway - Obtenir l'adresse Ether pour TTN

Instructions:

1. Ouvrez un terminal sur le Raspberry Pi.
2. Tapez > ifconfig wlan0:
3. Vous pouvez voir l'adresse éther du Pi. (ex: b5:23:eb:fc:55:d4)
4. Notez-le car vous en aurez besoin lors de la configuration de la passerelle en TTN.

***Note de côté***

Pour plus d'informations sur la configuration du Dragino PG1301, consultez le manuel d'utilisation (page 7):

Lien Git vers le pdf

Étape 13: #TTN - S'inscrire / Se connecter

Le réseau d'objets fournit un ensemble d'outils ouverts et un réseau mondial ouvert pour créer votre prochaine application IoT à faible coût, offrant une sécurité maximale et prête à évoluer.

* Si vous avez déjà un compte, vous pouvez sauter cette étape

Instructions:

1. Inscrivez-vous sur The Things Network et créez un compte
2. Suivez les instructions sur le site Web de TTN.
3. Après l'inscription, connectez-vous à votre compte
4. Allez sur votre console. Vous le trouverez dans le menu déroulant de votre profil (voir photo)

Étape 14: #TTN - Créez une passerelle sur le TTN

Instructions:

1. Dans la console sur TTN, cliquez sur Passerelle.
2. Cliquez sur enregistrer la passerelle dans le coin supérieur droit pour accéder à un nouveau périphérique de passerelle. (voir photo - carré rouge)
3. Cochez la case "J'utilise l'ancien expéditeur de paquets". (voir photo - carré vert)
4. Remplissez l'EUI de la passerelle en utilisant l'adresse éther du Pi. Convertissez votre adresse comme cet exemple b5:23:eb:fc:55:d4 => B523EBFC55D4FFFF (voir image - rectangle vert) Le "FFFF" est ajouté pour en faire une EUI unique de 8 octets.
5. Choisissez votre plan de fréquences (ex: Europe - 868MHz pour l'Europe)
6. Choisissez votre routeur (ex: ttn-router-eu pour l'Europe)
7. Pointez votre position sur la carte. (optionnel)
8. Cochez la bonne case, intérieur ou extérieur.
9. En bas de la page, cliquez sur le bouton Enregistrer la passerelle

Étape 15: #Software - Configurer LoRa Gatway - Options d'interface

Instructions:

1. Dans le terminal tapez > sudo raspi-config
2. Sélectionnez les options d'interface
3. Sélectionnez et activez SPI
4. Sélectionnez et activez la caméra
5. Sélectionnez et activez I2C

Étape 16: #Software - Configurer LoRa Gatway - Télécharger et installer LoRaWAN Packet Forwarder Activer SPi

Instructions:

1. Dans le terminal, tapez > wget
2. Cela téléchargera le redirecteur de paquets du serveur Dragino vers RPI.
3. Dans le terminal, tapez > sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

Étape 17: #Software - Configurer LoRa Gatway - Configurer l'ID de la passerelle, la bande de fréquence et l'adresse du serveur

Instructions:

1. Après l'installation, accédez à etc/lora-gateway/ et ouvrez local_conf.json
2. Entre les accolades, ajoutez cette section ci-dessous:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF",

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

"serv_port_up": 1700,

"serv_port_down": 1700

3. Remplacez le gateway_ID par le gateway_ID que vous avez utilisé pour configurer la passerelle dans le TTN. (avec le "FFFF")

4. Enregistrez le document.

Étape 18: #Software - Configurer LoRa Gatway - Démarrer le réseau LoRa

Instructions:

1. Dans la borne tapez >
2. sudo systemctl stop lorapktfwd
3. sudo systemctl démarrer lorapktfwd
4. sudo systemctl activer lorapktfwd
5. Cela redémarre le redirecteur de packages et s'assure que le redirecteur démarre avec Raspberry Pi. Votre passerelle LoRa est maintenant active.
6. Vous devriez voir la mise à jour du statut « connecté » dans quelques minutes sur TTN.

Étape 19: #Software - Setup Gateway - Sensor / Camera - Install (facultatif)

Instructions:

1. Vérifiez si vous avez python 3 sur votre Raspberry Pi. Dans le terminal tapez => python3
2. Si vous n'avez pas python 3, suivez ces instructions d'installation:
3. tapez => sudo apt update
4. tapez => sudo apt installer python3 inactif3
5. Vous devriez maintenant avoir python 3. Veuillez vérifier à nouveau avec la première étape.

Activer la caméra / I2C / SPI: (vous l'avez peut-être déjà fait dans la configuration LoRa)

1. Dans le terminal tapez => sudo raspi-config
2. Allez dans Options d'interfaçage.
3. Activer la caméra
4. Activer I2C
5. Activer SPI

Installez les bibliothèques suivantes: (tapez ces commandes dans le terminal)

1. sudo apt-get mise à jour

sudo apt-get install libatlas-base-dev

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

calendrier d'installation de pip3

5. pip3 installer getmac
6. pip3 installer adafruit-circuitpython-bme680
7. pip3 installer adafruit-circuitpython-tsl2561
8. pip3 installe RPI. GPIO

Étape 20: #Software - Setup Gateway - Sensor / Camera - Script Run (facultatif)

Instructions:

1. Téléchargez le script python "mumo.py" depuis github: lien Github
2. Placez le code sur votre bureau.
3. Ouvrez un terminal et tapez > sudo nano /etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart
4. Copiez cette ligne en bas du fichier > @lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. Enregistrez le fichier et fermez-le.
6. Maintenant, le script démarrera automatiquement au redémarrage.
7. Ouvrez le code.
8. Passez à votre point de terminaison d'URL. (où envoyer les données sur votre serveur principal)

Étape 21: #Matériel - Extension de capteur (facultatif)

Les pièces:

• L'assemblage de l'étape 9
• Sensor_body
• Sensor_cap
• Capteur de lumière numérique (petit capteur)
• Capteur BME680 (capteur long)
• 4 vis M2x5
• 4x vis M3

Instructions:

1. Insérez les deux câbles de connexion I2C Grove à travers le trou du sensor_cap.
2. Connectez le capteur BME680 et le capteur de lumière numérique au câble de connexion I2C Grove.
3. Insérez le capteur BME680 et le capteur de lumière numérique dans la partie sensor_body et fixez-le avec quatre vis M2x5. Vous devrez plier le câble pour mettre les capteurs en place, alors soyez prudent !
4. Faites glisser le sensor_cap sur le dessus du corps du capteur pour le fermer.
5. Fixé le capuchon au corps avec deux vis M3.
6. Fixez l'ensemble complémentaire de capteur à l'avant de la passerelle avec deux vis M3. (voir photo - Cercle rouge)
7. Les câbles du bosquet sont probablement trop longs. Poussez-les à l'intérieur du boîtier du capteur.

Étape 22: #Matériel - Extension de caméra (facultatif)

Les pièces:

• L'assemblage de l'étape 10
• Module caméra (avec vis M2.5)
• Corps_caméra
• Cap_caméra
• 4x vis M3

Instructions:

1. Placez la caméra et un accessoire d'éclairage dans le boîtier camera_cap et fixez-le avec les quatre vis M2.5 du module de caméra.
2. Pour insérer le câble de la caméra, nous devons soulever le support en plastique noir de la connexion.
3. Insérez le câble de la caméra avec la surface bleue face à la caméra. (voir les images)
4. Faites glisser le camera_body sur le dessus de l'assemblage
5. Fixé le camera_cap avec deux vis M3 au camera_body.
6. Montez l'assemblage de la caméra en bas du boîtier de la passerelle avec deux vis M3 (voir l'image - Cercle rouge)
7. Poussez le câble en saillie dans le boîtier.

Étape 23: #Hardware - Extension Bug Trap (facultatif)

Les pièces:

• L'assemblage de l'étape 11
• Trap_Frame
• papier piège à insectes - papier collant
• 2x vis M3

Instructions:

1. Placez la partie Trap_Frame sur le dessus du boîtier de la caméra. Le piège a un peu d'espace pour le câble d'alimentation usb de la passerelle, vérifiez donc les images pour la bonne orientation.
2. Fixez avec deux vis M3 sur les côtés gauche et droit du boîtier de la caméra.
3. Insérez votre papier anti-insectes (60 x 75) mm dans la fente du piège. Il y a deux fentes, à l'avant et à l'arrière. Cela dépend de la façon dont vous positionnerez la passerelle.
4. Le câble d'alimentation USB peut être tissé entre la structure ouverte de la partie piège.

Étape 24: #Matériel - Montage de la passerelle

La passerelle est fournie avec de nombreuses options pour monter la passerelle.

Nous avons deux fentes pour vis sur lesquelles la passerelle peut être accrochée.

Nous avons également des rainures pour serre-câbles, vous pouvez donc facilement attacher la passerelle à n'importe quoi.

Étape 25: #Matériel - Orientations différentes

La passerelle est modulaire afin que les capteurs et la caméra puissent être montés dans différentes orientations. Vous pouvez également créer vos propres composants et les ajouter à la configuration.