beelogger

TTN – LORA

Hier möchten wir euch ein Projekt eines engagierten beelogger-Freundes vorstellen.
Es handelt sich bisher um einen Prototyp, für den wir die Beschreibung zum Nachbau aus Zeitgründen nicht in der sonst üblichen Ausführlichkeit aufbereiten konnten.
Der Nachbau kann durchaus mit einigen Tücken behaftet sein, so dass Kenntnisse zu Hard- und Software sowie individuelle Einarbeitung in die LORA Thematik hilfreich sein können.

 

Allgemeine Informationen zu LORA finden sich unter https://lora-alliance.org und https://www.lora-wan.de/, technische Bedingungen und Details für den Betrieb von LORA in der EU sind im Dokument lorawantm_regional_parameters_v1.1rb_-_final.pdf enthalten.

Bevor man mit LORA startet, sollte die Verfügbarkeit geprüft werden. Unter The-Things-Network https://ttnmapper.org/  können die örtlichen Gegebenheiten eingesehen werden.
Alternativ könnte eventuell auch ein eigener LORA-Access-Point eingerichtet werden. Zum Aufbau mit einem Raspberry und einem LORA-Modul findet sich eine Anleitung im Netz.

Auf Seite des community-Webservers sind die Vorraussetzungen geschaffen worden aus dem LORA-Netz die Daten eines beeloggers mit LORA-Modul entgegen zu nehmen.
Im derzeitigen Aufbau des beelogger-LORA werden die Messdaten einer Waage, zwei Sensoren, sowie Akku- und Solarspannung unterstützt.

Beim beelogger-Solar wird anstelle einer GSM oder WLAN Erweiterung mit einer Lochrasterplatine ein Shield für das LORA-Modul hergestellt. Um die Platine als Shield mit dem beelogger zu verbinden, werden Pin- oder Buchsenleisten eingesetzt.
Der beelogger-Universal kann das RFM95-Modul auf dem Lochrasterfeld aufnehmen.

Bezug

Bild Bezugsquelle Preis ab Suchbegriffe*  Bemerkungen

LORA-Modul RFM95 868MHz mit SX 1276 Chip,
 

eBay 5 -10€ RFM95 LoRa Modul  RFM95 Modul für
Frequenzbereich 868 MHz

Antenne (Drahtwendel oder 86mm Draht)

         
         
für den beelogger-Solar:        
 beelogger Solar Shield Platine eBay 6,00€
(5 Stück)
Lochrasterplatine 5×7 doppelseitig Lochrasterplatine 5×7, Lötpads auf beiden Seiten
Stiftleisten eBay, reichelt 1,00€ Pin Header Male,
RM 2,54mm, Höhe 8,5mm
vergoldet

4 Reihen je 16 Stück

2×16 polig 2 Stück

Buchsenleisten eBay, reichelt 1,00€ Pin Header Female,
RM 2,54mm, Höhe 8,5mm
vergoldet

4 Reihen je 16 Stück

2×16 polig 2 Stück

         
für beelogger-Universal:        
Widerstand 1kOhm eBay, reichelt 0,10€ Resistor 1k0 1000
reichelt 1W 1,0K
3 Stück (max. 10%, 1/2 – 1 Watt, max. 10mm)
Widerstand 2,2kOhm eBay, reichelt 0,10€ Resistor 2k2 2.2 2200
reichelt1W 2,2K
1 Stück (max. 10%, 1/2 – 1 Watt, max. 10mm)

*Einkaufstipps

 

Beschaltung und Aufbau für den Beelogger-Solar/Universal

Grundsätzlich sind folgende Verbindungen vorzunehmen:

beelogger-Solar/Universal
RFM95/SX1276 Modul
3,3V VCC
GND GND
A2 NSS
D11/MOSI MOSI
D12/MISO MISO
D13/SCK SCK
D8 DIO0
D9 DIO1

Das Schaltbild zur Verdrahtung des beelogger-Solar mit dem RFM95 Modul auf dem Shield:
RFM95 A/B sind die beiden Anschlussleisten des RFM95-Modul.

Solar RFM95 Verdrahtung

Zur Montage auf dem beelogger-Universal kann das Modul stehend auf dem Lochrasterfeld angebracht werden. Die Anschlussseite mit der Antenne soll hierbei noch oben zeigen.
Für die Anschaltung des Moduls an den beelogger-Universal werden Teile der bereits auf der Platine vorhandenen Pegelanpassung verwendet, wodurch die Verdrahtung etwas komplexer ist. Zusätzlich sind vier Widerstände erforderlich.

Programmcode:

In den Programmcode müssen neben den Kalibrierwerten für die Spannungsmessung und den Wägesensoren auch die Verbindungsdaten aus der TTN-LoRa-Konfiguration eingetragen werden.

aktueller LORA-Sketch:

Version 191203

Erster LORA-Sketch

Version 191208

LORA-Sketch mit Service Daten (Anzeit)   Download

Die LMIC-Bibliothek für das LORA-Modul wurde für den beelogger-Sketch angepasst.  Download
Die LMIC-Bibliothek benötigt Arduino IDE bis einschließlich 1.8.9.

 

LORA-Konfiguration:

Zunächst muss man sich kostenlos einen kostenlosen Account auf der Seite: https://www.thethingsnetwork.org/ einrichten.

Dann wählt man die CONSOLE an… und klickt auf APPLICATIONS:

Um Daten empfangen zu können, muss eine Application mit Devices erstellt werden.

Man benötigt für jeden beelogger eine eigene Application, da man immer nur ein Weiterleitungsziel pro Application angeben kann.

Dann die Application auswählen:

Jetzt muss man noch ein Device erstellen für die Application, die die Daten senden wird.

Hier eine beliebige DeviceID und DEVICE EUI eingeben:

Dann mit Register bestätigen…

Nun ist das Device angelegt und es müssen noch ein paar Einstellungen gemacht werden:

Dafür auf Settings klicken.

Und dort ändern:

  •  Activation Method = ABP

  • bei Frame Counter Checks den angwählten Haken abwählen (deaktiviert)

Jetzt finden wir in der Device-Overview-Ansicht die Daten, die wir später im Arduino Sketch in der Konfiguration benötigen:

  • Device Address

  • Network Session Key (Mit einem Klick auf das Augensymbol wird der Key in der MSB Schreibweise angezeigt, die für die Konfiguration im Sketch benötigt wird.)

  • App Session Key (Mit einem Klick auf das Augensymbol wird der Key in der MSB Schreibweise angezeigt, die für die Konfiguration im Sketch benötigt wird.)

Jetzt muss in der Application noch das Payload-Format erstellt werden:

Für das Payload-Format diese Javascript-Datei downloaden und den Inhalt in das Decoder-Feld reinkopieren und abspeichern:

Version 191208 Download
 

Nun müssen die Daten vom TTN noch an den beelogger-communityServer gesendet werden:

Dazu den Reiter Intergrations auswählen … und eine neue “Integration” hinzufügen:

Hier wählt man “HTTP Integration” aus und trägt unter URL seine Daten in die Maske ein, wobei natürlich USERNAME mit dem beeloggerAccountName und das entsprechende Passowort für den beelogger individuell ersetzt werden muss.

Sobald die Daten vom LORA-beelogger im TTN ankommen, werden sie automatisch an den beelogger-Webserver übertragen und stehen wie alle anderen Daten für den User im communityAccount zur Verfügung.