Este tutorial foi produzido pelo Instituto Federal de Santa Catarina (IFSC) - Campus São José, juntamente com a Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Estado de Santa Catarina (FAPESC) a partir do projeto de pesquisa aplicada por meio do edital de chamada pública FAPESC - Nº 05/2017.
Primeiros passos para o uso da plataforma The Things Network
Este é um guia iniciante para o uso da TTN. Usando o módulo The Things UNO será construido um dispositipo capaz de realizar UPLINK com um sensor de temperatura e DOWNLINK usando um LED.
📗 Leia o material todo antes de começar
- Login em The Things Network
- Conhecimento básico em programação e Arduino
- Cobertura LoRa (gateway)
Tutorial para o desenvolvimento de um gateway para uso na TTN
Logado a The Things Network vá até Console > Application > add aplication, e preencha os campos da seguinte tela:
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Application ID: Identificação para a sua aplicação.
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Description: Descrição da aplicação.
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Handler registration: De acordo com a TTN é recomendado escolher o cluster de rede mais próximo dos gateways e colocar seu servidor de aplicativos próximo ao cluster. Isso minimiza a latência da rede. Os clusters com prefixos “ttn” são operados pela The Things Network Foundation, outros são operados por parceiros.
Dentro da aplicação criada deve ser adicionado um Device. Procure por register device:
Adicione um device clicando em register device:
A tela para o registro do device aparecerá:
Como pode ser visto na imagem acima para fazer o registro de um DEVICE é necessário um Device EUI. Essa informação é um número que deve estar atrelado ao dispositivo. No caso do The Things UNO o EUI pode ser recuperado.
Para continar o tutorial é necessário ter a IDE do Arduino istalada ao computador, bem como a biblioteca The Thihgs Network na mesma.
Na IDE vá até Sketch > Incluir Biblioteca > Gerenciar Bibliotecas, procure por TheThingsNetwork e realize a instalação.
Em: Arquivo > Exemplos > TheThingsNetwork selecione DeviceInfo.
Esse código tem como função retornar iformações sobre o dispositivo, sendo uma delas o Device EUI
Dentro do código substitua o plano de frequência utilizado como destacado, de REPLACE_ME por TTN_FP_US915.
Com o dispositivo conectado ao computador procure em Ferramentas pela porta onde está conectado e selecione a placa Arduino Leonardo.
Em seguida carregue o código para a placa e assim que carregado abra o monitor serial para acompanhar.
Como resultado a serial deve mostrar diversas informações sobre o dispositivo e uma delas será o Device EUI, mostrado como Dev EUI.
Voltando ao console da TTN e preenchidos os campos:
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Device ID: Identificação para o seu device.
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Device EUI: Número capturado através do monitor serial.
O device estará registrado!
Com o device registrado é possível montar uma aplicação para o mesmo.
O exemplo a seguir demonstrará a captura de dados de um sensor NTC (temperatura) para UPLINK de dados e um LED para o DOWNLINK.
- The TheThings UNO + cabo USB
- Sensor NTC (temperatura)
- 1 resistor 10kΩ
- 1 resistor 300Ω
- Protoboard
- Jumpers
- LED
O esquemático mostra um ARDUINO LEONARDO mas está sendo utilizado um módulo The Things UNO!
Na IDE, partindo do exemplo de código QuickStart que encontra-se em Arquivo > Exemplos > TheThingsNetwork é possível adaptá-lo para a necessidade da aplicação sugerida.
No console, junto às informações do device, no final da página estarão appEui e appKey. Esses dois números deverão substituir as linhas 4 e 5 do exemplo QuickStart.
Não esqueça de substituir, assim como no código DeviceInfo, o plano de frequência utilizado.
Dentro do código, insira conforme a necessidade as linhas para o uso o sensor de temperatura.
A sugestão é de que sejam incluidos:
- Declaração do pino utulizado pelo sensor
#define Sensor A0- Comentar a seguinte linha em void setup()
ttn.onMessage(message);- Leitura do valor do sensor e print na serial dentro de void loop()
int ValorSensor = analogRead(Sensor);
int Temp = (ValorSensor*0.2027)-82;
debugSerial.print("Temperatura:");
debugSerial.print(Temp);
debugSerial.println("ºC");- Substituição do envio do byte dado pelo exemplo pelo byte capturado com a temperarura
de:
payload[0] = (digitalRead(LED_BUILTIN) == HIGH) ? 1 : 0;para:
payload[0] = Temp;mantendo as demais linhas em void loop()
A função message pode ser completamente comentada, ela será usada no DOWNLINK.
Procure em Ferramentas pela porta onde o dispositivo está conectado e selecione a placa "Arduino Leonardo". Em seguida carregue o código para a placa e assim que carregado abra o monitor serial para acompanhar.
Esse deve ser o resultado no monitor serial:
São mostrados os canais sendo setados, join e a confirmação da transmissão.
O console da aplicação também mostra os dados de UPLINK em Data. Porém de forma ilegivel através de bytes.
Para uma melhor visualização esses dados podem ser tratados na aba Payload Formats dentro da aplicação.
Esse tratamento pode ser feito usando JavaScript, como no código a seguir.
Dessa forma o payload pode ser visto de forma legível no console.
Do mesmo modo como feito com sensor, algumas linhas devem ser adicionadas ao código para o uso do LED. Sendo elas:
- Definição do pino do LED
const int Led = 13;- Declaração do LED como saída no void setup()
pinMode(Led, OUTPUT);- Descomentar a linha
ttn.onMessage(message);ela será responsável por invocar a função que acenderá o LED quando um byte 1 for enviado pelo console.
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A função message deve ser completamente descomentada
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As linhas com digitalWrite deverão apontar para o LED decladado, de nome Led
de:
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);para:
digitalWrite(Led, LOW);
digitalWrite(Led, HIGH);LED_BUILTIN trata-se do próprio LED embutido na placa, ele pode ser usado se preferir
A mensagem de DOWNLINK pode ser enviada pelo console do device em DOWNLINK como na imagem.
Assim que for enviado um byte 11 o LED deve acender e de forma contrária, apagar quando enviado um byte 00. As mensagens o status do LED podem ser vistas também no monitor serial da IDE.