Construir Sensores LoRaWAN con SenseCAP Data Logger
Resumen
Puedes construir un sensor LoRaWAN personalizado, económico y de grado industrial usando sensores Grove, para conectarlo a SenseCAP Cloud con SenseCAP Data Logger, permitiendo la transmisión inalámbrica de datos a larga distancia.
Preliminares
Preparación de Hardware
Esta wiki requiere productos como los listados:
En este tutorial, se usa el Grove - Sensor de Oxígeno (MIX8410). Para más módulos Grove disponibles y el método para personalizar tus propios módulos Grove, puedes consultar aquí para más información.
| SenseCAP S2110 Sensor Builder | Grove - Oxygen Sensor (MIX8410) | SenseCAP S2100 Data Logger/DTU |
|---|---|---|
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Preparación de Software
Descarga e instala la SenseCAP Mate App en tu móvil según tu sistema operativo.
Si es tu primera vez usando la plataforma SenseCAP, por favor regístrate primero haciendo clic en el botón Register y luego inicia sesión con la cuenta creada.
Los campos con * son obligatorios, y los que no tienen * son opcionales.
Verificación de cobertura de red LoRaWAN
Estamos usando la red LoRaWAN, por lo que es necesario verificar si estás dentro de la cobertura LoRaWAN de Helium o TTN (The Things Network).
Si no tienes cobertura, puedes usar cualquier gateway que funcione con Helium/TTN para enviar los datos del sensor a la nube.
- SenseCAP M1 LoRaWAN Indoor Gateway o SenseCAP M2 LoRaWAN Indoor Gateway o cualquier otro gateway habilitado para Helium.
- SenseCAP Outdoor LoRaWAN Gateway u otro gateway habilitado para TTN.
Comenzando
1. Conectar el sensor Grove al SenseCAP S2110 Sensor Builder
- Paso 1: Desatornilla los cuatro tornillos de la tapa del SenseCAP S2110 Sensor Builder y ábrela.
- Paso 2: Quita la tapa roscada.
- Paso 3: Pasa el cable incluido a través de la tapa hacia el interior del SenseCAP S2110 Sensor Builder.
- Paso 4: Conecta los cables del cable al terminal de tornillo como se muestra.
- Paso 5: Coloca un sensor Grove dentro del SenseCAP S2110 Sensor Builder y atorníllalo.
Grove con 2 agujeros (ejemplo: Grove - Sensor de Luz v1.2)
Grove con 3 agujeros (Grove Sensor de Temperatura y Barómetro (BMP280))
-
Paso 6: Conecta el cable Grove al sensor Grove y al conector Grove en la placa SenseCAP S2110 Sensor Builder.
-
Paso 7: Cierra la tapa y atorníllala.
- Paso 8: Aprieta la tapa roscada y asegúrala en su lugar.
2. Conectar SenseCAP S2110 Sensor Builder al SenseCAP Data Logger
- Paso 1: Desatornilla los tres tornillos del data logger.
- Paso 2: Quita la tapa inferior y saca la PCBA interna hasta que los terminales de tornillo sean accesibles. No es necesario sacar toda la placa.
- Paso 3: Quita la tapa roscada desenroscando en sentido contrario a las agujas del reloj.
- Paso 4: Pasa el cable incluido a través de la tapa roscada y la tapa inferior.
- Paso 5: Conecta los cables del cable al terminal de tornillo como se muestra.
Como hay 5 cables dentro del cable y solo usamos 4, es mejor aislar con cinta el cable sobrante para evitar contactos accidentales con los terminales.
- Paso 6: Vuelve a colocar la unidad de hardware dentro de la caja, cierra con la tapa inferior y atornilla.
- Paso 7: Aprieta la tapa roscada y asegura el cable en su lugar.
Una vez realizadas todas las conexiones para el SenseCAP S2110 Sensor Builder y el Data Logger, debería verse así:
3. Conectar a SenseCAP Cloud vía SenseCAP Mate App
- Paso 1: Abre la aplicación SenseCAP Mate y accede a tu cuenta SenseCAP ingresando tu correo electrónico y contraseña registrados, luego haz clic en Login.
Mantén la opción Server Location en Global, que es la configuración por defecto.
a. Actualizar firmware del Data Logger
- Paso 1: En la página de Config, selecciona S2100 Data Logger
- Paso 2: Mantén presionado el botón de configuración en el SenseCAP Data Logger por 3 segundos para entrar en modo de emparejamiento Bluetooth
Si entra en modo de emparejamiento Bluetooth, un LED verde comenzará a parpadear
- Paso 3: Haz clic en Update
- Paso 4: Ahora te pedirá activar los servicios de ubicación. Haz clic en GO TO para abrir la página de servicios de ubicación en tu teléfono
- Paso 5: Activa los servicios de ubicación. Así se verá en Android
- Paso 6: Regresa a la app SenseCAP Mate y haz clic en Scan
Comenzará a buscar Data Loggers SenseCAP cercanos
- Paso 7: Haz clic en el dispositivo encontrado
- Paso 8: Si hay una actualización disponible, haz clic en Get Updates para actualizar a la versión más reciente. Después de actualizar o si dice The device is already running the latest firmware, regresa a la página anterior de configuración
b. Configurar comunicación entre Data Logger y SenseCAP S2110 Sensor Builder
- Paso 1: Entra nuevamente en modo de emparejamiento Bluetooth en el Data Logger y haz clic en Setup
- Paso 2: Haz clic en el dispositivo encontrado
Se abrirá una página con información útil bajo General
- Paso 3: Ve a la página de Setting y en Basic Setting, elige la plataforma, ya sea SenseCAP for the Things Network o SenseCAP for Helium
Nota: Puedes elegir otras plataformas, pero en ese caso no podrás usar la plataforma SenseCAP.
- Paso 4: Elige el Frequency Plan, el Intervalo de subida (Uplink interval) y la Política de paquetes (Packet Policy)
La política de paquetes por defecto es 2C+1N y la tabla a continuación explica esta y otras opciones:
| Parámetro | Descripción |
|---|---|
| 2C+1N (por defecto) | 2C+1N (2 paquetes confirmados y 1 sin confirmación) es la mejor estrategia, minimiza la pérdida de paquetes, pero consume más datos en TTN o créditos en Helium. |
| 1C | 1C (1 confirmación): el dispositivo duerme tras recibir 1 paquete de confirmación del servidor. |
| 1N | 1N (sin confirmación): el dispositivo envía el paquete y se duerme sin importar si el servidor lo recibió. |
- Paso 5: En Sensor Setting, completa con los siguientes valores
| Parámetro | Descripción |
|---|---|
| Protocolo | RS485 Modbus RTU |
| Baud Rate | Velocidad de comunicación con el sensor. Selecciona 9600 aquí. |
| Modbus Address | Dirección esclava del sensor. Rango de 1 a 247. Ingresa 1 aquí. |
| Power Type | Alimentación periódica: enciende el sensor antes de la lectura y lo apaga después para ahorrar batería. Always-on: para sensores que necesitan alimentación constante (generalmente con fuente externa 12V). Selecciona alimentación periódica. |
| Power Voltage | Voltaje de alimentación al sensor. Soporta 3V/5V/12V. Selecciona 5V. |
| Sensor Warm-up Time | Tiempo para que el sensor alcance máxima precisión tras encendido. El Grove Oxygen Sensor (MIX8410) y CO2 & Temperature & Humidity Sensor (SCD41) requieren 5s (ingresar 5000 ms). Otros sensores Grove soportados actualmente requieren 0ms. |
| Response Timeout | Tiempo de espera para respuesta tras solicitud de datos. Si se supera, se reenvía el comando. Ingresa 1 (100 ms). |
| Startup Time | Tiempo desde encendido hasta que el sensor puede comunicarse vía Modbus. Ingresa 20 (2000 ms = 2 s). |
Ejemplo de página de configuración completa:
- Paso 6: Para el Número de Medición, consulta la tabla siguiente según el sensor específico.
| Nombre del Sensor Grove | Número de Medición |
|---|---|
| Grove - Light Sensor v1.2 | 1 |
| Grove - Flame Sensor | 1 |
| Grove - Oxygen Sensor (MIX8410) | 1 |
| Grove - CO2 & Temperature & Humidity Sensor (SCD41) | 3 |
| Grove - Sunlight sensor (SI1151) | 3 |
| Grove Temperature and Barometer Sensor (BMP280) | 3 |
SenseCAP Data Logger puede recopilar de 0 a 10 mediciones en modo RS485.
- Paso 7: Después de especificar el Número de Medición, debes completar la Configuración de Medición. Aquí elegiremos un Grove - Light Sensor v1.2. Para este sensor, solo necesitamos una medición, que es el nivel de luz. Selecciona 1 para el Número de Medición y haz clic en Measurement Setting
- Paso 8: En Measurement Setting, haz clic en Measurement1
Si usas el Grove - CO2 & Temperature & Humidity Sensor (SCD41), necesitamos tres mediciones, que son temperatura, humedad y niveles de CO2. Selecciona 3 para el Número de Medición y haz clic en Measurement Setting
Aquí debes configurar las 3 mediciones por separado
- Paso 9: Para la Dirección de Registro, consulta la tabla y escribe el valor decimal de la dirección del registro
| Nombre del Sensor Grove | Nombre del Registro | Dirección del Registro (Hexadecimal) | Dirección del Registro (Decimal) |
|---|---|---|---|
| Grove - Oxygen Sensor (MIX8410) | Oxígeno | 0x000E | 14 |
| Presión Atmosférica | 0x0018 | 24 | |
| Altura | 0x001A | 26 | |
| Grove - Sensor de Temperatura, Humedad, Presión y Gas (BME680) | Temperatura | 0x001C | 28 |
| Presión Atmosférica | 0x001E | 30 | |
| Humedad | 0x0020 | 32 | |
| Calidad del Aire (VOC) | 0x0022 | 34 | |
| Grove - Sensor de Gas V2 (Multicanal) | NO2 | 0x0024 | 36 |
| C2H5OH | 0x0026 | 38 | |
| VOC | 0x0028 | 40 | |
| CO | 0x002A | 42 | |
| Grove - UV Sensor | Intensidad UV | 0x002C | 44 |
| Grove - Turbidity Sensor Meter V1.0 | Turbidez | 0x002E | 46 |
| Grove - TDS Sensor | TDS | 0x0030 | 48 |
| Grove - Ultrasonic Ranger | Distancia | 0x0032 | 50 |
Ejemplo de dirección de registro completada para Grove - Light Sensor v1.2
Direcciones de registro completadas para Grove - CO2 & Temperature & Humidity Sensor (SCD41)
- Paso 10: El resto de configuraciones son comunes para todos los sensores Grove y complétalas como sigue:
| Código de función | Código de función Modbus. Selecciona 03 aquí |
|---|---|
| Tipo de dato | Define cuántos registros lee el sensor y cómo interpretar los datos. Selecciona Entero con signo de 32 bits, 0xABCD aquí. |
| Precisión | Precisión del valor. Número de decimales que se reservan. Si seleccionas 1, se reserva un decimal. Selecciona 2, #.## aquí. |
| Y= Ax + B | “Y”: valor que enviará el Data Logger. “x”: valor original. Factory A: escala el valor “x”. Factory B: ajusta el valor sumando o restando. Para enviar el valor crudo, pon A=1 y B=0. Aquí usamos Factory A = 0.001 y Factory B = 0. |
| Estrategia de escritura | Función para algunos sensores especiales, normalmente deshabilitada. Opciones: None (ninguna), After Read (envía comando tras lectura), On New Data (envía comando cada 24 h). Selecciona None. |
Ejemplo de página Measurement Setting completada:
- Paso 11: Haz clic en Confirmar para guardar los cambios y volverás a la página de Setting
- Paso 12: Haz clic en Enviar para mandar los cambios al Data Logger
c. Probar y Ver Datos del Sensor Localmente
Ahora necesitamos probar si el SenseCAP S2110 Sensor Builder está enviando correctamente los datos del sensor al Data Logger.
- Paso 1: Ve a General y haz clic en Measure
Mostrará el valor del sensor y verás que los LEDs del Seeed Studio XIAO RP2040 en el SenseCAP S2110 Sensor Builder se encienden.
Ejemplo para Grove - Oxygen Sensor (MIX8410): indica concentración de oxígeno en aire 21.36%.
Ejemplo para Grove Temperature and Barometer Sensor (BMP280): temperatura barométrica 30.55°C, presión atmosférica 101401Pa, altura 53.08m.
d. Agregar el Sensor Creado a la Plataforma SenseCAP
- Paso 1: Regresa a la página principal de la app. Los LEDs rojos del Data Logger parpadearán un par de segundos y luego los verdes brevemente, indicando que la conexión LoRaWAN fue exitosa y los datos se enviaron. También puedes presionar el botón del Data Logger una vez para forzar el envío.
Verás también los LEDs del Seeed Studio XIAO RP2040 en el SenseCAP S2110 Sensor Builder encendidos
Ahora necesitamos añadir este sensor a la plataforma SenseCAP para visualizar los datos en la nube.
- Paso 2: Ve a la página Device, haz clic en el símbolo + y selecciona Add device
- Paso 3: Escanea el código QR ubicado en el Data Logger
- Paso 4: Introduce un Nombre del dispositivo según el sensor Grove conectado y haz clic en Next
- Paso 5: Introduce una Ubicación del dispositivo y haz clic en Confirm
4. Visualizar Datos del Sensor en SenseCAP Mate App
Ahora verás el Data Logger en línea en SenseCAP Mate App
Haz clic para mostrar los valores del sensor
Ejemplo para Grove Temperature and Barometer Sensor (BMP280)
5. (Opcional) Visualizar Datos en el Panel Web de SenseCAP
También puedes usar el Panel Web de SenseCAP para visualizar los datos.
- Paso 1: Visita sensecap.seeed.cc e inicia sesión con la cuenta creada en SenseCAP Mate App.
- Paso 2: Haz clic en Sensor Node y selecciona el sensor creado en SenseCAP Mate App.
- Paso 3: Haz clic en la pestaña Data para ver todos los datos del sensor conectados.
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