Internet der Dinge: Temperaturmesser Marke Eigenbau

Sensordaten lassen sich kostengünstig per Lorawan versenden. Wir zeigen, wie sich ein Temperatursensor per TTN nutzen lässt.

Eine Anleitung von Dirk Koller veröffentlicht am
Aufbau der Schaltung in der Fritzing-Zeichnung
Aufbau der Schaltung in der Fritzing-Zeichnung (Bild: Dirk Koller)

Temperatursensoren im WLAN oder Zigbee-Netz sind im modernen, smarten Zuhause selbstverständlich. Schwieriger wird es, wenn Daten über größere Entfernungen übertragen werden sollen, etwa Messwerte aus einem Naturschutzprojekt. Hier stellt Lorawan eine interessante Alternative zu Modulen mit SIM-Karte dar.

Inhalt:
  1. Internet der Dinge: Temperaturmesser Marke Eigenbau
  2. Board und Bibliotheken in der Arduino IDE
  3. Der erste Start

Mit der Funktechnologie lassen sich Daten über Entfernungen bis zu 20 Kilometer übertragen und zusammen mit dem The Things Network (TTN) auf der ganzen Welt verfügbar machen - ein Gateway in Reichweite vorausgesetzt. Unser Beitrag zeigt, wie's geht.

Als Mikrocontroller kommt hier ein Feather M0 LoRa 900 MHz von Adafruit zum Einsatz. Es gibt je nach geplantem Einsatzort verschiedene Versionen des Boards, die mit unterschiedlichen Frequenzbereichen arbeiten. Außerdem gibt es den Feather M0 ohne LoRa und dafür einen LoRa-Aufsatz (Lora Radio FeatherWing). Der kann aber nur sinnvoll verwendet werden, wenn der Stacking Header mit den extralangen Beinen verlötet wird.

Verkabeln von Feather und Temperatursensor

Es ist auf jeden Fall eine gute Idee, sich auf den Seiten von Adafruit gründlich über das benötigte Modul zu informieren. Dort findet man auch die nicht mehr ganz aktuelle Anleitung Using LoraWAN and The Things Network with Feather, auf der dieser Artikel basiert.

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Bei dem verwendeten Sensor handelt es sich um das beliebte DHT22-Modul, mit dem sich Temperatur und Luftfeuchtigkeit erfassen lassen. Achtung: Den Sensor gibt es auch ohne Board mit vier Pins. Hier wird die Version mit drei Pins verbaut, in der der erforderliche Pull-up-Widerstand schon enthalten ist.

Um den Feather einsatzbereit zu machen, werden zunächst die mitgelieferten 12- und 16-Pin-Header angelötet. Außerdem benötigt das Modul eine Antenne. Dafür wird ein Kabel von 8,2 cm Länge an den Anschluss Ant gelötet. Danach folgt der Aufbau der Schaltung auf einem Breadboard.

3V3 und GND des Feather werden mit den Plus- und Minus-Pins des DTH22-Moduls verbunden (rotes beziehungsweise schwarzes Kabel). Pin 10 des Feathers wird mit dem mittleren Pin (Data) des Sensors verdrahtet (grünes Kabel). Außerdem wird eine Brücke zwischen IO1 und D6 benötigt (blaues Kabel). Die Hardware ist damit startklar.

  • Aufbau der Schaltung in der Fritzing-Zeichnung (Bild: Dirk Koller)
  • Aufbau der Schaltung (Bild: Dirk Koller)
  • Zufügen einer Application in der Things-Konsole (Bild: Dirk Koller)
  • Zufügen eines Geräts in der Things-Konsole (Bild: Dirk Koller)
  • Installieren der SAMD-Boards im Boardverwalter (Bild: Dirk Koller)
  • Installation der MCCI LoRaWAN LMIC library (Bild: Dirk Koller)
  • Die Livedaten in der Things-Konsole (Bild: Dirk Koller)
Aufbau der Schaltung in der Fritzing-Zeichnung (Bild: Dirk Koller)
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  • Aufbau der Schaltung (Bild: Dirk Koller)
  • Zufügen einer Application in der Things-Konsole (Bild: Dirk Koller)
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  • Installation der MCCI LoRaWAN LMIC library (Bild: Dirk Koller)
  • Die Livedaten in der Things-Konsole (Bild: Dirk Koller)
Aufbau der Schaltung (Bild: Dirk Koller)
Einfache LoRaWAN-Knoten für das IoT

Die Anwendung im Things Network

Für den Zugang zum The Things Network ist ein Account erforderlich. Ist der angelegt, lässt sich im EU-Cluster der Things-Konsole unter Anwendungen eine neue Application anlegen. Die einzige dafür erforderliche Angabe ist eine frei wählbare Application ID.

  • Aufbau der Schaltung in der Fritzing-Zeichnung (Bild: Dirk Koller)
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  • Zufügen einer Application in der Things-Konsole (Bild: Dirk Koller)
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  • Installieren der SAMD-Boards im Boardverwalter (Bild: Dirk Koller)
  • Installation der MCCI LoRaWAN LMIC library (Bild: Dirk Koller)
  • Die Livedaten in der Things-Konsole (Bild: Dirk Koller)
Zufügen einer Application in der Things-Konsole (Bild: Dirk Koller)

Anschließend wird auf der darauffolgenden Übersichtsseite mit der Schaltfläche + Add end device ein Gerät hinzugefügt. Die Daten des Feather sind leider nicht im Lorawan Device Repository enthalten, deswegen erfolgt die Eingabe von Hand im Reiter Manually. Als Lorawan-Version wird V1.0.3 ausgewählt, diese Version wird von der verwendeten Bibliothek unterstützt. Das Auswahlfeld Regional Parameter Version wird daraufhin automatisch ausgefüllt. Der für Europa empfohlene Frequenzbereich ist 863 - 870 MHz (recommended) gekennzeichnet).

  • Aufbau der Schaltung in der Fritzing-Zeichnung (Bild: Dirk Koller)
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  • Zufügen eines Geräts in der Things-Konsole (Bild: Dirk Koller)
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  • Die Livedaten in der Things-Konsole (Bild: Dirk Koller)
Zufügen eines Geräts in der Things-Konsole (Bild: Dirk Koller)

Die DevEUI liegt dem Feather auf einem kleinen Zettel bei, die mittleren vier Stellen sind hier mit 0 aufzufüllen. Die AppEUI wird nicht benötigt, sie wird mit dem Button rechts daneben mit Nullen gefüllt. AppKey ist ein zufällig generierter Key, der mit dem Button Generate generiert wird. Der letzte Wert, die End device ID, wird schließlich wieder automatisch ausgefüllt.

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Board und Bibliotheken in der Arduino IDE 
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Eheran 24. Sep 2021 / Themenstart

Sofern man keinen Analogeingang braucht... ESP32 ist nicht überall besser.

Eheran 24. Sep 2021 / Themenstart

Bitte nutzt doch einen ordentlichen Sensor, einen BME280 oder sowas, kostet irrelevant...

cbr 22. Sep 2021 / Themenstart

Den BME680 zusammen mit Lorawan? Da macht man sich mit doch mit BSEC das Strombudget für...

shellfishgene 22. Sep 2021 / Themenstart

Wer nicht selber basteln will kann als Suchworte "misol rain gauge" in z.B. Aliexpress...

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