Estació meteorològica ESP32 amb LoRa.
Una d'aquestes:
- TTGO LoRa32 (Aliexpress)
- Heltec LoRa32 (Aliexpress)
Opcional:
- Sensor BME280 (Aliexpress)
- Cables i/o protoboard per fer les connexions
Farem les següents connexions:
| TTGO | BME280 | Funció |
|---|---|---|
| GND | GND | Alimentació - |
| 3V3 | VIN | Alimentació + |
| 4 | SDA | Dades I2C |
| 15 | SCL | Rellotge I2C |
Per treballar amb l'IDE d'Arduino necessitarem la darrera versió (1.8.X a data d'avui) i instal·lar suport per el microcontrolador ESP32 que fa servir la TTGO-LORA32 i les biblioteques necessàries per treballar amb el mòdul LoRa, la pantalla OLED i els sensors.
Afegir suport per ESP32 a l'IDE d'Arduino
El primer que hem de fer és afegir suport per el microcontrolador ESP32 d'Espressif a l'IDE d'Arduino. Aquest procés és força senzill. Només cal anar a Fitxer > Preferències i en el camp URLs addicionals de gestor de plaques indicar aquesta URL:
https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json
En cas que ja hi hagués alguna altra URL diferent podem separar-les per comes.
Un cop fet anirem a Eines > Placa: "..." > Gestor de plaques.... En el quadre de text buscarem ESP32 i ens hauria de sortir una única opció. El codi ha estat provat amb la versió 2.0.3. Seleccionem aquesta i triem Instal·la. Començarà el procés de descàrrega i instal·lació dels fitxers necessaris per treballar amb aquest microcontrolador.
Si tot ha anat bé, a sota de Eines > Placa: "..." hauriem de veure una secció ESP32 Arduino i en particular una placa anomenada ESP32 Dev Module que seleccionarem.
La informació original d'aquest procediment la podeu trobar aquí: https://github.com/espressif/arduino-esp32/blob/master/docs/arduino-ide/boards_manager.md
Instal·lar les biblioteques necessàries
Per aquest projecte necessitarem tres biblioteques. Les tres es poden trobar a la subcarpeta libraries d'aquesta mateixa carpeta. Aquestes biblioteques són:
ESP8266 and ESP32 Oled Driver for SSD1306 displaysde ThingPulse per fer servir la pantalla OLED. (versió provada: 4.3.0)CayenneLPPd'ElectronicCats per encapsular la informació (versió provada: 1.3.0, té una dependència en la bibliotecaArduinoJson, cal instal·lar-la també)Adafruit BME280 Libraryde Adafruit per interactuar amb el sensor de temperatura, humitat i pressió (versió provada: 2.2.2, té una dependència en la bibliotecaAdafruit Unified Sensor, instal·lar-la també)IBM LMIC frameworkde Matthijs Kooijman per comunicar-nos amb el mòdul LoRa (versió provada: 1.5.1), veure nota més abaix.
Aquestes biblioques le teniu disponibles des del gestor de biblioteques de l'IDE d'Arduino (sota Esbós > Inclou la biblioteca > Gestiona les biblioteques...) excepte la darrera.
L'altra l'haurem d'instal·lar direcment des de l'arxiu ZIP ja que la disponible en el Gestor de Biblioteques no ens serveix. Per fer-ho anem a Esbós > Inclou la biblioteca > Afegeix una biblioteca .ZIP, la busquem en el nostre ordinador i la instal·lem.
El procés de configuració i instalació de dependències és automàtic amb PlatformIO. No has de fer res! :)
El primer que cal fer és configurar les dades per connectar-nos a TTN. Duplica l'arxiu credentials.sample.h amb el nom credentials.h i edita'l introduint-hi les dades apropiades segons el backend the TTN.
Primer ens assegurarem que tenim la placa conectada via USB a l'ordinador. Anirem a Eines > Placa: "..." i seleccionarem la placa anomenada ESP32 Dev Module si no ho hem fet ja. Després sota la opció Eines > Port... ens assegurarem que està seleccionat el port de comunicació on tenim la placa. Normalment només hi haurà un, o sigui que serà fàcil saber quin és.
El primer botó de la botonera de l'IDE d'Arduino ens permet "compilar" el programa. Aquí podrem si tot està bé, si no hi ha errors en el codi o dependències no complertes. Si tot va bé mostrarà el missatge "Compilat".
Després ja podem pujar el codi a la placa fent servir el segon botó de la botonera de l'IDE. Si tot va bé mostrarà el missatge "Pujat". Aleshores podrem obrir el monitor sèrie (el botó més a la dreta de la botonera) i veure els missatges de la placa.
Funciona?
Les darreres versions de ESP32 amb LMIC dóna un problema a l'hora de compilar:
/home/xose/.arduino15/packages/esp32/tools/xtensa-esp32-elf-gcc/gcc8_4_0-esp-2021r2/bin/../lib/gcc/xtensa-esp32-elf/8.4.0/../../../../xtensa-esp32-elf/bin/ld: /home/xose/.arduino15/packages/esp32/hardware/esp32/2.0.2/tools/sdk/esp32/lib/libpp.a(hal_mac.o): in function `hal_init':
(.text.hal_init+0xb4): multiple definition of `hal_init'; libraries/IBM_LMIC_framework/hal/hal.cpp.o:/home/xose/Arduino/libraries/IBM_LMIC_framework/src/hal/hal.cpp:259: first defined here
collect2: error: ld returned 1 exit status
exit status 1
Per solucionar el problem cal modificar lleugerament el codi de la biblioteca "IBM LMIC framework". Primer caldrà localitzar la llibreria. Per fer-ho anirem a Fitxer > Preferències i anotarem el directori que consta sota la opció Ubicació de l'Sketchbook. A continuació obrirem un gestor d'arxius i buscarem aquest arxiu a partir del directori anterior:
<sketchbook>/libraries/IBM_LMIC_framework/src/lmic/config.h
Obrim l'arxiu amb un editor de text pla i afegim la línia #define hal_init LMICHAL_init després del primer #define, ha de quedar així:
#ifndef _lmic_config_h_
#define _lmic_config_h_
#define hal_init LMICHAL_init
// In the original LMIC code, these config values were defined on the
// gcc commandline. Since Arduino does not allow easily modifying the
// compiler commandline, use this file instead.
#define CFG_eu868 1
(...)
Desem i provem de compilar de nou, el problema hauria de desapareixer.
Per compilar i pujar el codi fent servir PlatformIO només cal escriure: pio run -t upload. Fàcil, no?
Copyright (C) 2021-2022 by Xose Pérez (@xoseperez)
This code is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
This code is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU Lesser General Public License for more details.
You should have received a copy of the GNU General Public License along with this code. If not, see http://www.gnu.org/licenses/.