Hola a todos como este curso hace parte de la carrera de IoT quiero compartir con ustedes un diseño de un nodo con tecnología de bajo consumo y área extensa, como lo es LoRa. Una de las tecnologías LPWAN que cuenta con grandes ventajas para proyectos de Internet de las Cosas. El fin de este mini proyecto es explicar el diseño de una PCB para manejar el modulo RN2903 de microchip, uno de los más usados desde hace años para usar modulación Lora. Por otro lado, decidí integrar la placa de STM32F103C8T6 en la board Blue Pill, ya que tiene mucho mas recursos que un arduino o su, también tiene su versión sin placa solo el chip, permite ser programado en c++, se maneja con 3.3V al igual que el RN2903 y tiene un muy buen precio en tiendas en linea.
En el datasheet del RN2903 encontre que tiene dos maneras de usar, una es su programación directa usando el IDE de microchip, la otra manera es enviando comandoS mediante interfaz serial asíncrona para usar cualquier tipo de microcontrolador o desde un computador con un modulo serial a USB.
Lo primero que se debe hacer es buscar es buscar o hacer el esquemático y el footprint de los dispositivos que vamos a usar. El RN2903 lo encontre el Ultra Librarian, mientras que el Blue Pill tuve que buscarlo en github pero acá están los enlaces para que los tengan.
La manera en que funcionará el RN2903 será con un microcontrolador externo conectado a la interfaz serial, sin embargo en la PCB se hará salidas con conectores para que se pueda programar directamente. Los pines que permiten la programación directa son:
La placa Blue Pill tiene una ventaja enorme con respecto a otros microcontroladores, esta puede ser alimentada con cable micro usb. De tal manera que tiene una salida de 5 V y 3.3 V. Así trabaje a 3.3 V tiene pienes tolerantes a 5V, de esta manera se puede usar dispositivos que trabajen a 5V como un Ultrasonido sin tener riesgo de dañar el STM32 y a su vez controlar dispositivos a 3.3V con el RN2903. La conexión entre el RN290 con Blue Pill es la siguiente manera:
El RN2903 para tener un rango amplio debe conectarse con una antena de 915 MHz, asi que el pin RF(23) se conecta a un conector SMA hembra horizontal (El modelo esta en la librerias por defecto, el esquematico es un conector coaxial Conn_Coaxial) . Entonces se importan los modelos del RN2903, los de el Blue Pill y unos led´s de apoyo y salidas para unos Ultrasonios, se conecta todo y se tiene el siguiente esquemático:
Se generan las rutas y luego se agregan los footprint. Lo mas recomendable es añadir los footprints y librerías adicionales únicamente del proyecto.
Se cargan los componentes al PSB Layout Editor y luego se ponen los modelos 3d de cada componente con el siguiente proceso.
Se realiza las conexiones de forma manual y se ponen los planos de tierra, obteniendo:
Con los componentes en 3D se tiene:
Listo solo se hacen falta generar los .gerber y ya esta Archivos. Ya tienes tienes el diseño de nodo para una Aplicación IoT con LoraWAN, en este enlace encontraras información sobre como controlar el RN2903 con una interfaz serial.Manual
Por otro lado, para comunicar este nodo con Internet necesitas un Gateway LoraWAN, puedes encontrar mucha información para hacer uno con Rasberry Pi o comprarlo directamente a las empresas de la Alianza Lora. Si quieres diseñar tu propio servidor para mostrar o procesar información que envian los los nodos te recomiendo usar una plataforma llamada Loriot, esta tiene integrado un servidor MQTT y un sistema de seguridad para los nodos y gateway. Entonces creas configuras para que reciba los mensajes que envía el Gateway y los envié hacia tu servidor con haciendo una petición POST con la información. En el curso de Node JS haré una guia sobre esto.
