서론
LoRa 기반 스마트팜 프로젝트 중, IoT 기기를 만드는 역할을 맡았습니다.
쉽게 말해 하드웨어를 제가 맡게 되었습니다.
요구조건
회의를 통해 제가 만들 기기의 요구 조건이 다음과 같이 정해졌습니다.
- Node는 센서, 엑츄에이터가 장착될 수 있음
- 센서는 온습도센서, 토양EC센서, 토양PH센서 등이 장착됨
- 센서는 일회용 배터리로 가동되며, 최대한 오래 작동해야함
- 엑츄에이터로 농업용 모터(24VDC/220VAC)를 주로 제어함
- 엑츄에이터는 주로 상전(220VAC)에 연결됨
- Node와 연결되는 Gateway의 커버리지는 3km 이상
- 모터등과의 전자파 간섭 내성이 있어야함
농업용 모터로는 비닐하우스 개폐에 사용되는 24VDC 모터와 관수 펌프 등에 사용되는 220VAC 모터를 타겟 으로 정했습니다.
센서로 온습도 센서, PH센서, EC센서를 사용하기로 했습니다.
IoT 네트워크 부품 선정
Iot 네트워크로 다음과 같은 이유로 LoRaWAN을 사용하기로 했습니다.
- 넓은 커버리지 (10Km 이상)
- 에너지 친화적
- 확장성, 보안성이 뛰어남
- 적절히 공개되어있는 소스코드
사용할 LoRaWAN Node Device로는 RAK11300 을 사용하기로 했습니다.
RAK11300 WisDuo LPWAN Module
RAK11300 LoRa/LoRaWAN module is based on the Raspberry Pi RP2040 chip and SX1262 RF transceiver. It provides an easy to use, small size, low-power solution for long range wireless data applications.
WisBlock/examples/RAK11300 at master · RAKWireless/WisBlock
Quickstart, tutorials and examples for the RAKwireless WisBlock product line. - WisBlock/examples/RAK11300 at master · RAKWireless/WisBlock
RAKWireless- 라지베리파이 피코 MCU (RP2040) 기반
- 예제 소스 코드 공개
- 한국 오픈 주파수 대응 가능
- 아두이노 코드 사용 가능
- 모듈 하나로 LoRa 통신과, GPIO제어 가능
LoRaWAN Gateway로는 RAK2287 + Rasberry PI 4 를 사용하기로 했습니다.
RAK2287 WisLink LPWAN Concentrator Datasheet
Provides comprehensive information about your RAK2287 WisLink LPWAN Concentrator to help you use it. This information includes technical specifications, characteristics, and requirements, and it also discusses the device components.
- 오픈소스 LoRaWAN 네트위크 서버 Chirpstack 사용 가능
- 라지베리파이 쉴드와 결합해서 사용 가능
- 한국 오픈 주파수 대응 가능
문제점
RAK11300 은 HC-06 블루투스 모듈처럼 브레이크아웃 보드로 파는곳이 없었습니다.
RAKWireless 에는 RAK11310 이라는 사용하기 편리한 모듈을 판매하지만, 이건 한국에서 판매하는 곳이 없었습니다.
그래서 공개된 RAK11310 회로를 PCB로 주문해서 붙여서 사용하기로 결정 했습니다.
RAK11310 WisBlock LPWAN Module Datasheet
Provides comprehensive information about your RAK11310 to help you use it. This information includes technical specifications, characteristics, and requirements, and it also discusses the device components.
