LoRa, KPN en The Things Network met ATtiny85 en RN2483

Een Microchip RN2483 is een degelijke, door de LoRa Alliance gecertificeerde manier om verbinding te maken met een LoRaWAN gateway van KPN of The Things Network. En als het de bedoeling is om af en toe sensorwaarden naar het internet te sturen dan heb je niet veel extra’s nodig. De RN2483 is een SoC dat bestaat uit een Semtech SX1276 LoRa zendontvanger en een Microchip PIC18LF46K22 microcontroller. Deze laatste heeft mogelijkheden genoeg om een sensorwaarde in te lezen, maar om de certificering in stand te houden heeft Microchip ervoor gekozen het lastig te maken om de PIC18LF46K22 te laten herprogrammeren of aan te vullen met extra programmatuur. Maar geen paniek: met een Atmel ATtiny85 kan het ook. Totale kosten van zo’n setje: 20 euro.

In het schema hierboven is een RN2483 met enkele lijnen (GND, RX, TX, RESET) verbonden met de ATtiny85 microcontroller. Beide worden gevoed door een CR2016 knoopcel. Voor de gelegenheid is de RN2483 voorzien van een draadantenne van 8,2 cm, wat voldoende is voor een reikwijdte van een kilometer. De ATtiny85 maakt gebruik van pennen 1 en 3 om de RN2483 serieel aan te sturen en pen 7 om de RN2483 module te herstarten. In de sketch hieronder is het principe weergegeven:

#include 

#define rxPin 4
#define txPin 5
#define rn2483Reset 2

SoftwareSerial rn2483(rxPin, txPin);

byte crlf[2] = {0x0D,0x0A};         // Used to terminate RN2486 commands

void sendCommand(String cmd) {
  rn2483.print(cmd);
  rn2483.write(crlf, 2);
  delay(1000);
}

String getResponse() {
  String response = "";

  while (!rn2483.available()) { // Linger here while no response
  } // Might be better to create a timeout after a few seconds

  while (rn2483.available()) {
    response = response + char(rn2483.read());
  } 
  response = response + "";
  response.trim();
  return response;
}

int initLoRa() {
  String response;
  int code = -1;
  
  sendCommand("mac join otaa"); 
  response = getResponse();
  
  if (response == "ok") {
    code = 0;
    delay(6000);
    response = getResponse();
    if (response == "accepted") {
      // There. A valid LoRa connection
      code = 1;
    } else {
      // Denied. Either no free channels or something else
      code = 2;
    }
  } else {  // not ok
    // Not a wanted response. Something with the hardware
    // We might want to throw a panic here
    code = 3;
  }  
  return code;
}

void setup() {
  pinMode(rn2483Reset, OUTPUT);
  digitalWrite(rn2483Reset, false); // Reset
  delay(100);
  digitalWrite(rn2483Reset, true); // Not reset
  delay(2500);
  rn2483.begin(57600);
  while (!rn2483) {
    delay(100);
  }
  initLoRa();
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:

}

Het solderen van montagedraden aan een RN2483 is nog niet zo eenvoudig, maar met een soldeerbout met een fijne punt moet het lukken. Het aansturen van de kick-ass PIC18LF46K22 door een ATtiny85 is zoiets als een Tesla model S laten starten met een accu van een lelijke eend, maar LoRaWAN is dan ook niet bedoeld voor iets omvangrijkers dan waar een ATtiny85 toe in staat is.