Proyecto MicroIDD-LoRa
Ficha
2019
I+D
Encore-lab
Gateways, Nodos, Shield.
Descripción del proyecto
La tecnología LoRa (Long Range) es relativamente novedosa. Los primeros chips datan de 2013. LoRa es propiedad de Semtech, por lo que la mayoría de los chips están diseñados y fabricados por Semtech. Únicamente existen otros dos modelos distintos desarrollados por Microchip, el SAM R34/R35 y RN2483/RN2903, siendo el primero un conjunto de chip de LoRa con microcontrolador y diversas formas de conexión y el segundo un chip que incorpora LoRaWAN directamente.
Por otro lado, existen chips preparados específicamente para funcionar como gateways. Están desarrollados por Semtech, y hay dos modelos distintos SX1301 y SX1308 diferenciados en el rango de temperatura de trabajo. Estos chips necesitan obligatoriamente el empleo de uno o más chips de RF (radio frecuencia) que se venden por separado (SX1255, SX1257 y SX1268).
En cuanto a shields de comunicación completos hay mayor variedad. Además de los kits de desarrollo ofrecidos por Semtech, también hay shields preparados para Arduino, para raspberry o aquellos que incluyen un microprocesador en el mismo chip.
El objetivo del estudio fue la creación de un protocolo propio basado en la tecnología LoRA que permitiese consumos energéticos inferiores a los que se habían conseguido hasta ese momento por los protocolos existentes y estandarizados por los fabricantes.
Este consumo energético elevado reducía la vida útil de las baterías de los dispositivos que debían operar autónomamente.
Respuesta de Encore-Lab
Al inicio del proyecto se realizó un estudio de la tecnología LoRa.Después se realizó una comparativa entre los distintos chips de LoRa disponibles en el mercado, tanto los chips transductor como los preparados específicamente para funcionar como gateway.
Tras haber seleccionado el chip de LoRa se dio comienzo a la fase de diseño de la PCB. Es extremadamente importante realizar un buen diseño del shield.
Se añadió un shield EMI de protección para evitar la emisión indeseada de radiofrecuencia, el ruteo de determinadas vías de forma alternativa o cambios puramente estéticos como la posición y tamaño de los identificadores de cada elemento.
Resultados
Las innovaciones aportadas por el proyecto han sido las siguientes:
- Desarrollo de protocolo propietario para la transmisión de poca cantidad de información
- Ahorro sustancial del consumo energético de los dispositivos, permitiendo vidas útiles hasta de 10 años, algo impensable hasta la fecha
- Reducción del número de ciclos de recarga en las estaciones con panel solar y reducción del tamaño de este
El desarrollo del nuevo protocolo ha permitido a Encore Lab conectar sus estaciones agroclimáticas Mini a estaciones Cesens V2, de forma que se crea una red conjunta. La ventaja es que con solamente una estación V2 que se conecte con GSM es posible cubrir un espacio mucho más amplio, conectando las estaciones Mini a través del nuevo protocolo desarrollado.
La estación Cesens V2 es la encargada de conectarse al servidor, y de esta forma se consigue, por un lado, un ahorro de costes y, por otro, un aumento en la vida útil de la batería.
