LoRaWAN com Arduino e The Things Network

Em um mundo cada vez mais conectado, soluções de baixa potência e longo alcance são essenciais para levar dados de sensores a locais remotos e inóspitos. A tecnologia LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) surge como resposta a esse desafio, permitindo que dispositivos IoT transmitam pequenas quantidades de informação por vários quilômetros consumindo apenas frações de energia.

Materiais Necessários

Diagrama de Conexões

txtCopiarEditarArduino Uno                  SX1276 RFM95W
───────────                  ─────────────
5 V (5V)  ───────────▶ VCC
GND       ───────────▶ GND
D10       ───────────▶ NSS (Chip Select)
D11 (MOSI)┼─────────▶ MOSI
D12 (MISO)┼─────────▶ MISO
D13 (SCK) ┼─────────▶ SCK
D2        ───────────▶ DIO0 (Interrupt)

Nota: o pino DIO0 do módulo SX1276 sinaliza quando uma transmissão ou recepção está completa.

Configuração no The Things Network

1. Acesse https://console.thethingsnetwork.org/ e crie uma conta.
2. Crie um Application → dê um nome (ex.: “EstacaoLoRa”).
3. Dentro do Application, registre um Device:
   • Device ID: node-arduino-uno
   • Device EUI, App EUI e App Key: gere automaticamente ou insira as chaves que preferir.
4. Anote as credenciais:
   • devEUI, appEUI, appKey.

Código-fonte no Arduino IDE

1. Instale a biblioteca MCCI LoRaWAN LMIC via Library Manager.
2. Substitua as chaves do TTN no sketch abaixo.

cppCopiarEditar#include <lmic.h>
#include <hal/hal.h>
#include <SPI.h>

// Credenciais TTN (7 hexadecimais cada)
static const u1_t PROGMEM DEVEUI[8] = { /* copie seu devEUI */ };
static const u1_t PROGMEM APPEUI[8] = { /* copie seu appEUI */ };
static const u1_t PROGMEM APPKEY[16] = { /* copie sua appKey */ };

// Pinos SX1276 conforme diagrama
const lmic_pinmap lmic_pins = {
  .nss  = 10,
  .rxtx = LMIC_UNUSED_PIN,
  .rst  = LMIC_UNUSED_PIN,
  .dio  = {2, LMIC_UNUSED_PIN, LMIC_UNUSED_PIN},
};

void os_getDevKey(u1_t* buf)   { memcpy_P(buf, APPKEY, 16); }
void os_getArtEui(u1_t* buf)   { memcpy_P(buf, APPEUI, 8); }
void os_getDevEui(u1_t* buf)   { memcpy_P(buf, DEVEUI, 8); }

void onEvent(ev_t ev) {
  Serial.print(os_getTime());
  Serial.print(": Evento LMIC ");
  Serial.println(ev);
  if (ev == EV_TXCOMPLETE) {
    Serial.println("Envio completo");
    // Agendar próxima transmissão em 60 s
    os_setTimedCallback(&sendjob, os_getTime()+sec2osticks(60), do_send);
  }
}

static osjob_t sendjob;

void do_send(osjob_t* j) {
  // Exemplo de payload: valor fixo simulando sensor
  static uint8_t payload[2] = {0x01, 0x02};
  LMIC_setTxData2(1, payload, sizeof(payload), 0);
  Serial.println("Pacote enviado");
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);

  // Inicializa LMIC
  os_init();
  // Desabilita link-check para usar ABP/OTAA simples
  LMIC_reset();
  do_send(&sendjob);
}

void loop() {
  os_runloop_once();
}

Como funciona:

• OTAA (Over-The-Air Activation) conecta o dispositivo ao TTN usando devEUI, appEUI e appKey.
• do_send() monta um payload e envia a cada 60 s.
• onEvent() trata eventos de envio e agenda novos envios.

Teste e Monitoramento

1. Após subir o código, abra o Monitor Serial (9600 bps) e observe: makefileCopiarEditar0: Evento LMIC EV_JOINING … 5: Evento LMIC EV_TXCOMPLETE Pacote enviado
2. No Console da TTN → Application → Data, você verá os uplinks chegando com payload em hex.

Próximos Passos

• Adicionar Sensor: integre DHT22, BMP280, etc., para enviar dados reais em vez de valores fixos.
• Gateway Privado: monte um gateway Raspberry Pi + concentrador LoRa para maior controle.
• Dashboard: consuma os dados via MQTT/HTTP e crie gráficos em Node-RED ou React.
• ABP: se preferir, use Activation By Personalization em vez de OTAA.

Com este projeto, você aproveita a tecnologia LoRaWAN e a rede The Things Network para conectar seus sensores a um backend global, tudo com componentes disponíveis em https://www.saravati.com.br/.