https://github.com/medialabuniovi/iot_airquality_drone
LoRa mini air quality drone onboard station
https://github.com/medialabuniovi/iot_airquality_drone
cubecell drone heltec iot lora lorawan lpwan sensor
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LoRa mini air quality drone onboard station
- Host: GitHub
- URL: https://github.com/medialabuniovi/iot_airquality_drone
- Owner: MediaLabUniovi
- License: gpl-3.0
- Created: 2023-12-09T12:44:12.000Z (over 1 year ago)
- Default Branch: main
- Last Pushed: 2024-10-22T22:22:50.000Z (7 months ago)
- Last Synced: 2025-03-31T01:03:08.148Z (about 2 months ago)
- Topics: cubecell, drone, heltec, iot, lora, lorawan, lpwan, sensor
- Language: C++
- Homepage:
- Size: 2 MB
- Stars: 3
- Watchers: 2
- Forks: 0
- Open Issues: 0
-
Metadata Files:
- Readme: README.md
- License: LICENSE
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README
[](./README.md) | [](./README_EN.md)
# MINI ESTACIÓN DE CALIDAD DEL AIRE CONECTADA POR LORA A BORDO DE UN DRONE
[](https://code.visualstudio.com/) [](https://platformio.org/)
## Proyecto basado en: [alexcorvis84/mini-lora-weatherstation](https://github.com/alexcorvis84/mini-lora-weatherstation)
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## Índice
- [Introducción](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#introducci%C3%B3n-leftwards_arrow_with_hook)
- [Características principales](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#-caracter%C3%ADsticas-principales-leftwards_arrow_with_hook-)
- [Lista de componentes](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#-lista-de-componentes-leftwards_arrow_with_hook-)
- [Lista de conexiones](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#-lista-de-conexiones-leftwards_arrow_with_hook-)
- [Flujograma (¡Simplificado!)](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#-flujograma-simplificado-leftwards_arrow_with_hook-)
- [Archivos de código](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#archivos-de-c%C3%B3digo-leftwards_arrow_with_hook)
- [Ejemplos consultados](https://github.com/medialablpwan/loraminiairqualitydroneonboardstation/blob/main/README.md#ejemplos-consultados-leftwards_arrow_with_hook)
- [Experimento de implementación](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#-experimento-de-implementaci%C3%B3n-leftwards_arrow_with_hook-)
- [Licencia](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#-licencia-leftwards_arrow_with_hook-)
- [Contacto](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#-contacto-leftwards_arrow_with_hook-)
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## Introducción [:leftwards_arrow_with_hook:](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#%C3%ADndice)
Como parte de mi Trabajo de Fin de Grado sobre drones y sensorización, en Medialab_ LPWAN, se me dio a conocer la tecnología de LoRaWAN. Con ella, entendí rápidamente el potencial de trabajar en un sensor de calidad de aire que montar en un drone de _long range_ para ser usado como plataforma móvil y medir a kilómetros de distancia atmósferas hostiles en caso de accidente donde fuese peligroso enviar a un equipo de personas. Como resultado, nació el sensor _on-board_ que os voy a mostrar como un nodo conectado por LoRa, sincronizable con [The Things Network](https://www.thethingsnetwork.org/), que montarle al drone que construí sin que la cobertura fuese un factor limitante.
En este repositorio, encontrarás todos los archivos y guías educativas necesarias para entender con totalidad e incluso tomarte la libertad creativa de mejorar este proyecto. Las carpetas y archivos han sido llamados con nombres que se explican a ellos mismos para hacer la navegación más intuitiva.
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Características principales [:leftwards_arrow_with_hook:](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#%C3%ADndice)
-
Desarrollado usando la HelTec CubeCell HTCC-AB01 (Una placa de muy bajo consumo con LoRa implementado y que soporta recarga con panel solar y gestión de batería)
-
Cambios realizados para añadirle, además, un sensor CCS811 (Sensor de partículas volátiles)
-
Carcasa a medida para encapsular todos los componentes a un tamaño similar al de la batería del drone (Envase + Recipiente)
> Ejemplo de ensamblaje:
> [!WARNING]
> Hacen falta seis tornillos M3 para fijar el ensamblado y dos bridas para ajustarlo al frame del drone
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Lista de componentes [:leftwards_arrow_with_hook:](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#%C3%ADndice)
| Componente | Modelo |
| ------------- | ------------- |
| Placa | [CubeCell HTCC-AB01](https://es.aliexpress.com/item/1005005164213870.html?spm=a2g0o.productlist.main.5.15a56dbeZ61KNC&algo_pvid=e097d9ae-f862-4bfa-968b-de8f8e1df81d&algo_exp_id=e097d9ae-f862-4bfa-968b-de8f8e1df81d-2&pdp_npi=4%40dis%21EUR%2118.31%2116.66%21%21%2119.30%21%21%40211b600d17021349784998863e33dc%2112000031936098658%21sea%21ES%210%21AB&curPageLogUid=9XVYaSeuxzMV) |
| Sensor atmosférico | [BME280](https://www.amazon.es/AZDelivery-GY-BME280-Sensor-Parent/dp/B082KL18WW) |
| Sensor de partículas volátiles | [CCS811](https://www.amazon.es/detecci%C3%B3n-di%C3%B3xido-carbono-Detecci%C3%B3n-CJMCU-811/dp/B0CM34TX8W/ref=sr_1_2?__mk_es_ES=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&crid=SBGE3X7XFR6Z&keywords=ccs811&qid=1702138660&s=industrial&sprefix=ccs81%2Cindustrial%2C96&sr=1-2) |
| Batería | [LiPo 1S 300mAh](https://www.amazon.es/EEMB-Bater%C3%ADa-pol%C3%ADmero-Recargable-Conector/dp/B09DPPP8ZV/ref=sr_1_20?__mk_es_ES=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&crid=21VQ5BJQGTSSQ&keywords=bater%C3%ADa+lipo+3.7v&qid=1702138720&sprefix=bateria+lipo+3.7v%2Caps%2C89&sr=8-20) |
| Carcasa | [A medida (archivo inlcuido)](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/tree/main/carc) |
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Lista de conexiones [:leftwards_arrow_with_hook:](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#%C3%ADndice)
| BME280 | CCS811 | LiPo | CubeCell |
| ------------- | ------------- | ------------- | ------------- |
| `SDA` | `SDA` | - | `SDA` |
| `SCL` | `SCL` | - | `SCL` |
| `VIN` | - | - | `VEXT` |
| `GND` | `GND` | - | `GND` |
| - | `VCC` | - | `VDD` |
| - | `WAK` | - | `GPIO0` |
| - | - | `Con Bat` | `Con Bat` |
> En una protoboard se ve de la siguienta forma:
> [!NOTE]
> Teniendo en cuenta que el programa hace uso del deep sleep de la CubeCell, el sensor BME280 se pone en sleep entre mensajes gracias a que el pin `VEXT` se puede gobernar (_HIGH/LOW_), mientras que el CCS811, por su uso de agentes químicos para obtener las medidas, se conecta al pin `VDD` _estático_ (incluso en deep sleep aporta corriente), y es el pin `GPIO0`,conectado al pin `WAK` del sensor, el que emite una señal digital (_HIGH/LOW_) el que lo echa a sleep
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Flujograma (¡Simplificado!) [:leftwards_arrow_with_hook:](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#%C3%ADndice)
```mermaid
graph TD;
A[Encender] -->|1| B(Conectarse a una red LoRaWAN)
B -->|2| C(Obtener las medidas de la batería y de los sensores BME y CCS)
C -->|3| D(Mandar los bytes a TTN)
D -->|4| E(Temporizar la tasa de transmisión de datos)
E -->|5| F(Ir a deep sleep)
F -->|6| B
```
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### Archivos de código [:leftwards_arrow_with_hook:](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#%C3%ADndice)
En esta sección, se da una descripción breve a cómo está distribuido el código entre los archivos en [`medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/main/src/`](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/tree/main/src), donde el código está disponible para flashear o editar:
- [`main.cpp`](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/src/main.cpp)
```C
/*
Algoritmo completo
*/
```
- [`credentials.h`](https://github.com/medialablpwan/lorawaterlevelmonitoring/blob/main/main/credentials.h)
```C
/*
Claves OTAA para sincronizarse en TTN
*/
```
Un análisis más en profundidad viene dado en el propio código ya que cada función está explicada con comentarios.
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### Ejemplos consultados [:leftwards_arrow_with_hook:](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#%C3%ADndice)
En esta sección se listan los ejemplos de código oficiales de HelTec usados para adaptar el proyecto original a los objetivos de éste y si han sido finalmente útiles:
- [x] [LoRaWAN _¡Hola, Mundo!_](https://github.com/HelTecAutomation/CubeCell-Arduino/blob/master/libraries/LoRa/examples/LoRaWAN/LoRaWan/LoRaWan.ino)
- [ ] [LoRaWAN CCS811](https://github.com/HelTecAutomation/CubeCell-Arduino/blob/master/libraries/LoRa/examples/LoRaWAN/LoRaWAN_Sensors/LoRaWan_CCS811/LoRaWan_CCS811.ino)
- [x] [LoRaWAN multisensor](https://github.com/HelTecAutomation/CubeCell-Arduino/blob/master/libraries/LoRa/examples/LoRaWAN/LoRaWAN_Sensors/LoRaWan_MultiSensor/include/prepareTxFrame.cpp)
- [ ] [LoRaWAN BMP280](https://github.com/HelTecAutomation/CubeCell-Arduino/blob/master/libraries/LoRa/examples/LoRaWAN/LoRaWAN_Sensors_ThirdParty/examples/LoRaWAN_BMP280/LoRaWAN_BMP280.ino)
- [x] [CCS811 Test (CCS811.h)](https://github.com/HelTecAutomation/CubeCell-Arduino/blob/master/libraries/SensorBasic/examples/CCS811/CCS811_test/CCS811_test.ino)
- [ ] [CCS Example (Adafruit_CCS811.h)](https://github.com/HelTecAutomation/CubeCell-Arduino/blob/master/libraries/Sensor_ThirdParty/examples/CCS811/CCS811_test/CCS811_test.ino)
- [x] [BME280 Example](https://github.com/HelTecAutomation/CubeCell-Arduino/blob/master/libraries/Sensor_ThirdParty/examples/BME280/bme280_example/bme280_example.ino)
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##
Experimento de implementación [:leftwards_arrow_with_hook:](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#%C3%ADndice)
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El ensamblaje final ha quedado de la siguiente manera:
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### Accede al panel de Grafana[^1] por medio de este código QR o el link de debajo:
.png)
http://4f566df1fed52c6e7fd5f661f64ae3eb.balena-devices.com:8080/d/1bwgnfzgk/heltec-cubecell-bme280-ccs811?orgId=1&from=now-30m&to=now&refresh=30s
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Licencia [:leftwards_arrow_with_hook:](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#%C3%ADndice)
Este proyecto está licenciado bajo la [GPL-3.0 license](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/LICENSE). Contiene código de [alexcorvis84/mini-lora-weatherstation](https://github.com/alexcorvis84/mini-lora-weatherstation)
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Contacto [:leftwards_arrow_with_hook:](https://github.com/medialablpwan/droneloraminiairqualitystation/blob/main/README.md#%C3%ADndice)
> [!IMPORTANT]
> Responderemos amablemente a dudas y leeremos sugerencias: [](mailto:[email protected])
>
> Más información sobre nuestras actividades: [](https://www.linkedin.com/groups/9298597/)
_
Autores: Daniel Rodríguez Moya, Iván Graña y el grupo de trabajo de MediaLab\_ LPWAN :shipit:
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[^1]: Instrucciones sobre como desplegar paneles de Grafana en el siguiente repo [`medialablpwan/documentacion`](https://github.com/medialablpwan/documentacion).