Chat con modulos LoRa E220-900T22D

Red de mensajería distribuida en el TecNM Campus Conkal

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Posteado por David.AC el 01-06-2025 a las 23:16
Categoria: Arduino
Realizado por: Amaya Cen David Eduardo , Baeza Grajales Pedro Emmanuel y Gonzalez Gamboa Edwin Gerardo

Presentación.

En este proyecto desarrollamos una red de comunicación tipo chat utilizando dispositivos LoRa E220-900T22D, conectados a terminales Arduino UNO mediante una protoboard. Cada integrante del equipo configuró su propio nodo para integrarse a la red y enviar mensajes de texto.

La actividad se llevó a cabo dentro de las instalaciones del Tec Campus Conkal, donde se probó exitosamente el sistema. Todos los equipos lograron establecer comunicación sin necesidad de internet ni redes Wi-Fi, únicamente mediante la transmisión LoRa punto a punto. Esto demostró la capacidad del sistema para funcionar de forma descentralizada, con cobertura suficiente para los espacios del campus.

El proyecto refleja una implementación básica pero funcional de una red de mensajería local basada en tecnología LoRa, ideal para entornos sin conectividad o aplicaciones de campo.

Funcionamiento.

El proyecto consistió en la implementación de una red descentralizada de mensajería, basada en módulos LoRa E220-900T22D conectados a microcontroladores Arduino Nano. Cada integrante del equipo construyó un nodo capaz de enviar y recibir mensajes de texto mediante comunicación por radiofrecuencia, sin depender de redes Wi-Fi o internet.

La comunicación se estableció en modo transparente, permitiendo que los mensajes enviados desde un nodo fueran recibidos simultáneamente por todos los demás. Para lograrlo, se configuraron los módulos en la misma frecuencia (900 MHz), canal (6) y velocidad de transmisión (9600 bps), utilizando el software oficial de EBYTE.

El flujo del sistema fue el siguiente: el usuario escribía un mensaje desde el Monitor Serial; el Arduino lo capturaba, le añadía una identificación (nombre del emisor) y lo transmitía por el módulo LoRa. Al recibirlo, los nodos destinatarios lo mostraban automáticamente en sus terminales seriales. Este proceso se repetía en ambos sentidos, habilitando una conversación abierta entre todos los participantes.

El uso de SoftwareSerial permitió manejar la comunicación simultánea con la PC y con el módulo LoRa, facilitando el envío en tiempo real. La arquitectura del sistema es escalable, ya que cualquier nuevo nodo que comparta la configuración puede integrarse a la red sin modificaciones adicionales.

Realización.

Materiales 

  • Laptop con Arduino IDE instalado

  • Módulo LoRa E220-900T22D

  • Protoboard

  • Adaptador USB a TTL HW-409

  • Cables jumper

  • Antena SMA 868/900/915 MHz

  • Arduino UNO

  • Software EBYTE E220 Config Tool V1.3

  • Programa CoolTerm

Realización 

El proyecto inició con la configuración de los módulos LoRa E220-900T22D utilizando un adaptador USB a TTL HW-409 para conectar físicamente cada módulo a una laptop. Esto permitió emplear el software EBYTE E220 Config Tool V1.3 para establecer los parámetros necesarios como el canal de comunicación, velocidad UART y modo de operación transparente, asegurando que los módulos estuvieran listos para intercambiar datos inalámbricos.

Previo a la integración con microcontroladores, se realizaron pruebas básicas de transmisión y recepción con el programa CoolTerm. Estas pruebas verificaron la comunicación entre nodos sin la intervención de un Arduino, confirmando la estabilidad y el correcto funcionamiento de los módulos.

Una vez confirmada la comunicación, se procedió al montaje con Arduino UNO. Cada nodo se armó sobre un protoboard, usando cables jumper para conectar el módulo LoRa con el Arduino. Los pines RXD y TXD del módulo se conectaron a los pines digitales 2 y 3 del Arduino respectivamente, mientras que los pines M0 y M1 del LoRa se enlazaron a tierra (GND) para activar el modo de transmisión y recepción.

Para mejorar la calidad de la señal y el alcance dentro del TecNM campus Conkal, se acopló una antena SMA compatible con frecuencias a cada módulo LoRa. Esto permitió establecer una red robusta y confiable a través de distintos edificios.

Finalmente, la programación se realizó en el entorno Arduino IDE, donde se cargó el código que, junto con la librería EBYTE, gestionó la comunicación serial entre el Arduino UNO y el módulo LoRa. La interacción se realizó mediante el Monitor Serial de la laptop, facilitando el envío y la recepción de mensajes de texto entre nodos de forma inalámbrica.

 

Programación.

#include

// SoftwareSerial(RX, TX)

SoftwareSerial lora(2, 3); // Lora RX -> D2, TX -> D3

void setup() {

  Serial.begin(9600);      // Comunicación con PC (monitor serial)

  lora.begin(9600);        // Comunicación con LoRa

  pinMode(4, INPUT);       // AUX (opcional)

  Serial.println("Arduino Nano listo. Escribe un mensaje.");

}

void loop() {

  // Leer mensaje desde la PC

  if (Serial.available()) {

    String mensaje = Serial.readStringUntil(' ');

    String completo = "Diego Yam: " + mensaje;

    lora.println(completo);  // Enviar por LoRa

    Serial.println("Enviado por LoRa: " + completo);

  }

  // Leer mensaje recibido por LoRa

  if (lora.available()) {

    String recibido = lora.readStringUntil(' ');

    Serial.println("Recibido por LoRa: " + recibido);

  }

}

Utilización.

Con el circuito ya ensamblado y el módulo LoRa conectado al Arduino UNO, se procede a establecer la comunicación con la computadora mediante el convertidor USB . Asegurando que los pines RX y TX estén bien conectados y los pines M0 y M1 a GND, el módulo opera en modo de transmisión normal.

En el entorno de desarrollo Arduino IDE, se selecciona el puerto COM correspondiente al Arduino UNO. Luego, se abre el monitor serial y se ajusta la velocidad de transmisión a 9600 baudios, lo cual es esencial para una comunicación estable con el módulo LoRa.

Una vez configurado el entorno, el sistema está listo para enviar mensajes. El usuario puede escribir cualquier texto desde el monitor serial; el microcontrolador lo recibe, antepone automáticamente la etiqueta "Edwin: " al contenido, y lo envía al módulo LoRa mediante la interfaz UART simulada.

"El nombre se le agrega informando que persona o desde donde esta transmitiendo el mensaje"

El mensaje es transmitido inalámbricamente a todos los módulos que operan en el mismo canal, los cuales lo mostrarán en sus respectivas terminales seriales. Así, cada participante en la red puede visualizar los mensajes con su correspondiente identificador de origen, facilitando una comunicación clara en tiempo real entre dispositivos distribuidos sin depender de Internet.

Este procedimiento permite validar la red y demostrar su funcionalidad básica en aplicaciones rurales o educativas.

DIRECCIONES DE TODOS LOS NODOS CON LOS METROS RECEPCIONADOS 

Nodo A a 0 metros (en el taller)

Nodo B a 24 metros Ubicacion edificio B

Nodo C en el edificio C a 70 metros del edificio A

El ultimo nodo fue en el edificio S ubicado a 208 metros del A 

 

 

Conclusiones.

 Amaya Cen David Eduardo
La experiencia con el módulo LoRa E220-900T22D permitió comprender de forma práctica cómo se implementan redes de comunicación inalámbrica de largo alcance. La configuración de los parámetros y el montaje físico evidenciaron la importancia de una correcta integración entre hardware y software. Este proyecto demostró que la tecnología LoRa puede ser una solución eficiente para entornos donde no existe conectividad Wi-Fi o celular.

 Baeza Grajales Pedro Emmanuel
Durante el desarrollo del sistema de mensajería con Arduino UNO y LoRa, se reafirmó el valor de la comunicación serial y la correcta utilización de herramientas como el EBYTE Config Tool y CoolTerm. La implementación exitosa evidenció cómo, con componentes accesibles, es posible diseñar sistemas robustos de transmisión de datos entre nodos, lo cual puede tener aplicaciones directas en entornos rurales o agrícolas.

 González Gamboa Edwin Gerardo
La integración del módulo LoRa con Arduino ofreció una visión clara de cómo se puede construir una red descentralizada y funcional sin depender de infraestructura compleja. El poder visualizar los mensajes en tiempo real entre dispositivos permitió validar la funcionalidad y estabilidad de la red. Esta tecnología representa un avance clave para proyectos de IoT orientados a eficiencia y autonomía.

Referencias.

EBYTE. Official documentation. Recuperado de https://www.ebyte.com

Arduino. Arduino IDE. Recuperado de https://www.arduino.cc/en/software

Meier, R. CoolTerm – Serial communication for Windows, macOS, and Linux. Recuperado de https://freeware.the-meiers.org

EBYTE. EBYTE E220 Config Tool V1.3 [Software]. Recuperado de https://www.ebyte.com

EBYTE. Datasheet E220-900T22D. Recuperado de https://www.ebyte.com/en/module-data-transmission/E220-900T22D.html

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