RAK2243 (RAK2245) Pi HAT Edition EU433

Плата расширения RAK2243 Pi HAT Edition — это самый крупный по габаритам модуль беспроводной связи Lora в семействе RAK2243. Он выполнен в форм-факторе безумно популярной одноплатной вычислительной платформы Raspberry Pi, полностью с ней совместим благодаря наличию стандартного для неё 40-контактного коммуникационного разъёма. Модуль расширения RAK2243 Pi HAT Edition легко устанавливается поверх платы одноплатного компьютера Raspberry Pi. Он отлично сочетается с моделью Raspberry Pi 3B+, обеспечивая функционал радиочастотного интерфейса шлюза. Поддерживает до восьми каналов и работает в диапазоне EU433 безлицензионного глобального частотного диапазона LoRaWAN. Плата RAK2243 построена на чипе Semtech SX1301, для наилучшей производительности оснащена теплоотводящим радиатором, и дополнена GPS-приёмником. LoRa-концентратор RAK2243 Pi HAT Edition является одним из налучших современных и экономически эффективных решений для сборки самодельных шлюзов на основе Raspberry Pi. Концентратор LoRa может быть частью инновационных проектов по созданию умных сетей, интеллектуальных ферм или других, самых разнообразных IoT-приложений. А также участвовать в производстве малосерийной продукции, встраиваемой в иные разработки.

Ключевые особенности

• Дизайн RAK2243/RAK2245 Pi HAT разработан для совместимости с платформой Raspberry Pi
• Встроенный GPS-модуль Ublox MAX-7Q и теплоотводящий радиатор
• Радиочастотный процессор SX1301, эмулирующий 49 х Lora демодуляторов, 10 параллельных путей демодуляции, поддержка до 8 каналов UpLink / 1 канала DounLink
• 2 входных РЧ блока SX125X TX/RX для высокой/низкой частоты
• Поддержка 5-вольтового питания, встроенная схема преобразования уровней напряжения
• Мощность передатчика (Tx) до 27дБм, чувствительность приёмника (Rx) до -139дБм с коэффициентом расширения SF12, ширина канала (Bandwidth) 125кГц
• Совместимость со спецификацией LoRaWAN 1.0.2
• Поддержка глобального безлицензионного диапазона EU433

Технические характеристики

• Питание: 3.3В или 5В
• Рабочее напряжение: 3.3В
• Энергопотребление
• Передача сигнала (режим активного Tx): 336 мА
• Приём сигнала (режим активного RX): 360 мА
• Частотный диапазон: 433 МГц
• Тип модуляции: FSK/LoRa
• Интерфейс программный: SPI, UART, I2C
• Интерфейс Антенна: 2 разъёма uFL iPEX для антенн LoRa и GPS
• Размеры: 65 х 56 х 22 мм
• Рабочая температура: -40°C ~ +85°C
• Комплектация
• RAK2243 (RAK2245) WisLink LPWAN LoRa Pi Hat EU433 модуль х 1шт
• iPEX GPS антенна х 1шт
• iPEX LoRa антенна х 1шт
• Набор стоек и винтов х 1 комплект

Внешний вид платы LoRa-концентратора RAK2243 (RAK2245)

 

Блок-схема RAK2243 (RAK2245) Pi HAT

 

Интерфейс

Цифровая микросхема основной полосы частот SX1301 содержит десять (10) программируемых каналов приема. Эти пути имеют разные уровни программируемости и допускают различные варианты использования. Важно понимать различия между путями демодуляции, чтобы максимально использовать возможности системы.

Источник питания

Модуль RAK2243 (RAK2245) Pi Hat питается через выводы 5В или 3,3В.

Интерфейс SPI

В штыревом разъёме расположены выводы шины SPI прямого доступа к интерфейсу Sx1301 SPI. Любая целевая система может свободно использовать существующий интерфейс SPI для связи с модулем.

Интерфейсы UART и I2C

Шины передачи данных UART и I2C также выведены на 40-контактный разъём. Аналогично шине SPI, они предоставляют прямой доступ к модулю GPS. Генератор импульсов 1PPS внутренне подведён к SX1301 и собственного вывода не имеет.

Цифровые входы/выходы общего назначения

Существует 2 цифровых пользовательских вывода, выполняющие функции сброса модуля GPS или его перехода в режим ожидания (standby mode).

Примечание. После включения RAK2243 (RAK2245) Pi HAT, SX1301 может быть сброшен с помощью вывода 11.

Индикация событий

Плата концентратора LPWAN RAK2243 (RAK2245) укомплектована тремя зелёными светодиодами, информирующими статус питания и активность шины UART.

Антенный РЧ интерфейс

В модуле предусмотрены два РЧ-разъёма для LoRa и GPS, представляющие собой стандартные коннекторы UFL (Hirose U.FL-R-SMT). Поддерживая эфирную передачу (Tx) и приём (Rx), формируют антенный интерфейс. Импеданс обоих разъёмов 50 Ом.

Функциональное назначение выводов (распиновка)

40-контактный разъём модуля RAK2243 (RAK2245) Pi HAT расположен с нижней (обратной) стороны несущей платы. В диаграмме и таблице содержатся описания и нумерация каждого вывода.

 

 

Вывод	Имя вывода	Описание
1	3.3V	Напряжение питания 3.3В
2	5V	Напряжение питания 5В
3	SDA	Линия SDA шины I2C, подключена к I2C модуля GPS
4	5V	Напряжение питания 5В
5	SCL	Линия SCL шины I2C, подключена к I2C модуля GPS
6	GND	Заземление
7	NC	Нет подключения
8	UART_RXD	Должен быть подключен к UART_TXD микрокомпьютера Raspberry Pi. Вывод внутренне соединён с UART_RXD модуля GPS
9	GND	Заземление
10	UART_TXD	Должен быть подключен к UART_RXD микрокомпьютера Raspberry Pi. Вывод внутренне соединён с UART_TXD модуля GPS
11	RESET	Сброс SX1301 (GPIO17 Raspberry Pi)
12-13	NC	Нет подключения
14	GND	Заземление
15-16	NC	Нет подключения
17	3.3V	Напряжение питания 3.3В
18	NC	Нет подключения
19	SPI_MOSI	Должен быть подключен к SPI_MOSI микрокомпьютера Raspberry Pi. Вывод внутренне соединён с SPI_MOSI чипа SX1301
20	GND	Заземление
21	SPI_MISO	Должен быть подключен к SPI_MISO микрокомпьютера Raspberry Pi. Вывод внутренне соединён с SPI_MISO чипа SX1301
22	NC	Нет подключения
23	SPI_CLK	Должен быть подключен к SPI_CLK микрокомпьютера Raspberry Pi. Вывод внутренне соединён с SPI_CLK чипа SX1301
24	SPI_CS	Должен быть подключен к SPI_CS микрокомпьютера Raspberry Pi. Вывод внутренне соединён с SPI_CS чипа SX1301
25	GND	Заземление
26	NC	Нет подключения
27	ID_SD	Линия SDA шины I2C идентификационного чипа памяти EEPROM (HAT ID)
28	ID_SC	Линия SCL шины I2C идентификационного чипа памяти EEPROM (HAT ID)
29	NC	Нет подключения
30	GND	Заземление
31-32	NC	Нет подключения
33	RESET_GPS	Вывод сброса модуля GPS (GPIO13 Raspberry Pi)
34	GND	Заземление
35	STANDBY_GPS	Вывод режима ожидания модуля GPS (GPIO19 Raspberry Pi)
36-38	NC	Нет подключения
39	GND	Заземление
40	NC	Нет подключения

 

Физические размеры, мм

 

Программное обеспечение

1. Raspbian OS для RAK2245 Pi HAT Raspberry Pi 3B+ и 4 V4.2.5R (zip-архив)

Техническая документация

1. RAK2245 PiHAT Руководство пользователя V1.2 (англ., PDF)

Полезные ссылки

1. Ресурс с руководством по настройке RAK2245 Pi HAT (ссылка)
2. Ресурсы с открытым исходным кодом на GitHub здесь и здесь.