RAK3172 WisDuo Модуль LoRaWAN EU868 IPEX SMD

Набирающая популярность молодая и перспективная технология беспроводной связи LoRa функционирует в безлицензионных субгигагерцовых радиочастотных диапазонах, таких как 433 МГц, 868 МГц (Европа), 915 МГц (Северная Америка), и в ряде других территориальных зон, среди которых присутствуют Китай, Россия, Индия, Австралия, Корея и Азия). Технология LoRa подарила миру возможность передачи радиосигналов на большие расстояния, а это до 10 км и даже более в сельской местности, а также до 2 км в городских условия с высокой плотностью застройки. Обладая столь внушительными показателями дистанции, с учётом бюджетного ценового диапазона клиентского оборудования с низким энергопотреблением (менее 10 мкА), гораздо более эффективна в спектре IoT-решений по сравнению с повсеместно распространёнными аналогами WiFi и Bluetooth. Технология представлена двумя частями: LoRa (физический уровень), и LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) верхние уровни. LoRa - это технология физического уровня, использующая модуляцию с расширенным спектром частот (CSS). Это первая недорогая реализация CSS для коммерческого использования.

Технические характеристики

• Модель: RAK3172 WisDuo LoRaWAN Module (SKU:305045)
• Корпус: SMD
• Напряжение питания: 2.0В ~ 3.6В
• Энергопотребление в режимах
  • сна: 1.69 мкА
  • передачи (20 дБм): 87 мА
  • приёма: 5.22 мА
• Частотный диапазон: 868МГц (регион EU868)
• Стек протоколов LoRaWAN 1.0.3
• SoC-процессор: STM32WLE5CCU6
• Ядро: ARM 32-бит Cortex-M4 48МГц с интегрированным приёмо-передатчиком LoRa (аналог SX126x)
• 64 КБ оперативной памяти
• 256 КБ флеш-памяти с автокорректировкой битовых ошибок (ECC)
• Мощность LoRa-передатчика (Tx) до 22 дБм
• Чувствительность приёмника (Rx): до -148 дБм
• Коэффициенты расширения: SF5 - SF12
• Маломощная беспроводная система с шириной канала от 7.8кГц до 500кГц
• Модуляция: LoRa, (G)FSK, (G)MSK, BPSK
• Аппаратное шифрование: AES 256-бит
• Антенна: внешняя
• Антенный разъём: IPEX
• Периферийные интерфейсы: UART/I2C/ADC/SPI/SWD/GPIO
• Область РЧ-покрытия: более 15 км с оптимизированной антенной
• Поддержка ПО: RUI3, АТ команды
• Шаг между выводами: 1.0 мм
• Температурный диапазон: -40°C to +85°C
• Размеры: 15.5 x 15 x 2.6 мм

SMD-модуль RAK3172 — современное и сверхэкономичное решение в линейке продуктов WisDuo. В его основе использован инновационный программируемый чип STM32WLE5CC ARM Cortex-M4 48МГц с ультранизким энергопотреблением. В составе системы на одном кристалле (SoC) контроллера STM32WLE5, компанией STMicroelectroincs впервые в мире интегрировано собственное радио-решение, идейно позаимствованное у Semteсh SX126x, и целиком поддерживающее модуляцию LoRa для сетей дальнего радиуса LoRaWAN, а также модуляции (G)FSK, (G)MSK, и BPSK. В созданной производителем однокристальной системе STM32WLE5CC в наибольшей степени оптимизирован расход электроэнергии, доведённый до рекордно низкой отметки всего 1.69 мкА в режиме сна. Благодаря совершенно новой схеме энергопотребления, LoRa-система на чипе STM32 способна гораздо дольше продлевать жизнь умных IoT-устройств с автономным питанием. Приёмопередатчик RAK3172-E способен вещать в европейском диапазоне частот EU868, совместим с классами A, B и С спецификации LoRaWAN 1.0.3. Поддерживает коммуникационное соединение Точка-Точка (P2P, Poin to Point), виды активации LoRaWAN - ОТАА/АВР, настройку и управление текстовыми АТ командами по последовательной шине UART.

Блок-схема аппаратной части SMD-модуля RAK3172

Расположение и функциональное назначение выводов чипа RAK3172 LoRa EU868 SMD

Обновление ПО модуля RAK3172 WisDuo LoRa EU868 SMD

Модули RAK3172(L) и RAK3172(H) используют одну и ту же прошивку, автоматически определяющую вариант подключенного чипа. Обновление ПО для RAK3172 производится через последовательную шину UART2. В Разделе По представлено несколько файлов с прошивками RAK3172. Файл .bin содержит только код приложения RUI3, и обновляется через утилиту RAK DFU Tool. RAK3172 должен машинально входить в режим BOOT на этапе прошивки из RAK DFU Tool или WisToolBox. Если режим BOOT не инициализируется, следует дважды заземлить RESET (или дважды нажать кнопку сброса, если доступна) для принудительного запуска режима BOOT.

Файл. hex включает код загрузчика и код приложения RUI3, и загружается в RAK3172 из программы STM32CubeProgrammer (с удалением всех конфигураций в устройстве).

Для прочих микроконтроллерных хост-систем, работающих с устаревшим ПО RAK3172 версий 1.0.4 и ранее, не поддерживающих унифицированный интерфейс RUI3, разработана инструкция по переходу на ПО с новыми АТ командами, раскрывающая детальное различие между двух наборов АТ команд.

Физические размеры, мм

Программное обеспечение

1. Прошивка RAK3172(H) с кодом приложения RUI3 (.bin, 115200 бод)
2. Прошивка RAK3172(H) с загрузчиком и кодом приложения RUI3 (.hex, 115200 бод)
3. Устаревшая прошивка RAK3172 V1.0.4 без RUI3 (.zip, 9600 бод)
4. Инструмент обновления прошивки RAK DFU Tool

Техническая документация

1. Спецификация на контроллер STM32WLE5CC ARM Cortex-M4 48МГц (англ., PDF)
2. Референсная схема подключения модуля SMD RAK3172 WisDuo LPWAN
3. STM32CubeProgrammer руководство для модулей RAK
4. RAK3172 Руководство по переходу на прошивку с АТ командами
5. Справочник АТ команд RAK3172
6. Краткое руководство пользователя LPWAN EU868 RAK3172 WisDuo
7. Модуль RAK3172 основы низкоуровневой разработки