RAK4200 WisDuo Коммутационная плата LoRa диапазона 868МГц

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 в двух частях: 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.

Коммутационная плата RAK4200 Breakout Board спроектирована специально для задач разработки и тестирования с лёгким доступом к выводам на плате. Дизайн и посадочное место на коммутационной плате визуально очень похоже на форм-фактор XBee, в тоже время с ним не совместимо. Главная цель коммутационной платы - перенос контактов модуля RAK4200 на разъёмы с шагом 2,54 мм. Ядром платы служит чип RAK4200, объединяющий микроконтроллерный модуль STM32L071KB и LoRa-трансивер SX1276. Система чипа RAK4200 имеет сверхнизкое энергопотребление, всего 11.8 мкА в спящем режиме, и высокую выходную мощность радиочастотного сигнала LoRa (19 дБм) в рабочем режиме. RAK4200 совместим со спецификацией LoRaWAN 1.0.2 и поддерживает связь в режиме точка-точка (Point-to-Point). Низкое энергопотребление и большие возможности связи LoRa платы делают её подходящей для множества приложений в области Интернета вещей (IoT), таких как домашняя автоматизация, сети из датчиков и сенсоров, автоматизация зданий, приложения для персональных сетей (датчики и мониторы для здоровья / фитнеса и т. д.) 

Ключевые особенности

• Порты вход/выход: UART/I2C/GPIO
• Частотный диапазон: модель (H) 868МГц
• Маломощная беспроводная система с полосой пропускания от 7.8 кГц до 500 кГц
• Мощность LoRa-передатчика (Tx) до 19 дБм
• Ультранизкое энергопотребление, 1.5мкА в режиме сна (до 120мА в режиме LoRa TX@19дБм
• Ядро: ARM 32-бит Cortex M0+ с компонентом защиты памяти
• До 128 КБ флеш-памяти с коррекцией ошибок
• 20 КБ оперативной памяти
• 6 КБ памяти EEPROM с коррекцией ошибок
• Совместимость с XBee: нет
• Напряжение питания: 2.0В ~ 3.6В
• Температурный диапазон: -40°C to +85°C

Комплектация

• Коммутационная плата RAK4200 (H) v2.0 - 1шт
• LoRa антенна 868МГц - 1шт
• Провода Dupon - 18шт

Внешний вид платы (сверху) RAK4200

 

Цифровые интерфейсы

• Интерфейc SWD - программирование с помощью RAKDAP1 требует подключения к нему всех четырёх выводов. Желательно не переназначать эти выводы как GPIO, оставив их открытыми для целей программирования
• 3V3 - питание
• SWDIO - данные
• SWCLK - синхронизация
• GND - питание
• Два порта с интерфейсом UART
• UART1 - рекомендуется для отладки/обновления прошивки
• UART2 - рекомендуется для соединения с внешним микроконтроллером
• Интерфейс I2C расположен на двух выводах. Требуется подтягивание резистором 10к
• I2C_SCL - синхронизация
• I2C_SDA - данные
• Три вывода с интерфейсом SPI, имеют прямую внутреннюю связь с чипом SX1276. Поэтому не рекомендуется их использовать или переназначать выводы на GPIO.
• SPI_MOSI - данные
• SPI_MISO - данные
• SPI_CLK - синхронизация

Радиочастотные интерфейсы

J3 - антенный интерфейс с разъёмом SMA для внешней антенны LoRa.

Функциональное назначение выводов RAK4200 (распиновка)

J1 определение выводов

№ Контакта	Имя	Тип контакта	Описание	Альтернативная функция
1	UART2_RX	Вход	Главный UART (STM32L071 PA3)	USART1_RX, I2C1_SDA
2	UART2_TX	Выход	Главный UART (STM32L071 PA2)	MCO, USART1_TX, I2C1_SCL, I2C3_SMBA
3	UART2_DE	Вход/Выход	GPIO (STM32L071 PA1)	SPI1_MOSI, EVENT_OUT, USART1_RTS_DE, COMP2_OUT
4	UART1_DE	Вход/Выход	GPIO или UART (зарезервировано)	EVENT_OUT, TIM2_CH2, USART2_RTS_DE, TIM21_ETR, USART4_RX, COMP1_INP, ADC_IN1
5	SWDIO	Вход/Выход	Отладочный порт / программирование (STM32L071 PA13)	SWDIO, LPUART1_RX
6	SWCLK	Вход/Выход	Отладочный порт / программирование (STM32L071 PA14)	SWCLK, USART2_TX, LPUART1_TX
7	I2C_SCL	Вход/Выход	Интерфейс I2C (STM32L071 PB6)	USART1_TX, I2C1_SCL, LPTIM1_ETR, COMP2_INP
8	I2C_SDA	Вход/Выход	Интерфейс I2C (STM32L071 PB7)	USART1_RX, I2C1_SDA, LPTIM1_IN2, USART4_CTS, COMP2_INP, VREF_PVD_IN

 

J2 определение выводов

№ Контакта	Имя	Тип контакта	Описание	Альтернативная функция
1	VDD	-	DC 3V3	Напряжение питания 2.0~3.3В
2	UART1_TX	Выход/Выход	GPIO или UART зарезервировано (STM32L071 PA9)	TIM21_CH1, TIM2_CH3, USART2_TX, LPUART1_TX, COMP2_OUT, COMP2_INM, ADC_IN2
3	UART1_RX	Вход/Выход	GPIO или UART зарезервировано (STM32L071 PA10)	TIM21_CH2, TIM2_CH4, USART2_RX, LPUART1_RX, COMP2_INP, ADC_IN3
4	GND	-	Заземление	-
5	MCU_NRST	Вход/Выход	Сброс контроллера (STM32L071 NRST)	-
6	SPI_CLK	Вход/Выход	Зарезервирован PA5	Внутреннее соединение с SX1276 SPI_CLK
7	SPI_MISO	Вход/Выход	Зарезервирован PA6	Внутреннее соединение с SX1276 SPI_MISO
8	SPI_MISO	Вход/Выход	Зарезервирован PA7	Внутреннее соединение с SX1276 SPI_MOSI

 

J4 определение выводов

№ Контакта	Имя	Тип контакта	Описание	Альтернативная функция
1	VDD	-	DC 3V3	Напряжение питания 2.0~3.3В
2	GND	-	Заземление	-

 

Рабочие частоты модельного ряда

Модуль	Регион	Частоты
RAK4200 (L)	Европа Китай	EU433 CN470
RAK4200 (H)	Россия Индия Европа Сев.Америка Австралия Корея Азия	RU864 IN865 EU868 US915 AU915 KR920 AS923

 

Принципиальная схема RAK4200 Breakout Board

 

Программное обеспечение

1. Прошивка RAK4200 V3.2.0.15 (zip архив)
2. Загрузчик RAK4200 V3.2.3 (rar архив)

Документация

1. Спецификация модуля RAK4200 V1.4 (англ., PDF)
2. Краткое руководство пользователя (ссылка на офф.сайт)
3. Руководство по AT-командам (ссылка на офф.сайт)