RAK4600(H) WisDuo Модуль беспроводного приёмопередатчика nRF BLE5.0 и LoRa 868МГц

Технические характеристики

• Модель: RAK4600-HF (связка nRF52832 + SX1276) в SMD-корпусе
• Питание: 3.3 В (2.0 ~ 3.45 В)
• Энергопотребление:
  • 125 мА в режиме передачи сигнала LoRa на мощности 20 дБм (Bluetooth отключен)
  • 17 мА в режиме приёма сигнала LoRa на скорости 35.7Кб (Bluetooth отключен)
  • 9.0 мА в режиме передачи сигнала Bluetooth на мощности 4 дБм (LoRa отключен)
  • 11.5 мА в режиме приёма сигнала Bluetooth на скорости 2 Мб (LoRa отключен)
  • 2.0 мкА в режиме сна
• Программные интерфейсы: USART, GPIO, I2C, SWD
• Поддержка NFC (опционально)
• Открытое ПО со встроенными АТ командами
• 42-контактная основа для поверхностного монтажа на плату
• Сертификация: TELEC CE, FCC, KCC, MIC, RoHC
• Расстояние между выводами: 1.25 мм
• Эксплуатационная температура: -40˚С ~ +80˚С
• Размер SMD-модуля: 23 × 15 × 2.5 мм

LoRa

• Процессор: SX1276 с ультра-низким энергопотреблением
• Частотный диапазон: 863 ~ 870 МГц, Европейский регион EU868
• Модулируемый сигнал: LoRa/FSK/GFSK/OOK, двунаправленный полудуплексный режим
• Протокол канального уровня: LoRaWAN, спецификации классов А и С конечных устройств
• Мощность передатчика, макс.: 100мВт (20 дБм)
• Чувствительность приёмника
  • Показатель уровня принимаемого сигнала, мин. (RSSI): -130 дБм
  • Отношение сигнал/шум, мин. (SNR): -15 дБ
• Интермодуляционные искажения IIP3: -11 дБм
• Дистанция связи LoRa: до 2 км в городской зоне, до 15 км на открытой местности
• Поддержка сетевой топологии: звезда, точка-точка (Point to Point)
• Поддержка активации: по воздуху (OTAA) / персонализация (ABP)
• Скорость передачи данных по воздуху, макс.: 300 кбит/с

Bluetooth BLE 5.0

• Процессор: nRF52832 с ультра-низким энергопотреблением
• Ядро: 32-битный ARM Cortex M4F
• Память: 64КБ ОЗУ, 512 КБ ПЗУ флеш
• Частотный диапазон: 2.36 ~ 2.4835 ГГЦ
• Модулируемый сигнал: GFSK
• Мощность BLE5.0: от -20 до +4 дБм, с шагом 4 дБ
• Чувствительность приёмника: до -96 дБм
• Скорость передачи данных по шине UART: 1200-115200 бит/с

В основу метода модуляции сигнала LoRa (сокр. от Long Range - большая дистанция) заложены передовые технологии и разработки, способствующие достижению значительного увеличения дистанции транслируемых радиосигналов на устройствах со сниженным потреблением энергии в сетях малой мощности (LPWAN). Технология LoRa обладает повышенным иммунитетом к помехам и интегрированной прямой коррекцией ошибок. Она позволяет распознавать транслируемый сигнал на 19-20 дБ ниже уровня шума. Значимые преимущества LoRa заключаются в использовании безлицензионных частотных каналов, возможности лёгкой и быстрой развёртки недорогих сетей, и в существовании алгоритмов 128-битного AES шифрования сигнала, обеспечивающих безопасность связи в LoRaWAN. Области наиболее эффективного применения приёмопередатчиков с интегрированной технологией беспроводной передачи данных LoRa: домашняя и индустриальная автоматизация, медицинское оборудование, охранные системы, межмашинные коммуникации M2M и Интернет вещей IoT, беспроводные сенсоры и датчики, удалённые системы, промышленный мониторинг и управление.

Модуль LoRa-приёмопередатчика RAK4600 с низким энергопотреблением соответствует спецификациям классов А и С протокола LoRaWAN, позволяет получить простой доступ ко многим LWPA IoT-платформам. Он также поддерживает P2P-коммуникацию (Point-to-Point), функционал которой позволяет очень быстро и легко создавать уникальные защищённые сети LoRa с большим радиусом передачи данных. В модуль RAK4600 интегрированы процессоры ведущий Nordic Sem. nRF52832 и ведомый Semtech SX1276, связанные между собой последовательной периферийной шиной SPI. Способ обращения к каждому из них построен на АТ командах с соответствующим суффиксом LoRa или BLE (ASCII-строки), передаваемых через последовательный интерфейс USART. Модуль RAK4600 выполнен в компактном SMD-корпусе, благодаря которому он может стать компонентом индивидуальных проектов, разрабатываемых на множественной базе совместимых микроконтроллерных платформ наподобие Arduino, STM, Raspberry Pi, Wemos/Lolin, Teensy, PyCom, и так далее.

Блок-схема RAK4600 SMD

Определение выводов модуля RAK4600-HF выcокочастотного диапазона EU868

Внутреннее подключение выводов микросхемы приемопередатчика LoRa к выводам микроконтроллера STM32 в модуле RAK811-HF

Таблица логики управления РЧ-переключателем

Уровень напряжения H = 1.8 ~ 5.0 вольт, L = 0 вольт

Принципиальная схема RAK4600

Физические размеры SMD - модуля RAK4600

Программное обеспечение

1. Прошивка модуля RAK4600 (zip-архив)

Техническая документация

1. Справочник АТ команд для модуля RAK4600 (англ., PDF)
2. Принципиальная схема WisDuo RAK4600 (PDF)
3. Спецификация Semtech SX127x (англ., PDF)
4. Спецификация nRF52832 (англ., PDF)

Дополнительная документация

1. Спецификация LoRaWAN v1.0.2 (англ., PDF)

Полезные ссылки

1. Ресурсы с открытым исходным кодом на сайте GitHub
2. Руководство по разработке ПО для RAK811, RAK4200, RAK4270 и RAK4600 на основе RUI SDK
3. Руководство по подключению и настройке RAK4600