WisNode LoRa-трекер RAK7200-03 868 МГц c ГНСС

Упрощенный LoRa-трекер WisNode RAK7200 — целиком завершённое и полностью готовое к использованию решение всё-в-одном, оптимизированное для множества сетевых IoT-приложений. С функцией резервного питания всего лишь от одного перезаряжаемого 3.7-вольтового Li-Ion аккумулятора формата 18650, модуль LoRa-трекера предлагает большой набор встроенных датчиков и сенсоров, подходящих для вычисления всевозможных данных как о местоположении устройства, так и его ориентации, включая информацию о погодных условиях в окружающем пространстве. Размещённый в компактном пластиковом корпусе вместе с элементом питания, благодаря доступным выводам подключения к программным интерфейсам, остаётся открытым для дальнейшего расширения или улучшения.

Базовый процессор S76G с ультра-низким энергопотреблением у LoRa-трекера RAK7200 состоит из ядер контроллера ARM Cortex M3 STM32L076, приёмо-передатчика радиосигналов на дальнюю дистанцию SX1276 LoRa (до 15км на открытой местности), и GPS-модема CXD5603GF. S76G взаимодействует с внедрёнными в устройство электронно-механическими цифровыми датчиками обнаружения движения LIS3DH и измерения температуры/атмосферного давления LPS22HB, а также с 9-осевым сенсором магнитометра, гироскопа и акселерометра MPU9250. Радиочастотные сигналы LoRa и спутниковой навигации GPS принимаются и передаются внутренними антеннами.

Источником питания для RAK7200 может послужить любой 5-вольтовый сетевой адаптер или солнечная батарея с аналогичным напряжением, подключенными через USB-порт. Электронная схема цепи питания LoRa-трекера предусматривает чипом DC-DC регулятора TPS62740 снижение и стабилизацию до рабочего 3.3-вольтового напряжения, одновременно осуществляет через TP4050 наблюдение за уровнем внутрекорпусного съёмного аккумулятора, восполняет подзаряд автономного энергоресурса. Информация о состоянии батареи, наравне и активностью трансляции входящих или исходящих сигналов, выводится на цветные светодиодные индикаторы.

Программное обеспечение IoT-трекера основано на простых текстовых командах (АТ командах), с помощью которых RAK7200 настраивается под задачи произвольной сети LoRaWAN. Преобразователь сигналов CH340, соединённый с цифровой шиной UART процессора S76G, позволяет организовать простое USB-подключение к ПК под управлением различных ОС для обновления прошивки. Пользовательский интерфейс представлен портом Micro USB, кнопкой сброса устройства и кнопкой режима программирования процессора.

Технические характеристики

• Питание: 5 В от USB (2.6 ~ 4.2 В от батареи)
• Рабочее напряжение: 3.3 В
• Энергопотребление в режиме
  • передача LoRa (Tx/20дБ): 124 мА
  • приём LoRa (Rx): 44 мА
  • сон: 26 мкА
• Процессор: S76G SiP (ARM Cortex-M3 STM32L073, LoRa SX1276, GPS CXD5603GF)
• Частотный диапазон
  • LoRa: 863 ~ 870 МГц
  • GPS: 1575.42 МГц (L1 C/A)
• Мощность передатчика, макс.: 20 дБм
• Чувствительность приёмника, мин.: -130 дБм
• Поддержка стека протоколов LoRaWAN 1.0.2
• Пути активации: ABP и OTAA
• Встроенные датчики
  • LIS3DH движения с динамически изменяемым диапазоном измерения ±2g/±4g/±8g/±16g и частотой вывода данных от 1 Гц до 5 кГц
  • LPS22HB атмосферного давления в диапазоне от 260 гПа до 1260 гПа и температуры от 0°C до +65°C
  • MPU9250 с 3-осевым гироскопом ±250 ~ ±2000°/сек, 3-осевым акселерометром ±2g ~ ±16g, 3-осевым магнитометром ±4800 мкТл
• Встроенные антенны: LoRa, GPS
• Светодиодная индикация состояний
• Поддержка расширенных АТ команд, обновление прошивки через USB
• Интерфейсы: UART, I2C, SPI, SWD/JTAG
• Программное обеспечение: библиотеки открытого исходного кода, драйверная поддержка ОС Windows
• Температура эксплуатации: -10°C ~+60°C
• Применение: уличное
• Размеры: 74 х 50 х 24.5 мм (включая корпус)
• Вес: 88 г.

Комплектация

• 1x RAK7200 WisNode LoRa-трекер
• 1x Кабель Micro USB
• 1x Li-Ion 18650 аккумулятор 2200мАч

Блок-схема RAK7200 WisNode LoRa-трекера

Пользовательские интерфейсы

Пользовательские интерфейсы расположены на одной из боковых сторон корпуса.

• Порт Микро USB — 5-вольтовое питание и UART-коммуникация
• Кнопка сброса Reset - применяется для сброса трекера RAK7200, удерживается нажатой на время чуть более 1 секунды
• Кнопка BOOT0 - используется в процессе обновления прошивки. Удержание BOOT0 в нажатом положении с последующим сбросом RAK7200 активирует режим загрузчика. Больше информации в Кратком руководстве пользователя RAK7200.

Светодиодные индикаторы

Цветные индикаторы состояния расположены на одной из боковых сторон корпуса.

• Символ "Батарейка с молнией" - информирует о процессе заряда аккумулятора
• Символ "Батарейка с 4-мя ячейками" - указывает на полный заряд аккумулятора
• Символ "Три точки" - отображает активность устройства при трансляции сигнала

РЧ интерфейс

Радиочастотный контакт модуля RAK7200 соединяется с внешней антенной LoRa через стандартный антенный коннектор iPEX. Антенна GPS смонтирована на несущей плате.

USB интерфейс

Встроенный коннектор Micro-B USB полностью соответствует спецификации USB 2.0. Шина данных порта USB (USB D+, USB D-) присоединена к чипу USB-Serial CH340, в котором реализованы функции простого преобразователя сигналов из USB в последовательные данные UART и наоборот.

Функциональное назначение выводов RAK7200 WisNode для расширения

Группы дополнительных контактов с маркировками J6 - J7 предназначены для использования с внешними периферийными устройствами ввода/вывода c шинами обмена данных I2C, UART, или SPI, и имеют стандартный шаг между отверстиями 2.54мм.

Описание	Имя вывода	Вывод слева	Вывод справа	Имя вывода	Описание
PA2_TXD_A	TXD	1	1	3V3	3.3В выход
PA3_RXD_A	RXD	2	2	SWDIO	JTAG_SWDIO
I2C_SDA	SDA	3	3	SWCLK	JTAG_SWCLK
I2C_SCL	SCL	4	4	GND	Общий (ноль)
SPI_NSS_1 / NC	NSS	5	5	GND	Общий (ноль)
SPI_SCK_1 / NC	SCK	6	6	RX1	UART1_RX
SPI_MISO	MISO	7	7	TX1	UART1_TX
SPI_MOSI	MOSI	8	8	3V3	3.3В выход

Программное обеспечение

1. Прошивка LoRa-трекера RAK7200 (zip-архив)

Документация

1. Спецификация LoRa-трекера RAK7200 (англ., PDF)
2. Спецификация чипа AcSip S76G (англ., PDF)
3. Принципиальная схема WisNode RAK7200 (PDF)
4. График возвратных потерь антенны LoRa (JPG)
5. Диаграмма S-параметра антенны GPS (JPG)
6. Спецификация LoRaWAN v1.0.2 (англ., PDF)
7. Справочник по АТ командам для RAK7200 (веб-ресурс)
8. Краткое руководство пользователя RAK7200 (веб-ресурс)