WisNode RAK811 Lora SX1276 433 МГц LoRaWAN для Ардуино

Технические характеристики

• Модель: Wisnode-Lora 433 V1.2 (WisDuino Evaluation Board)
• Процессор: RAK811-LF (связка STM32L151CBU6 + SX1276)
• Питание: 5 В
• Рабочее напряжение: 3.3 В
• Минимальное энергопотребление:
• 30 мА в режиме передачи сигнала при мощности 14 дБм
• 5.5 мА в режиме приёма сигнала
• 7.2 мкА в режиме сна
• Частотный диапазон: 433 МГц, Европейский регион EU868
• Модулируемый сигнал: LoRa/FSK/GFSK/OOK, двунаправленный полудуплексный режим
• Протокол канального уровня: LoRaWAN, спецификации классов А и С конечных устройств
• Рабочие режимы: приём, передача
• 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
• Интерфейсы: UART, GPIO, SPI, I2C, SWD
• Скорость передачи данных
• по воздуху, макс.: 300 кбит/с
• по шине UART: 9600-921600 бит/с (115200 по умолчанию)
• Дистанция связи: 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)
• Открытое ПО со встроенными АТ командами
• Дизайн платы, форм-фактор: Arduino UNO R3
• Расстояние между выводами: шаг 2.54 мм (mikroBUS шаг 2.0мм)
• Встроенные антенные разъёмы: SMA
• Размер модуля: 68.5 × 53.5 × 12.5 мм
• Размер антенны: 108 × Ø10 мм
• Вес: 35 гр
• Эксплуатационная температура: -40…+80˚С
• Сертификация: TELEC CE, FCC, KCC, MIC. RoHC
• Комплектация
• Плата RAK811 Wisnode-LoRa х 1 шт
• Антенна LoRa SMA 433 МГц х 1 ш
• Кабель USB-microUSB х 1 шт
• Соединительный провод Dupont х 8 шт
• Перемычка-джампер х 5 шт

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.

Возможности продукта

• Поддержка стандарта LoRaWAN 1.0.2
• Поддержка глобального безлицензионного диапазона EU433
• Форм-фактор Arduino UNO (самостоятельное устройство или как расширение)
• Порт Micro USB со встроенным UART для лёгкой настройки
• Управление с помощью АТ команд, открытая платформа

Оценочная плата RAK811 Wisnode-Lora — это полноценное законченное решение для разработки индивидуальных LoRa-приложений на базе платформы Ардуино. Благодаря интегрированному в RAK811 процессору STM32L, оценочная плата WisNode-LoRa с приёмопередатчиком SX1276 умеет работать и как независимое устройство, управляемое текстовыми (ASCII) АТ командами через последовательную шину UART, или как расширение под управлением Arduino. Дизайн RAK811 Wisnode-Lora выполнен в типовом размере оригинальной Arduino UNO R3, плата полностью совместима с полноразмерными Mega2560 R3, Leonardo R3 и др. Стандартное двухстороннее расположение контактов по краям платы, соединяющихся с цифро-аналоговыми входами/выходами и линиями питания для Arduino, оставляет возможность свободного дальнейшего наращивания схемы проекта.

RAK811 Wisnode-Lora обладает расширенным набором программно-отладочных интерфейсов (GPIO, UART, SPI, I2C, SWD), доступных пользователю для быстрой и эффективной разработки или оценки LoRa-приложений. Выводы большей части интерфейсов размещены рядом с чипом RAK811, в 2-х группах штырьевых контактов P3 и P5 с шагом 2.54мм и в группе из двух 8-контактных площадок mikroBUS с шагом 2.0мм. Дополнительно, на плате разведены группы конфигурационных контактов, предназначенные для переключения в различные рабочие режимы P1, P2, 3V3-BOOT0-GND и режимы питания J1, J2.

Порт Micro USB может использоваться для питания платы, настройки или прошивки модуля RAK811. Для подключения к ПК, в схеме платы имеется собственная микросхема CH340 преобразователя сигналов USB в UART, умеющая сигнализировать на встроенные светодиодные индикаторы процесс обмена информацией. Если же WisNode-LoRa функционирует как расширение, то обе линии RXD и TXD шины UART1 модуля RAK811 могут быть переведены на контакты TX/RX (разъёмы H1 и H3) микроконтроллерных плат Arduino перестановкой двух перемычек-джамперов (группа P1). Присутствует индикатор наличия рабочего напряжения "Power".

Примечание. В платах RAKwireless есть своя особенность маркировки выводов RX и TX последовательной шины UART (см. распиновку или принцип. схему). Проводные линии подключаемых периферийных устройств присоединяются не методом перекрещивания, как это обычно принято, а напрямую. Правильное соединение: RX(устройство)->RX(плата RAK), TX(устройство)->TX(плата RAK).

Предупреждение. Не рекомендуется включать питание RAK811 Wisnode-Lora без установленной SMA-антенны LoRa, иначе плата может быть повреждена.

Функциональное назначение выводов RAK811 Wisnode-Lora, распиновка контактов

Программное обеспечение

1. Прошивка модуля RAK811-LF, версия V3.0.0.14. для регионов EU433/CN470 (ZIP-архив). Обновления в разделе ПО репозитория RAKWireless.

Техническая документация

1. Справочник АТ команд для модуля RAK811, v1.0 (англ., PDF)
2. Принципиальная схема RAK811 WisNode-Lora (PDF) Прим.: есть ошибки, PA0<->PA1 и др.
3. Semtech SX127x даташит (англ., PDF)
4. STM32L151 даташит (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 RAK811 WisNode-LoRa Evaluation Board