OK

Při poskytování služeb nám pomáhají soubory cookie. Používáním našich služeb vyjadřujete souhlas s naším používáním souborů cookie. Více informací

Arduino LoRa modul

V minulém článku věnovaném úvodu do problematiky jedné z možností přístupové technologie pro koncepty IoT  jsem představil některé klíčové vlastnosti rádiových přenosů dle specifikace LoRa. Dnes se podrobněji podíváme, jak konkrétně s touto technologií pracovat na oblíbené platformě Arduino. Pro tyto účely jsem vyvinul miniaturní modul (24x38mm) podobný Arduino MINI, který vychází v podstatě z jeho zapojení s tím, že na spodní straně tohoto modulu je umístěn transceiver firmy HopeRF typu RFM92. V IDE Arduino se pak deska tváří jako Arduino NANO, přičemž je k dispozici většina pinů, podobně jako je tomu u platformy NANO nebo MINI.

RFM92

Transceiver RFM92 je vskutku miniaturním počinem firmy HopeRF a vybral jsem si tuto řadu transceiverů do svých rádiových konstrukcí hned z několika důvodů:

  • Existuje několik továren, které produkují tyto moduly ať už jako originály nebo klony
  • Modul je osazen čipem SX1272 s výbornou podporou pro vývoj, tedy rozchození základního rádiového stacku
  • Modul je vyráběn v EU povoleném generálním pásmu 868MHz, existují i verze pro pásma 433MHz a 915MHz.
  • SPI rozhraní - bez problému implementovatelné do platformy Arduino
  • Příznívá konstrukce pro implementaci na desku miniaturních rozměrů
  • Kompatibilita pinů (PCB footprintu) s moduly vyšších řad RFM95 apod.
  • Velmi dobré zkušenosti s praktickým testováním

K samotnému modulu RFM92 se nebudu nějak příliš rozepisovat, u výrobce je k dispozici mraky dokumentace a opravdu rozsáhlé datasheety s těmi nejpodrobnějšími informacemi. Šťouraly a lidi prahnoucí pro podrobnostech tedy odkazuji zde. Ačkoliv je to místy i zajímavé čtení, spíše se budu zabývat praktickou stránkou věci, tedy samotnému použití těchto transceiverů v reálné konstrukci.

Arduinotech LoRa9x

Modul Arduinotech LoRa9x je výsledkem vývoje pro potřeby robustní bezdrátové komunikace a tento modul vychází z následujícího schématu:

Jedná se o standardní zapojení procesoru Atmel ATmega328p, který najdeme na všech 8-mi bitových deskách rodiny Arduino a do kterého je nahrán bootloader Arduino NANO. V IDE Arduino prostředí se tedy i tento modul bude tvářit jako Arduino NANO.

RFM92 modul je připojen pomocí standardního rozhraní SPI - zabírá tedy piny MISO, MOSI a SCK, navíc je ještě pin D10 využit pro chip selection rádiového modulu. Na pin D9 je pak připojená LED pro indikaci různých provozních stavů zařízení. Ostatní piny tedy zůstávají volné pro všeobecné použití.

Pro korektní napájení RFM92 je použit stabilizátor 3.3V, který rovněž napájí procesor modulu Lora9x tak, aby byly zajištěné správné napěťové úrovně mezi rádiovým modulem a procesorem.

Konstrukce je provedena podobně jako u Arduino NANO, tedy je možné osadit piny pro vyvedení všech signálů nebo je nechat neosazené pro kompaktnější konstrukce. Dále je na dutinkovék konektoru vyvedeno rozhraní pro připojení USB/UART převodníku - stačí typ FTDI BASIC nebo převodník z našeho eshopu. Úmyslně jsem desku nenavrhoval se zabudovaným USB převodníkem, protože ten sám je v polních podmínkách, kam se počítá s nasazením modulu LoRa9x, zbytečný a sloužil by pouze jako stabilizovaný zdroj napájení. Propojení je pak zřejmé z tohoto obrázku:


Rozmístění pinů je patrné z níže uvedeného obrázku - jak vyplývá ze schématu a jak je dobrým zvykemu všech produktů Arduina - vstupy a výstupy nejsou nijak chráněny, přistupujte tedy k ním s tímto vědomím. Protože samotný procesor je napájen 3.3V, pak i samotné vstupy/výstupy je třeba u periferních zařízení mít na stejné úrovni. Integrovaný stabilizátor ale není schopen poskytovat proudy nad 250mA, což by nemělo být nikterak limitující při uvažovaných aplikacích.

A teď zásadní otázka, k čemu je vlastně takový modul dobrý:

  • dálkové ovládání kdečeho na opravdu velkou vzdálenost - zde záleží na umístění a anténě - modulek je dodáván standardně s anténou ve formě 8,2cm dlouhého drátu (lanka 5mm) a i s tímto základem lze naprosto s přehledem udělat komunikaci na mnoho stovek metrů až jednotek km.
  • sběr telemetrických dat z nejrůznějších senzorů a jejich zasílání na velké vzdálenosti při velmi malé spotřebě - tato technologie je přímo předurčená pro batériové napájení
  • Vytvoření sběrné jednotky pro čidla v terénu, která bude dále data předávat pomocí GSM nebo jiného vhodného datového připojení. S přehledem lze vytvořit nad daným územím rádiovou buňku s dosahem dle postřehů v předchozím článku.
  • Jakékoliv jiné telemetrické aplikace v pásmu 868MHz.

Upozornění: protože se jedná o rádiové zařízení pracující v sice v generelním pásmu, pak i tak je třeba ctít nějaké zásady a zde odkazuji na příslušný dokument ČTÚ řešící zařízení krátkého dosahu v těchto pásmech.

V příštím pokračování článku předvedu dva sketche - jeden bude vysílat krátkou zprávu (PAYLOAD) a druhý bude přijímat a sypat přijaté informace do sériového kanálu.

Modul Arduinotech LoRa9x je možné začít objednávat ke konci listopadu 2015. Momentálně je oživeno zhruba 10 kusů pro ověřovací provoz a v zápětí bude spuštěna málosériová výroba.

PF

Přidat komentář

Zvýrazněné položky jsou povinné.

Přehled komentářů

  1. LORA (Simi, 1.2.2016 11:23:40) Odpovědět

    Nemůžu najít pokračování článku k LORA. Přehlédnul jsem anebo není? Existuje odladěná knihovna k těmto modulům?
    Děkuji


TOP produkty

Arduino MEGA2560

Arduino MEGA2560
424 Kč s DPH

NodeMCU s ESP8266

NodeMCU s ESP8266
350 Kč s DPH

Kontakt

Ing. Petr Foltýn
Kunčice pod Ondřejníkem 814, 73913
TOPlist