E22-400M30S LoRa Модуль Руководство пользователя

1. Обзор

1.1 Введение

E22-400M30S разработан на основе RF-чипа LoRa™ нового поколения SX1268 от Semtech, США. Он имеет максимальную выходную мощность 1 Вт и подходит для LoRa™ патч-модулей с частотой 433/470 МГц. В нем используется высокоточный кварцевый генератор промышленного класса с частотой 32 МГц.

Модуль использует импортный SX1268 в качестве своего ядра. Благодаря интегрированному усилителю мощности (PA) и малошумящему усилителю (LNA), максимальная выходная мощность достигает 1 Вт, а чувствительность приема дополнительно улучшена. Это повышает общую стабильность связи по сравнению с модулями без PA и LNA. По сравнению с трансивером LoRa™ предыдущего поколения, его возможности защиты от помех и дальность связи были улучшены, что увеличивает разрыв с продуктами с модуляцией FSK и GFSK.

Этот продукт получил сертификаты FCC, CE и RoHS, гарантируя пользователям его производительность. Он поддерживает широкий диапазон частот от 410 до 493 МГц и обратно совместим с SX1278 и SX1276.

Поскольку этот модуль является чисто RF-трансивером, для его работы требуется драйвер MCU или выделенный инструмент отладки SPI.

Описание изображения продукта: Модуль показан с размерами 38.5±0.1 мм и 24.0±0.1 мм. На нем изображен логотип EBYTE, модель продукта E22-400M30S и информация о производителе, включая SN: 18062500001.

1.2 Функции

• Модуль SX1268 имеет значительные преимущества перед модулем SX1278: более низкое энергопотребление, более высокая скорость и большая дальность.
• В идеальных условиях дальность связи может достигать 12 км.
• Интегрированные PA + LNA значительно улучшают дальность и стабильность связи.
• Максимальная выходная мощность 1 Вт, регулируемая многоуровневыми программными настройками.
• Поддерживает глобальные диапазоны ISM 433/470 МГц без лицензирования.
• Режим LoRa™ поддерживает скорости передачи данных от 0,018 Кбит/с до 62,5 Кбит/с.
• Поддерживает скорости передачи данных до 300 Кбит/с в режиме FSK.
• Обратно совместим с RF-трансиверами серии SX1278/SX1276.
• Большой FIFO-буфер поддерживает кэширование данных до 256 байт.
• Коэффициент расширения SF5 для поддержки плотных сетей.
• Поддерживает питание от 2,5 В до 5,5 В; любое питание выше 5 В обеспечивает оптимальную производительность.
• Промышленный стандартный дизайн, поддерживает длительное использование при температурах от -40°C до +85°C.
• Опциональные двойные антенны (IPEX/отверстие для штампа) облегчают дальнейшую разработку и интеграцию пользователем.

1.3 Сценарии применения

• Домашняя охранная сигнализация и дистанционный бесключевой доступ.
• Умный дом и промышленные датчики и т.д.
• Решения для автоматизации зданий.
• Промышленные беспроводные системы дистанционного управления.
• Усовершенствованная инфраструктура учета (AMI).
• Применение в автомобильной промышленности.

2. Технические характеристики

2.1 Предельные параметры

2.2 Рабочие параметры

3. Механические размеры и определения контактов

Описание механического чертежа: На чертеже показан вид сверху и вид сбоку модуля с размерами. Выделен интерфейс антенны IPX и расположение выводов, указаны номера выводов и соответствующие им площадки.

4. Основные операции

4.1 Аппаратный дизайн

• Для питания модуля рекомендуется использовать регулируемый источник постоянного тока с минимальным коэффициентом пульсаций. Обеспечьте надежное заземление модуля.
• Пожалуйста, обратите внимание на правильное подключение положительного и отрицательного полюсов источника питания. Обратное подключение может привести к необратимому повреждению модуля.
• Пожалуйста, проверьте источник питания, чтобы убедиться, что оно находится в пределах рекомендуемого диапазона напряжения питания. Превышение максимального значения приведет к необратимому повреждению модуля.
• Пожалуйста, обеспечьте стабильность электропитания. Напряжение не должно сильно и часто колебаться.
• При проектировании схемы питания модуля рекомендуется зарезервировать запас более 30%, чтобы обеспечить стабильную работу всего устройства в течение длительного времени.
• Модуль следует располагать как можно дальше от источников питания, трансформаторов, высокочастотной проводки и других участков с сильными электромагнитными помехами.
• Следует избегать прокладки высокочастотных цифровых, высокочастотных аналоговых и силовых дорожек непосредственно под модулем. Если это необходимо, проложите их на верхнем слое с медным заземлением. Контактная площадка модуля (полностью медная и хорошо заземленная) должна располагаться рядом с цифровой частью модуля и прокладываться на нижнем слое.
• Если модуль припаян или установлен на верхнем слое, неправильная прокладка дорожек на нижнем слое или других слоях может в разной степени повлиять на чувствительность модуля к паразитным сигналам и приему.
• Если вокруг модуля есть устройства с сильными электромагнитными помехами, которые также существенно влияют на его производительность, рекомендуется размещать их подальше от модуля в зависимости от интенсивности помех. При возможности можно предусмотреть соответствующую изоляцию и экранирование.
• Если вокруг модуля есть дорожки с сильными электромагнитными помехами (высокочастотные цифровые, высокочастотные аналоговые, силовые), это также существенно повлияет на производительность модуля. Рекомендуется размещать их подальше от модуля в зависимости от интенсивности помех. При возможности можно предусмотреть соответствующую изоляцию и экранирование.
• При использовании уровня 5 В в линии связи необходимо последовательно подключить резистор 1–5,1 кОм (не рекомендуется, существует риск повреждения).
• Старайтесь держаться подальше от некоторых протоколов TTL, физический уровень которых также работает на частоте 2,4 ГГц, например USB 3.0.
• Конструкция установки антенны оказывает большое влияние на производительность модуля. Убедитесь, что антенна расположена в открытом месте, желательно вертикально вверх. Если модуль установлен внутри корпуса, можно использовать качественный удлинитель антенны, чтобы вывести антенну наружу корпуса.
• Антенну нельзя устанавливать внутри металлического корпуса, так как это значительно уменьшит дальность передачи. Добавьте защитный резистор 200 Ом к RXD/TXD внешнего MCU.

4.2 Написание программного обеспечения

• Этот модуль SX1268 /SX1262 + PA + LNA использует тот же метод управления, что и SX1268 /SX1262. Пользователи могут управлять им в соответствии с документацией по чипу SX1268 /SX1262.
• DIO1 и DIO2 являются общими портами ввода/вывода, которые можно настроить на различные функции. DIO2 может быть подключен к TXEN для управления излучением RF-переключателя. См. документацию SX1262 для подробностей. Если он не используется, его можно оставить плавающим.
• DIO3 используется внутри для питания кварцевого генератора TCXO 32 МГц (DIO3 настроен на выход 2,2 В).

5. Основное применение

5.1 Базовая схема

Описание базовой схемы: На чертеже показано базовое подключение между MCU и модулем E22-400M30S. Ключевые подключения включают VCC, GND, выводы интерфейса SPI (MISO, MOSI, SCK, NSS), RXEN, TXEN, DIO1, DIO2 и BUSY, которые подключаются к соответствующим выводам MCU.

6. Часто задаваемые вопросы

6.1 Расстояние передачи не идеально

• Препятствия на пути прямой видимости сокращают дальность связи.
• Температура, влажность и помехи внутри помещений увеличивают частоту потери пакетов.
• Земля поглощает и отражает радиоволны, что приводит к плохим результатам испытаний при приближении к земле.
• Морская вода сильно поглощает радиоволны, поэтому результаты испытаний на море плохие.
• Если металлические предметы находятся рядом с антенной или модуль помещен в металлический корпус, затухание сигнала будет очень сильным.
• Неправильная настройка регистров или слишком высокая скорость передачи данных (чем выше скорость, тем меньше дальность).
• Низкое напряжение питания при комнатной температуре ниже рекомендуемого значения. Чем ниже напряжение, тем меньше выходная мощность.
• Плохое согласование антенны с модулем или низкое качество самой антенны.

6.2 Модуль легко повреждается

• Пожалуйста, проверьте источник питания, чтобы убедиться, что он находится в пределах рекомендуемого диапазона напряжения питания. Превышение максимального значения приведет к необратимому повреждению модуля.
• Пожалуйста, обеспечьте стабильность электропитания. Напряжение не должно сильно и часто колебаться.
• Пожалуйста, обеспечьте антистатическую защиту во время установки и использования, поскольку высокочастотные устройства чувствительны к статическому электричеству.
• Убедитесь, что влажность во время установки и использования не слишком высока, поскольку некоторые компоненты чувствительны к влажности.
• Если нет особых потребностей, не рекомендуется использовать его при слишком высокой или слишком низкой температуре.

6.3 Частота битовых ошибок слишком высока

• Если поблизости есть помехи от совмещенного канала, держитесь подальше от источника помех или измените частоту или канал, чтобы избежать помех.
• Форма тактового сигнала на SPI нестандартна. Проверьте наличие помех на линии SPI. Линия шины SPI не должна быть слишком длинной.
• Нестабильное питание также может вызвать искажение кода, поэтому обязательно убедитесь в надежности источника питания.
• Низкое качество или слишком длинные удлинители и фидеры также могут привести к высокому уровню битовых ошибок.

7. Руководство по сварочным работам

7.1 Температура пайки оплавлением

7.2 Кривая пайки оплавлением

Описание кривой пайки оплавлением: На диаграмме показана типичная кривая температурного профиля пайки оплавлением с этапами, такими как предварительный нагрев, нарастание, TL до TP (критическая зона) и спад, с указанием параметров температуры и времени.

8. Связанные модели

9. Руководство по антеннам

9.1 Рекомендации по антенне

Антенны играют важную роль в процессе связи. Антенны низкого качества могут существенно повлиять на систему связи. Поэтому EBYTE рекомендует следующие антенны, которые поддерживают наши беспроводные модули и предлагают отличные характеристики и разумные цены.

10. Методы пакетной упаковки

Описание упаковки: На диаграммах показаны размеры катушки (диаметр 330±0.2 мм, ширина 57.0±0.1 мм) и размеры ленты (ширина 41.3 мм, шаг 25.8 мм, длина компонента 32.0 мм) для поверхностного монтажа. Также показан лоток с 400 шт.

10. Пересмотреть историю