Uživatelská příručka modulu brány Ushine UP100 LoRaWAN
Uživatelský manuál UP100 LoRaWAN Gateway Module
Zavedení
UP100 je modul brány LoRaWAN s mini-PCIe tvarovým faktorem založeným na Semtech SX1303 a SX1261 pro funkci Listen Before Talk, která umožňuje snadnou integraci do stávajícího routeru nebo jiného síťového zařízení s funkcemi brány LPWAN. Lze jej použít v jakékoli vestavěné platformě nabízející volný slot mini-PCIe s připojením USB/SPI. Kromě toho je na desce integrován GPS čip ZOE-M8Q.
Tento modul je kompletní a nákladově efektivní řešení brány nabízející až 10 programovatelných paralelních demodulačních cest, 8 x 8 kanálových paketových detektorů LoRa, 8 x SF5-SF12 LoRa demodulátorů a 8 x SF5-SF10 LoRa demodulátorů. Je schopen detekovat nepřerušovanou kombinaci kapes na 8 různých faktorech šíření a 10 kanálech s nepřetržitou demodulací až 16 paketů. Tento produkt je nejlepší pro chytré měření pevných sítí a aplikací internetu věcí (IoT).
Vlastnosti
- Navrženo na základě formátu mini-PCIe
- Tx výkon až 20.91dBm @SF12, BW 500KHz
- Podporuje globální bezlicenční frekvenční pásmo (US915, AS923, AU915, KR920)
- Podporuje volitelná rozhraní USB/SPI
- Poslouchejte, než budete mluvit
- Dobrý Timestamp
Nastoupitview
UP100 je kompaktní modul brány LoRaWAN, díky čemuž je vhodný pro integraci do systémů, kde jsou zásadní omezení hmotnosti a velikosti. Byl navržen s mini-PCIe form factor, takže se může snadno stát součástí produktů splňujících normu, kde umožňují karty o tloušťce minimálně 5.2 mm.
Deska má dvě UFL rozhraní pro LoRa a GNSS antény a standardní 52pinový konektor (mini-PCIe).
Blokové schéma
Modul brány UP100 LoRaWAN je vybaven jedním čipem SX1303 a dvěma SX1250. První čip se používá pro RF signál a jádro zařízení, zatímco druhý poskytuje související LoRa modem a funkce zpracování. Pro splnění požadavků karty PCI Express Mini Card jsou implementovány další obvody pro úpravu signálu a pro integraci externí antény je k dispozici jeden konektor UFL.
Obrázek 2: Blokové schéma
Železářské zboží
Hardware je rozdělen do několika částí. Pojednává o rozhraní, pinoutech a odpovídajících funkcích a diagramech. Pokrývá také parametry a standardní hodnoty desky.
Rozhraní
- Rozhraní SPI – Rozhraní SPI zajišťuje především piny HOST_SCK, HOST_MISO, HOST_MOSI, HOST_CSN systémového konektoru. Rozhraní SPI umožňuje přístup ke konfiguračnímu registru SX1303 prostřednictvím synchronního plně duplexního protokolu. Je implementována pouze podřízená strana.
- Rozhraní USB – Rozhraní USB poskytuje především piny USB_D+, USB_D- systémového konektoru. Rozhraní USB umožňuje přístup do konfiguračního registru SX1303 přes MCU STM32L412. Je implementována pouze podřízená strana.
- Rozhraní UART a I2C – UP100 integruje modul GPS ZOE-M8Q, který má rozhraní UART a I2C. PINy na zlatém prstu poskytují připojení UART a připojení I2C, které umožňuje přímý přístup k modulu GPS. Signál PPS není připojen pouze k SX1303 interně, ale také ke zlatému prstu, který může být použit hostitelskou deskou.
- GPS_PPS – UP100 obsahuje vstup PPS pro přijaté pakety time-stamped a Fine Timestamp.
- RESET – UP100 SPI karta obsahuje RESET aktivní-vysoký vstupní signál pro resetování rádiových operací, jak je specifikováno ve specifikaci SX1303. RESET USB karty UP100 je řízen MCU.
- Anténní RF rozhraní – Modul má jedno RF rozhraní přes standardní UFL konektor s charakteristickou impedancí 50Ω. RF port podporuje Tx i Rx a poskytuje anténní rozhraní.
Pinout diagram
Obrázek 3: Pinout Diagram
Popis Pinout
| Typ | Popis |
| IO | Obousměrný |
| DI | Digitální vstup |
| DO | Digitální výstup |
| OC | Otevřený kolektor |
| OD | Otevřete odtok |
| PI | Příkon |
| PO | Výstupní výkon |
| NC | Žádné spojení |
| Pin č. | UP100 | Typ | Popis | Poznámky |
| 1 | SX1261_BUSY | DO | Ve výchozím nastavení žádné připojení | Rezervováno pro budoucnost
aplikací |
| 2 | 3V3 | PI | Napájení 3.3 V DC | |
| 3 | SX1261_DIO1 | IO | Ve výchozím nastavení žádné připojení | Rezervováno pro budoucnost
aplikací |
| 4 | GND | Země | |||
| 5 | SX1261_DIO2 | IO | Ve výchozím nastavení žádné připojení | Rezervováno pro budoucnost
aplikací |
|
| 6 | GPIO(6) | IO | Ve výchozím nastavení žádné připojení | Připojte se k SX1302
GPIO(6) |
|
| 7 | SX1261_NSS | DI | Ve výchozím nastavení žádné připojení | Rezervováno pro budoucnost
aplikací |
|
| 8 | NC | Žádné spojení | |||
| 9 | GND | Země | |||
| 10 | NC | Žádné spojení | |||
| 11 | SX1261_NRESET | DI | Ve výchozím nastavení žádné připojení | Rezervováno pro budoucnost
aplikací |
|
| 12 | NC | Žádné spojení | |||
| 13 | MCU_NRESET | DI | RESET signál pro MCU of
UP100-US915U |
Aktivní nízká | |
| 14 | NC | Žádné spojení | |||
| 15 | GND | Země | |||
| 16 | NC | Žádné spojení | |||
| 17 | NC | Žádné spojení | |||
| 18 | GND | Země | |||
| 19 | PPS | DO | Výstup časového impulsu | Nechejte otevřené, pokud se nepoužívá | |
| 20 | NC | Žádné spojení | |||
| 21 | GND | Země | |||
| 22 | SX1303_RESET | DI | SX1303_RESET | Aktivní vysoká, ≥100ns pro
Reset SX1302 |
|
| 23 | RESET_GPS | DI | Modul GSP ZOE-M8Q
reset vstupu |
Aktivní nízká, ponechte otevřenou, pokud
nepoužívá se |
|
| 24 | 3V3 | PI | Napájení 3.3 V DC | ||
| 25 | STANDBY_GPS | DI | GPS modul ZOE-M8Q
externí vstup přerušení |
Aktivní nízká, ponechte otevřenou, pokud
nepoužívá se |
|
| 26 | GND | Země | |||
| 27 | GND | Země | |||
| 28 | GPIO(8) | Připojte se k SX1303
GPIO(8) |
|||
| 29 | GND | Země | |||
| 30 | I2C_CLK | IO | HOST CLK | Připojte se k SCL modulu GPS ZOE-M8Q
vnitřně ponechejte otevřené, pokud nepoužívá se |
|
| 31 | UART_TX | DI | HOST UART_TX | Připojte se k UART_RX GPS modulu ZOE-M8Q
vnitřně ponechejte otevřené, pokud nepoužívá se |
|
| 32 | I2C_DATA | IO | DATA HOSTITELE | Připojte k SDA GPS modulu ZOE-M8Q
vnitřně ponechejte otevřené, pokud nepoužívá se |
|
| 33 | UART_RX | DO | HOST UART_RX | Připojte se k modulu GPS |
| UART_TX ZOE-M8Q
vnitřně ponechejte otevřené, pokud nepoužívá se |
|||||
| 34 | GND | Země | |||
| 35 | GND | Země | |||
| 36 | USB_DM | IO | Diferenční data USB (-) | Vyžadovat diferenciál
impedance 90Ω |
|
| 37 | GND | Země | |||
| 38 | USB_DP | IO | Diferenční data USB (+) | Vyžadovat diferenciál
impedance 90Ω |
|
| 39 | 3V3 | PI | Napájení 3.3 V DC | ||
| 40 | GND | Země | |||
| 41 | 3V3 | PI | Napájení 3.3 V DC | ||
| 42 | NC | Žádné spojení | |||
| 43 | GND | Země | |||
| 44 | NC | Žádné spojení | |||
| 45 | HOST_SCK | IO | Hostitel SPI SCK | ||
| 46 | NC | Žádné spojení | |||
| 47 | HOST_MISO | IO | Hostitel SPI MISO | ||
| 48 | NC | Žádné spojení | |||
| 49 | HOST_MOSI | IO | Hostitel SPI MOSI | ||
| 50 | GND | Země | |||
| 51 | HOST_CSN | IO | Hostitel SPI ČSN | ||
| 52 | 3V3 | PI | Napájení 3.3 V DC |
Provozní frekvence
Deska podporuje následující frekvenční kanály LoRaWAN, což umožňuje snadnou konfiguraci při sestavování firmwaru ze zdrojového kódu.
| Kraj | Frekvence (MHz) |
| Severní Amerika | US915 |
| Asie | AS923 |
| Austrálie | AU915 |
| Korea | KR920 |
RF charakteristiky
Následující tabulka uvádí typickou úroveň citlivosti modulu koncentrátoru UP100.
| Šířka pásma signálu (kHz) | Rozptylovací faktor | Citlivost (dBm) |
| 125 | 12 | -139 |
| 125 | 7 | -125 |
| 250 | 7 | -123 |
| 500 | 12 | -134 |
| 500 | 7 | -120 |
Elektrické požadavky
Namáhání zařízení nad jednu nebo více hodnot uvedených v části Absolutní maximální hodnocení může způsobit trvalé poškození. Toto jsou pouze hodnocení stresu. Je třeba se vyvarovat provozu modulu za těchto nebo jakýchkoli jiných podmínek, než jsou uvedeny v oddílech Provozní podmínky specifikace. Vystavení podmínkám absolutního maximálního hodnocení po delší dobu může ovlivnit spolehlivost zařízení.
Rozsah provozních podmínek definuje ty limity, ve kterých je zaručena funkčnost zařízení. Tam, kde jsou uvedeny aplikační informace, mají pouze informativní charakter a nejsou součástí specifikace.
Absolutní maximální výkon
Níže uvedené mezní hodnoty jsou v souladu se systémem absolutního maximálního hodnocení (IEC 134).
| Symbol | Popis | Stav | Min | Max |
| 3V3 | Modul napájení objtage | Vstup DC voltage na 3V3 pinech | -0.3V | 3.6V |
| USB | USB D+/D- piny | Vstup DC voltage na rozhraní USB
špendlíky |
3.6V | |
| RESETOVAT | UP100 resetovací kolík | Vstup DC voltage na vstupním kolíku RESET | -0.3V | 3.6V |
| SPI | SPI rozhraní | Vstup DC voltage na kolíku rozhraní SPI | -0.3V | 3.6V | |
| GPS_PPS | GPS PPS vstup | Vstup DC voltage na vstupním kolíku GPS_PPS | -0.3V | 3.6V | |
| Pho_ANT | Robustnost antény | Nesoulad výstupního RF zatížení
robustnost u ANT1 |
10:1
VSWR |
||
| Tstg | Skladovací teplota | -40 °C | 85 °C |
VAROVÁNÍ:
Výrobek není chráněn proti přepětítage nebo obrácený svtages. V případě potřeby zvtage špičky přesahující napájení objtagSpecifikace, uvedené v tabulce výše, musí být omezeny na hodnoty v rámci specifikovaných hranic použitím vhodných ochranných zařízení
Maximální ESD
| Parametr | Min | Typický | Max | Poznámky |
| ESD_HBM | 1000V | Model nabíjeného zařízení JESD22-C101 TŘÍDA III | ||
| ESD_CDM | 1000V | Model nabíjeného zařízení JESD22-C101 TŘÍDA III |
POZNÁMKA:
Přestože je tento modul navržen tak, aby byl co nejodolnější, elektrostatický výboj (ESD) jej může poškodit. Tento modul musí být při manipulaci nebo přepravě vždy chráněn před ESD. Statické náboje mohou snadno vytvářet potenciály několika kilovoltů na lidském těle nebo zařízení, které se mohou vybíjet bez detekce. Vždy by měla být dodržována průmyslová standardní opatření pro manipulaci s ESD.
Spotřeba energie
| Režim | Stav | Min | Typický | Max |
| Aktivní režim (TX) | Výkon TX kanálu je 20 dBm a
Napájení 3.3V. |
511 mA | 512 mA | 513 mA |
| Aktivní režim (RX) | TX zakázáno a RX povoleno | 70 mA | 81.6 mA | 101 mA |
Rozsah napájení
Vstupní objemtage při 3V3 musí být nad normálním minimálním limitem provozního rozsahu pro zapnutí modulu.
| Symbol | Parametr | Min | Typický | Max |
| 3V3 | Napájení modulu provozní vstup voltage | 3V | 3.3V | 3.6V |
Mechanické vlastnosti
Deska váží 8.5 gramu, je široká 30 mm a vysoká 50.95 mm. Rozměry modulu zcela spadají do elektromechanické specifikace PCI Express Mini Card, s výjimkou tloušťky karty (maximálně 5.2 mm v nejtloušťce).
Provozní podmínky
| Parametr | Min | Typický | Max | Poznámky |
| Normální provozní teplota | -40 °C | +25 °C | +85 °C | Normální rozsah provozních teplot (plně funkční a splňují specifikace 3GPP) |
POZNÁMKA:
Pokud není uvedeno jinak, všechny specifikace provozních podmínek jsou při okolní teplotě 25 °C. Provoz mimo provozní podmínky se nedoporučuje a delší vystavení nad rámec těchto podmínek může ovlivnit spolehlivost zařízení.
Schematický diagram
Modul brány UP100 odkazuje na referenční návrh Semtech pro SX1303. Rozhraní SPI lze použít na konektoru mini-PCIe. Následující obrázek ukazuje minimální aplikační schéma UP100. Měli byste použít alespoň 3.3V/1A DC napájení, připojte rozhraní SPI k hlavnímu procesoru.
Obrázek 5: Schematický diagram
Prohlášení Federální komunikační komise o rušení
Toto zařízení vyhovuje části 15 pravidel FCC. Provoz podléhá následujícím dvěma podmínkám: (1) Toto zařízení nesmí způsobovat škodlivé rušení a (2) toto zařízení musí akceptovat jakékoli přijaté rušení, včetně rušení, které může způsobit nežádoucí provoz.
Toto zařízení bylo testováno a bylo zjištěno, že vyhovuje limitům pro digitální zařízení třídy B podle části 15 pravidel FCC. Tyto limity jsou navrženy tak, aby poskytovaly přiměřenou ochranu před škodlivým rušením při domácí instalaci. Toto zařízení generuje, používá a může vyzařovat vysokofrekvenční energii a pokud není nainstalováno a používáno v souladu s pokyny, může způsobovat škodlivé rušení rádiové komunikace. Nelze však zaručit, že při konkrétní instalaci k rušení nedojde. Pokud toto zařízení způsobuje škodlivé rušení rozhlasového nebo televizního příjmu, což lze zjistit vypnutím a zapnutím zařízení, doporučujeme uživateli, aby se pokusil napravit rušení jedním z následujících opatření:
- Přeorientujte nebo přemístěte příjemce
- Zvětšete vzdálenost mezi zařízením a
- Připojte zařízení do zásuvky v jiném okruhu, než ke kterému je připojen přijímač
- Poraďte se s prodejcem nebo zkušeným rádiovým/TV technikem
Upozornění FCC: Jakékoli změny nebo úpravy, které nejsou výslovně schváleny stranou odpovědnou za shodu, mohou zrušit oprávnění uživatele provozovat toto zařízení.
Tento vysílač nesmí být umístěn nebo provozován ve spojení s jinou anténou nebo vysílačem.
Prohlášení o vystavení radiaci:
Toto zařízení vyhovuje limitům FCC pro vystavení radiaci stanoveným pro nekontrolované prostředí. Toto zařízení by mělo být instalováno a provozováno s minimální vzdáleností 20 cm mezi radiátorem a vaším tělem.
Toto zařízení je určeno pouze pro OEM integrátory za následujících podmínek:
- Anténa musí být instalována tak, aby mezi anténou a uživateli byla zachována vzdálenost 20 cm a
- Modul vysílače nesmí být umístěn společně s jiným vysílačem nebo anténou.
- Schválení modulu je platné pouze v případě, že je modul nainstalován v testovaném hostiteli nebo kompatibilní řadě hostitelů
Pokud jsou splněny 3 výše uvedené podmínky, dále vysílač test nebude vyžadován. Integrátor OEM je však stále zodpovědný za testování jejich koncového produktu z hlediska jakýchkoli dalších požadavků na shodu vyžadovaných s tímto nainstalovaným modulem
DŮLEŽITÁ POZNÁMKA: V případě splnění těchto podmínek nelze splnit (napřample určité konfigurace notebooku nebo společné umístění s jiným vysílačem), pak již není autorizace FCC považována za platnou a FCC ID nemůže použít na konečný produkt. Za těchto okolností bude OEM integrátor odpovědný za přehodnocení konečného produktu (včetně vysílače) a získání samostatného povolení FCC.
Označení konečného produktu
Tento vysílací modul je povolen pouze pro použití v zařízení, kde může být anténa instalována tak, aby mezi anténou a uživateli byla zachována vzdálenost 20 cm. Konečný konečný produkt musí být označen na viditelném místě následujícím textem: „Obsahuje FCC ID:
Informace v příručce pro koncového uživatele
2A5CK-UP100“. FCC ID příjemce grantu lze použít pouze v případě, že jsou splněny všechny požadavky FCC.
OEM integrátor si musí být vědom, že neposkytne koncovému uživateli informace o tom, jak nainstalovat nebo odstranit tento RF modul v uživatelské příručce koncového produktu, který tento modul integruje.
Příručka pro koncového uživatele musí obsahovat všechny požadované regulační informace/varování, jak je uvedeno v této příručce.
Přečtěte si více o této příručce a stáhněte si PDF:
Dokumenty / zdroje
 |
Modul brány Ushine UP100 LoRaWAN [pdfUživatelská příručka UP100, 2A5CK-UP100, 2A5CKUP100, UP100 modul brány LoRaWAN, UP100, modul brány LoRaWAN |
