Manuale utente del modulo gateway LoRaWAN Ushine UP100
Manuale utente del modulo gateway LoRaWAN UP100
Introduzione
UP100 è un modulo gateway LoRaWAN con fattore di forma mini-PCIe basato su Semtech SX1303 e SX1261 per la funzione Listen Before Talk, che consente una facile integrazione in un router esistente o in altre apparecchiature di rete con funzionalità LPWAN Gateway. Può essere utilizzato in qualsiasi piattaforma embedded che offra uno slot mini-PCIe gratuito con connessione USB/SPI. Inoltre, il chip GPS ZOE-M8Q è integrato a bordo.
Questo modulo è una soluzione gateway completa ed economica che offre fino a 10 percorsi di demodulazione parallela programmabili, 8 rilevatori di pacchetti LoRa a 8 canali, 8 demodulatori LoRa SF5-SF12 e 8 demodulatori LoRa SF5-SF10. È in grado di rilevare una combinazione ininterrotta di tasche a 8 diversi fattori di diffusione e 10 canali con demodulazione continua fino a 16 pacchetti. Questo prodotto è ideale per reti fisse di misurazione intelligente e applicazioni Internet-of-Things (IoT).
Caratteristiche
- Progettato in base al fattore di forma mini-PCIe
- Potenza Tx fino a 20.91dBm @SF12, BW 500KHz
- Supporta la banda di frequenza globale senza licenza (US915, AS923, AU915, KR920)
- Supporta interfacce USB/SPI opzionali
- Ascolta prima di parlare
- Bel tempoamp
Tabelloneview
UP100 è un modulo gateway LoRaWAN compatto, che lo rende adatto per l'integrazione in sistemi in cui i vincoli di massa e dimensioni sono essenziali. È stato progettato con il fattore di forma mini-PCIe, quindi può facilmente entrare a far parte di prodotti conformi allo standard, dove consentono schede con uno spessore di almeno 5.2 mm.
La scheda ha due interfacce UFL per le antenne LoRa e GNSS e un connettore standard a 52 pin (mini-PCIe).
Diagramma a blocchi
Il modulo gateway UP100 LoRaWAN è dotato di un chip SX1303 e due SX1250. Il primo chip viene utilizzato per il segnale RF e il core del dispositivo, mentre il secondo fornisce il relativo modem LoRa e le funzionalità di elaborazione. Ulteriori circuiti di condizionamento del segnale sono implementati per la conformità PCI Express Mini Card e un connettore UFL è disponibile per l'integrazione dell'antenna esterna.
Figura 2: diagramma a blocchi
Hardware
L'hardware è classificato in più parti. Discute l'interfaccia, i pinout e le relative funzioni e diagrammi. Copre anche i parametri ei valori standard della scheda.
Interfacce
- Interfaccia SPI – L'interfaccia SPI fornisce principalmente i pin HOST_SCK, HOST_MISO, HOST_MOSI, HOST_CSN del connettore di sistema. L'interfaccia SPI dà accesso al registro di configurazione dell'SX1303 tramite un protocollo sincrono full-duplex. Viene implementato solo il lato slave.
- Interfaccia USB – L'interfaccia USB fornisce principalmente i pin USB_D+, USB_D- del connettore di sistema. L'interfaccia USB consente di accedere al registro di configurazione di SX1303 tramite un MCU STM32L412. Viene implementato solo il lato slave.
- Interfaccia UART e I2C – UP100 integra un modulo GPS ZOE-M8Q con interfaccia UART e I2C. I PIN sul dito d'oro forniscono una connessione UART e una connessione I2C, che consente l'accesso diretto al modulo GPS. Il segnale PPS non è solo collegato internamente all'SX1303, ma è anche collegato al golden finger che può essere utilizzato dalla scheda host.
- GPS_PPS – UP100 include l'ingresso PPS per i pacchetti ricevuti time-stamped e Fine Timestamp.
- RESET – La scheda UP100 SPI include il segnale di ingresso RESET attivo-alto per ripristinare le operazioni radio come specificato dalle specifiche SX1303. Il RESET della scheda USB UP100 è controllato dall'MCU.
- Interfaccia RF dell'antenna – Il modulo dispone di un'interfaccia RF su un connettore UFL standard con un'impedenza caratteristica di 50Ω. La porta RF supporta sia Tx che Rx, fornendo l'interfaccia dell'antenna.
Diagramma di piedinatura
Figura 3: diagramma di piedinatura
Pinout Descrizione
| Tipo | Descrizione |
| IO | bidirezionale |
| DI | Ingresso digitale |
| DO | Uscita digitale |
| OC | Collettore aperto |
| OD | Scarico aperto |
| PI | Potenza assorbita |
| PO | Potenza in uscita |
| NC | Nessuna connessione |
| Pin No. | UP100 | Tipo | Descrizione | Osservazioni |
| 1 | SX1261_OCCUPATO | DO | Nessuna connessione per impostazione predefinita | Riservato per il futuro
applicazioni |
| 2 | 3V3 | PI | Alimentazione 3.3 V CC | |
| 3 | SX1261_DIO1 | IO | Nessuna connessione per impostazione predefinita | Riservato per il futuro
applicazioni |
| 4 | Terra | Terra | |||
| 5 | SX1261_DIO2 | IO | Nessuna connessione per impostazione predefinita | Riservato per il futuro
applicazioni |
|
| 6 | GPIO(6) | IO | Nessuna connessione per impostazione predefinita | Collegati agli SX1302
GPIO(6) |
|
| 7 | SX1261_NSS | DI | Nessuna connessione per impostazione predefinita | Riservato per il futuro
applicazioni |
|
| 8 | NC | Nessuna connessione | |||
| 9 | Terra | Terra | |||
| 10 | NC | Nessuna connessione | |||
| 11 | SX1261_NRESET | DI | Nessuna connessione per impostazione predefinita | Riservato per il futuro
applicazioni |
|
| 12 | NC | Nessuna connessione | |||
| 13 | MCU_NRESET | DI | Segnale di RESET per MCU di
UP100-US915U |
Attivo basso | |
| 14 | NC | Nessuna connessione | |||
| 15 | Terra | Terra | |||
| 16 | NC | Nessuna connessione | |||
| 17 | NC | Nessuna connessione | |||
| 18 | Terra | Terra | |||
| 19 | PPS | DO | Uscita a impulsi di tempo | Lasciare aperto se non in uso | |
| 20 | NC | Nessuna connessione | |||
| 21 | Terra | Terra | |||
| 22 | SX1303_REIMPOSTA | DI | SX1303_REIMPOSTA | Attivo alto, ≥100ns per
SX1302 ripristinato |
|
| 23 | RESET_GPS | DI | Modulo GSP ZOE-M8Q
ingresso di ripristino |
Attivo basso, lascia aperto se
non in uso |
|
| 24 | 3V3 | PI | Alimentazione 3.3 V CC | ||
| 25 | STANDBY_GPS | DI | Modulo GPS ZOE-M8Q
ingresso di interruzione esterno |
Attivo basso, lascia aperto se
non in uso |
|
| 26 | Terra | Terra | |||
| 27 | Terra | Terra | |||
| 28 | GPIO(8) | Collegati agli SX1303
GPIO(8) |
|||
| 29 | Terra | Terra | |||
| 30 | I2C_CLK | IO | OSPITE CLK | Collegarsi all'SCL del modulo GPS ZOE-M8Q
internamente, lasciare aperto se non in uso |
|
| 31 | UART_TX | DI | HOST UART_TX | Collegarsi all'UART_RX del modulo GPS ZOE-M8Q
internamente, lasciare aperto se non in uso |
|
| 32 | I2C_DATI | IO | DATI OSPITI | Collegarsi all'SDA del modulo GPS ZOE-M8Q
internamente, lasciare aperto se non in uso |
|
| 33 | UART_RX | DO | OSPITE UART_RX | Collega al modulo GPS |
| UART_TX di ZOE-M8Q
internamente, lasciare aperto se non in uso |
|||||
| 34 | Terra | Terra | |||
| 35 | Terra | Terra | |||
| 36 | USB_DM | IO | Dati differenziali USB (-) | Richiede differenziale
impedenza di 90Ω |
|
| 37 | Terra | Terra | |||
| 38 | USB_DP | IO | Dati differenziali USB (+) | Richiede differenziale
impedenza di 90Ω |
|
| 39 | 3V3 | PI | Alimentazione 3.3 V CC | ||
| 40 | Terra | Terra | |||
| 41 | 3V3 | PI | Alimentazione 3.3 V CC | ||
| 42 | NC | Nessuna connessione | |||
| 43 | Terra | Terra | |||
| 44 | NC | Nessuna connessione | |||
| 45 | HOST_SCK | IO | Ospitare SPI SCK | ||
| 46 | NC | Nessuna connessione | |||
| 47 | HOST_MISO | IO | Ospita SPI MISO | ||
| 48 | NC | Nessuna connessione | |||
| 49 | HOST_MOSI | IO | Ospite SPI MOSI | ||
| 50 | Terra | Terra | |||
| 51 | HOST_CSN | IO | Ospitare SPI CSN | ||
| 52 | 3V3 | PI | Alimentazione 3.3 V CC |
Frequenze operative
La scheda supporta i seguenti canali di frequenza LoRaWAN, consentendo una facile configurazione durante la creazione del firmware dal codice sorgente.
| Regione | Frequenza (MHz) |
| America del Nord | US915 |
| Asia | AS923 |
| Australia | AU915 |
| Corea | KR920 |
Caratteristiche RF
La tabella seguente fornisce il livello di sensibilità tipico del modulo concentratore UP100.
| Larghezza di banda del segnale (KHz) | Fattore di diffusione | Sensibilità (dBm) |
| 125 | 12 | -139 |
| 125 | 7 | -125 |
| 250 | 7 | -123 |
| 500 | 12 | -134 |
| 500 | 7 | -120 |
Requisiti elettrici
Sottoporre il dispositivo al di sopra di una o più delle classificazioni elencate nella sezione Classificazione massima assoluta può causare danni permanenti. Queste sono solo valutazioni di stress. Evitare di utilizzare il modulo in queste o in altre condizioni diverse da quelle specificate nelle sezioni Condizioni operative della specifica. L'esposizione a condizioni di valutazione massima assoluta per periodi prolungati può influire sull'affidabilità del dispositivo.
Il range delle condizioni di funzionamento definisce quei limiti entro i quali è garantita la funzionalità del dispositivo. Laddove vengono fornite informazioni sull'applicazione, sono solo consultive e non fanno parte della specifica.
Valutazione massima assoluta
I valori limite indicati di seguito seguono il sistema di valutazione massima assoluta (IEC 134).
| Simbolo | Descrizione | Condizione | Minimo | Massimo |
| 3V3 | Modulo di alimentazione voltage | Ingresso DC voltage ai pin 3V3 | -0.3 V | 3.6V |
| USB | Pin USB D+/D- | Ingresso DC voltage all'interfaccia USB
spilli |
3.6V | |
| RESET | Pin di ripristino UP100 | Ingresso DC voltage al pin di ingresso RESET | -0.3 V | 3.6V |
| SPI | Interfaccia SPI | Ingresso DC voltage al pin dell'interfaccia SPI | -0.3 V | 3.6V | |
| GPS_PPS | Ingresso GPS PPS | Ingresso DC voltage al pin di ingresso GPS_PPS | -0.3 V | 3.6V | |
| Fo_ANT | Robustezza dell'antenna | Mancata corrispondenza del carico RF in uscita
robustezza a ANT1 |
10:1
ROS |
||
| TSTG | Temperatura di conservazione | -40 °C | 85 °C |
AVVERTIMENTO:
Il prodotto non è protetto contro l'overvoltage o invertito voltages. Se necessario, voltage picchi che superano il volume di alimentazionetagLa specifica, riportata nella tabella precedente, deve essere limitata a valori entro i limiti specificati mediante l'utilizzo di adeguati dispositivi di protezione
ESD massimo
| Parametro | Minimo | Tipico | Massimo | Osservazioni |
| ESD_HBM | 1000V | Dispositivo Carica Modello JESD22-C101 CLASSE III | ||
| ESD_CDM | 1000V | Dispositivo Carica Modello JESD22-C101 CLASSE III |
NOTA:
Sebbene questo modulo sia progettato per essere il più robusto possibile, le scariche elettrostatiche (ESD) possono danneggiarlo. Questo modulo deve essere sempre protetto dalle scariche elettrostatiche durante la manipolazione o il trasporto. Le cariche statiche possono facilmente produrre potenziali di diversi kilovolt sul corpo umano o sulle apparecchiature, che possono scaricarsi senza essere rilevati. Le precauzioni per la manipolazione delle scariche elettrostatiche standard del settore devono essere utilizzate in ogni momento.
Consumo energetico
| Modalità | Condizione | Minimo | Tipico | Massimo |
| Modalità attiva (TX) | La potenza del canale TX è di 20 dBm e
Alimentazione 3.3V. |
511mA | 512mA | 513mA |
| Modalità attiva (RX) | TX disabilitato e RX abilitato | 70mA | 81.6mA | 101mA |
Gamma di alimentazione
Ingresso voltagea 3V3 deve essere al di sopra del limite minimo del normale range operativo per accendere il modulo.
| Simbolo | Parametro | Minimo | Tipico | Massimo |
| 3V3 | Ingresso di comando alimentazione modulo voltage | 3V | 3.3V | 3.6V |
Caratteristiche meccaniche
La tavola pesa 8.5 grammi, è larga 30 mm e alta 50.95 mm. Le dimensioni del modulo rientrano completamente nelle specifiche elettromeccaniche PCI Express Mini Card, ad eccezione dello spessore della scheda (massimo 5.2 mm al massimo).
Condizioni operative
| Parametro | Minimo | Tipico | Massimo | Osservazioni |
| Temperatura di esercizio normale | -40 °C | +25 °C | +85 °C | Intervallo di temperatura di esercizio normale (completamente funzionante e conforme alle specifiche 3GPP) |
NOTA:
Salvo diversa indicazione, tutte le specifiche delle condizioni operative sono a una temperatura ambiente di 25°C. Il funzionamento al di fuori delle condizioni operative non è consigliato e l'esposizione prolungata al di fuori di tali condizioni può influire sull'affidabilità del dispositivo.
Diagramma schematico
Il modulo gateway UP100 si riferisce al progetto di riferimento di Semtech per SX1303. L'interfaccia SPI può essere utilizzata sul connettore mini-PCIe. La figura successiva mostra lo schema di applicazione minimo dell'UP100. È necessario utilizzare almeno 3.3 V/1 A CC, collegare l'interfaccia SPI al processore principale.
Figura 5: diagramma schematico
Dichiarazione di interferenza della Federal Communication Commission
Questo dispositivo è conforme alla Parte 15 delle Norme FCC. Il funzionamento è soggetto alle due condizioni seguenti: (1) Questo dispositivo non può causare interferenze dannose e (2) questo dispositivo deve accettare qualsiasi interferenza ricevuta, comprese le interferenze che possono causare un funzionamento indesiderato.
Questa apparecchiatura è stata testata e ritenuta conforme ai limiti per un dispositivo digitale di Classe B, ai sensi della Parte 15 delle Norme FCC. Questi limiti sono concepiti per fornire una protezione ragionevole contro interferenze dannose in un'installazione residenziale. Questa apparecchiatura genera, utilizza e può irradiare energia a radiofrequenza e, se non installata e utilizzata in conformità alle istruzioni, può causare interferenze dannose alle comunicazioni radio. Tuttavia, non vi è alcuna garanzia che non si verifichino interferenze in una particolare installazione. Se questa apparecchiatura causa interferenze dannose alla ricezione radiofonica o televisiva, cosa che può essere determinata accendendo e spegnendo l'apparecchiatura, si consiglia all'utente di provare a correggere l'interferenza tramite una delle seguenti misure:
- Riorientare o riposizionare la ricezione
- Aumentare la separazione tra l'attrezzatura e
- Collegare l'apparecchiatura a una presa su un circuito diverso da quello a cui è collegato il ricevitore
- Consultare il rivenditore o un tecnico radio/TV esperto per
Attenzione FCC: eventuali cambiamenti o modifiche non espressamente approvati dalla parte responsabile della conformità potrebbero invalidare il diritto dell'utente a utilizzare questa apparecchiatura.
Questo trasmettitore non deve essere collocato o utilizzato insieme ad altre antenne o trasmettitori.
Dichiarazione sull'esposizione alle radiazioni:
Questa apparecchiatura è conforme ai limiti di esposizione alle radiazioni FCC stabiliti per un ambiente non controllato. Questa apparecchiatura deve essere installata e utilizzata con una distanza minima di 20 cm tra il radiatore e il corpo.
Questo dispositivo è destinato esclusivamente agli integratori OEM alle seguenti condizioni:
- L'antenna deve essere installata in modo tale che tra l'antenna e gli utenti venga mantenuta una distanza di 20 cm e
- Il modulo trasmettitore non può essere collocato insieme ad altri trasmettitori o antenne.
- Omologazione del modulo valida solo quando il modulo è installato nell'host testato o nella serie compatibile di host
Finché sono soddisfatte le 3 condizioni di cui sopra, ulteriormente trasmettitore non sarà richiesto il test. Tuttavia, l'integratore OEM è ancora responsabile del test del proprio prodotto finale per eventuali requisiti di conformità aggiuntivi richiesti con questo modulo installato
NOTA IMPORTANTE: Nel caso in cui queste condizioni non può essere soddisfatto (per esempioample determinate configurazioni di laptop o co-location con un altro trasmettitore), l'autorizzazione FCC non è più considerata valida e l'ID FCC non può essere utilizzato sul prodotto finale. In queste circostanze, l'integratore OEM sarà responsabile della rivalutazione del prodotto finale (compreso il trasmettitore) e dell'ottenimento di un'autorizzazione FCC separata.
Etichettatura del prodotto finale
Questo modulo trasmettitore è autorizzato solo per l'uso in dispositivi in cui l'antenna può essere installata in modo tale che possano essere mantenuti 20 cm tra l'antenna e gli utenti. Il prodotto finale finale deve essere etichettato in un'area visibile con quanto segue: “Contiene FCC ID:
Informazioni manuali per l'utente finale
2A5CK-UP100”. L'ID FCC del beneficiario può essere utilizzato solo quando tutti i requisiti di conformità FCC sono soddisfatti.
L'integratore OEM deve fare attenzione a non fornire all'utente finale informazioni su come installare o rimuovere questo modulo RF nel manuale utente del prodotto finale che integra questo modulo.
Il manuale dell'utente finale deve includere tutte le informazioni/avvertenze normative richieste, come indicato nel presente manuale.
Leggi di più su questo manuale e scarica il PDF:
Documenti / Risorse
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Modulo gateway Ushine UP100 LoRaWAN [pdf] Manuale d'uso UP100, 2A5CK-UP100, 2A5CKUP100, UP100 Modulo gateway LoRaWAN, UP100, Modulo gateway LoRaWAN |
