FLINT LoRa無線シールド(E220-900T22S for Arduino)

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概要

920MHz帯域のプライベートLoRaモジュールをArduinoシールドの形にしました。

LoRaは長距離通信を特徴とした無線通信規格です。見通し距離は1km以上の長距離通信が可能です。（通信速度は1.7kbps ～ 62.5kbps）

クレアリンクテクノロジー社のLoRa通信モジュール、E220-900T22S(JP)を搭載しました。技術基準適合証明を取得していますので、日本国内で使用ができます。プライベートLoRaですので、E220-900T22S(JP)同士の通信が可能です。各種Arduino UNOサイズのマイコンボードから使用が可能です。信号線が3.3V系統のマイコンボードにも切り替えで対応する事が可能です。アンテナはTX915-JK-11が付属。

Arduino側からLoRa通信モジュールのON/OFFの制御や、動作状態を取得可能

ArduinoのD11をHIGHにすると、LoRaモジュールの電源供給がOFFになります。省エネやLoRaモジュールのリセット用途に。J1にジャンパーピンが刺さっている状態で使用できます。J1がオープンの状態では常に電源供給がONです。

D8の状態を見る事で、LoRaモジュールがBusy状態か確認できます。D8がLOWの時にBusy状態です。J8にジャンパーピンが刺さっている状態で使用できます。

Grove端子が2個搭載

センサーや入力スイッチなどを接続できるGrove端子を搭載しています。3.3V・5.5V切り替え式ですので、多くのGrove製品に対応します。

ギャラリー

仕様

電源：　Arduinoより供給
表示：　LED( Power / RX / TX / LoRa(モジュールの電源状態表示) / AUX(Busy状態表示)
搭載LoRaモジュール：　クレアリンクテクノロジー　E220-900T22S(JP)
モジュールモード切替：　Arduino側より制御（M0/M1）
LoRaモジュール電源電圧：　5V（信号線は3.3V)
アンテナ端子：　SMA
Grove端子電圧：　5V・3.3Vスライドスイッチ切り替え式（VCC・信号線）
レベル変換：　BSS138
内容物：　基板・アンテナ（TX915-JK-11）・ピンソケット

以下、E220-900T22S(JP) の仕様

周波数：　920.6MHz ～ 928.0MHz
変調方式：　LoRaスペクトラム拡散方式
帯域幅：　125kHz ～ 500kHz
拡散率：　5 ～ 11
伝送速度：　1.7kbps ～ 62.5kbps
送信出力：　13dBm：20mW以下
受信感度：　-129dbm
消費電流(3.3V動作時)：　送信時/43mA　受信時/8.2mA
動作モード（4種類）：　データ送受信モード・WOR送信モード・WOR受信モード・Config/DeepSleepモード（コマンドによるパラメータ設定モード）

基板の説明

LoRa関係の機能

LoRa PINスイッチ

LoRaモジュールとの通信するPINを設定します。D0/D1（Arduino標準のRX/TXピン）か、D5/D6

LoRa RESETスイッチ

押している間は、LoRaモジュールの電源がOFFになります。

LoRa Power LED

LoRaモジュールに電源が供給されている時に点灯します。

AUX LED

LoRaモジュールがBusy状態の場合に点灯します。マイコンからLoRaモジュールにコマンドを送信し処理している場合に点灯します。LoRaモジュールがOFFの状態の時にも点灯します。つまり、このLEDが点灯している状態では、LoRaモジュールはコマンドを受け付けられない状態です。

TX・RX LED

マイコンとLoRaモジュールの通信状態を表示します。TXがLoRaモジュール→マイコン、RXがマイコン→LoRaモジュールの通信です。

LoRa Power Enable ジャンパーピン

ジャンバーピンをショートした状態で、マイコンのD11をLOWにするとLoRaモジュールの電源はONです。HIGHだとOFFになります。ジャンパーピンを外すとONの状態で固定です。

AUX status ジャンパーピン

マイコンのD8でAUXの情報が取得できます。AUX LEDが点灯している時、D8はLOWになります。

Grove関係の説明

VCC(SW4/SW7)

Grove端子の電源電圧を変更します。5V↔3.3V

SCL/SDA/A0/A1(SW2/SW3/SW5/SW6)

信号線の電圧を変更します。5V↔3.3V

たとえば、M5社の販売するモジュールは、電源電圧を5V・信号線電圧を3.3Vを選択します。

その他

D12スイッチ

ArduinoのD12に接続されています。プルアップはされていないので、pinMode(12, INPUT_PULLUP ); で使用します。

MPU IO Voltage

Arduinoマイコンボード側の信号線の電圧に合わせて変更します。Arduino UNO・Arduino Leonardoは5V、ESPr One 32やSTM32 Nucleo-64では3.3Vを選択します。

使用ピン

D0/D5・・・RX(Arduino側)
D1/D6・・・TX(Arduino側)
D8・・・AUXスタータスを取得　pinMode(8, INPUT);
D9・・・M0設定　pinMode(9, OUTPUT);
D10・・・M1設定　pinMode(10, OUTPUT);
D11・・・LoRaモジュール電源制御　pinMode(11, OUTPUT);
D12・・・SW10　pinMode(12, INPUT_PULLUP);

D0/D1はArduinoの標準UARTピンですが、Arduino UNO R3などはD0/D1はPCとの通信に使用しているので、SoftwareSerialを使いD5/D6を使用してLoRaモジュールとのUART通信を行います。

使用ピンの変更

マイコンや他のシールドによって、このシールドで使うピンを変更したい時は、裏面のハンダジャンパーを他のピンと銅線でつなぐ事で、LoRaモジュールで使用するピンを変更する事が出来ます。下記例はESPr One 32の場合です。

ピンヘッダをハンダ付けする

付属のピンヘッダをハンダ付けするには、Arduinoに刺した状態で行います。

端の1ピンをハンダ付けしてみて、基板とすきまが開いているようであれば修正します。はんだは少なめにします。反対の端もハンダ付けして隙間が無いか確認しながら行います。両端の隙間な無いようであれば、残りのピンをハンダ付けします。この時に、長くはんだを温めているとArduino側のピンソケットも壊れますので、5秒以内で手早く行います。