В этом разделе будет подробно рассказано о внутреннем устройстве платы Yotster Vicino, будут даны спецификации, распиновки и схемы всех её составляющих: микроконтроллера, LoRa модуля, NFC чипа и т. д.
Состав платы Yotster Vicino
Плата Yotster Vicino состоит из следующих основных частей:
- Микроконтроллер ATSAMD21E18 (ARM Cortex-M0+)
- LoRa модуль G-NiceRF LORA1276
- Встроенная LoRa антенна
- Разъём для подключения внешней LoRa антенны
- EEPROM чип M24LR64-R с I2C и NFC/RFID интерфейсами
- Встроенная в плату NFC/RFID антенна
- Контроллер заряда литиевого аккумулятора на чипе CN3058E
- Разъём для подключения аккумулятора
- Micro USB разъём
- JTAG разъём
- Кнопка «PROG» для программирования платы
- Кнопка «RESET» для сброса платы
- Разъём с 5-ю GPIO выводами для подключения периферии
Далее будут даны подробные сведения и спецификации всех составляющих частей платы Yotster Vicino. На фото ниже представлен внешний вид контроллера.
Пользовательский разъём
Плата Yotster Vicino имеет 5-штырьковый пользовательский разъём на который выведены многофункциональные пины микроконтроллера PA05, PA06, PA07, PA08. В среде программирования Arduino эти пины обозначаются как D5, D6, D7, D8. Эти выводы могут использоваться в ваших проектах для подключения различной периферии в виде датчиков и актуаторов.
GND — земля
PA05 (ADC5, INT, DAC1) — многофункциональный пин (Arduino D5)
PA06 (ADC6, PWM) — многофункциональный пин (Arduino D6)
PA07 (ADC7, PWM) — многофункциональный пин (Arduino D7)
PA08 (ADC16, NMI, PWM) — многофункциональный пин (Arduino D8)
MattairTech MT-D21E
Плата Yotster Vicino является наследницей и дальнейшим развитием платы MattairTech MT-D21E, поэтому мы скажем несколько слов об этой разработке.
На указанной странице вы можете найти информацию о плате MattairTech MT-D21E, многие детали которой относятся также и к плате Yotster Vicino. Например, здесь для справки мы приводим распиновку платы MattairTech MT-D21E.
Также для работы с платой Yotster Vicino в среде программирования Arduino IDE нужно установить программное ядро поддержки платы MattairTech MT-D21E. Подробно о процессе установки программного ядра и библиотек вы можете узнать в разделе Программирование этой документации.
Микроконтроллер ATSAMD21E18
Сердцем модуля Yotster Vicino является микроконтроллер ATSAMD21E18. Это современный высокопроизводительный 32-битный микроконтроллер на ядре ARM Cortex-M0+, который имеет 256 КБ флеш-памяти для программного кода и 32 КБ оперативной памяти и работает на частоте 48 МГц.
Использование такого мощного микроконтроллера позволяет создавать проекты с повышенными требованиями к скорости и объёмам отработки информации, например, он легко справляется с шифрованием LoRa пакетов в реальном времени.
Схема подключения микроконтроллера ATSAMD21E18:
Характеристики микроконтроллера ATSAMD21E18:
- Микроконтроллер: ATSAMD21E18 (ARM Cortex-M0+)
- Тактовая частота: 48 МГц
- Напряжение логики: 3,3 В
- Flash память: 256 КБ
- SRAM память: 32 КБ
- Цифровые выводы: 20
- Выводов с ШИМ: 12
- Ток пина: до 7 мА
Модуль G-NiceRF LORA1276
Беспроводные функции платы Yotster Vicino обеспечивает интегрированный модуль G-NiceRF LORA1276 на чипе Semtech SX1276. Он аппаратно реализует все возможности технологии LoRa и позволяет быстро и просто создавать проекты с беспроводным обменом данными.
Характеристики модуля G-NiceRF LORA1276:
- Чип: Semtech SX1276
- Частотный диапазон: 868 МГц
- Чувствительность: до -139 дБм
- Динамический диапазон RSSI: 127 дБ
- Максимальная выходная мощность: 20 дБм
- Максимальная дальность работы: 4 - 6 км
- Ток потребления в режиме приема: 13 мА
- Потребление в режиме сна: < 200 нА
- Скорость передачи: до 300 Kб/с
- Режимы модуляции: LoRa TM, FSK, GFSK, OOK
- Пакеты: до 256 байт с FIFO и CRC
- Температурный диапазон: от -40 до 85 °C
Все физические соединения между микроконтроллером ATSAMD21E18 и модулем G-NiceRF LORA1276 уже выполнены на плате, а всю программную реализацию берёт на себя LoRa библиотека, поэтому вам остаётся только запрограммировать в скетче логику беспроводной LoRa связи.
Подключение модуля G-NiceRF LORA1276
Для подключения модуля G-NiceRF LORA1276 к микроконтроллеру ATSAMD21E18 используется 8 линий, о назначении которых ниже будет рассказано подробно.
PA03 (D3, RX), PA02 (D2, TX) — пины приёма/передачи данных модулем G-NiceRF LORA1276
PA04 (D4, RST) — вывод управления сбросом модуля G-NiceRF LORA1276
PA09 (D9, DIO0) — вывод управления модулем G-NiceRF LORA1276
PA19 (D19, SCK), PA18 (D18, MOSI), PA22 (D22, MISO), PA23 (D23, NSS) — выводы интерфейса SPI, использующиеся для управления модулем G-NiceRF LORA1276
LoRa антенна
На плате Yotster Vicino установлена эффективная керамическая антенна на диапазон 868 МГц, которая позволяет обмениваться LoRa пакетами с другими устройствами. На плате также установлен разъём для подключения внешней выносной антенны.
EEPROM память с I2C и NFC/RFID интерфейсами
Плата Yotster Vicino содержит микросхему EEPROM памяти M24LR64-R с проводным I2C интерфейсом и возможностью работы по беспроводным NFC/RFID интерфейсам. Это позволяет использовать Yotster Vicino в продвинутых IoT проектах, где нужно передавать и сохранять данные по NFC/RFID протоколам.
Записывать и считывать данные можно как со стороны контроллера, так и беспроводным способом со стороны RFID меток, ридеров, смартфонов и т. п. устройств.
Основные характеристики микросхемы M24LR64-R:
- Частотный диапазон: 13,56 МГц ± 7 кГц
- Поддержка стандартов: ISO 15693, ISO 18000-3
- Интерфейс: I2C
- Уникальный номер: 64 бита
- Память EEPROM: 64 кб
- Время записи по I2C: 5 мс
- Время записи по радио: 5,75 мс
- Количество циклов записи: > 1 000 000
- Срок сохранности данных: 40 лет
- Рабочее напряжение: 1,8 – 5,5 В
- Рабочий диапазон температур: от -40 до 85 °C
Типовой пример использования этой технологии — активация датчиков умного дома путём поднесения их к главному контроллеру — при этом устройства обмениваются идентификаторами и ключами шифрования.
Другой пример: работник подносит свой смартфон с поддержкой NFC к контроллеру Yotster Vicino и тот пересылает его данные по LoRa интерфейсу на сервер компании, или наоборот, загружает какие-то данные, полученные по LoRa интерфейсу, на смартфон работника компании.
NFC/RFID антенна
На обратной стороне платы контроллера Yotster Vicino расположена печатная NFC/RFID антенна.
Micro USB разъём
Плата Yotster Vicino имеет Micro USB разъём для подключения к компьютеру и программирования. Вам достаточно подключить Yotster Vicino USB кабелем к компьютеру и можно начинать работу — тока стандартного USB порта достаточно для питания как самой платы, так и её радиочастотной части.
Разъём JTAG
Контроллер Yotster Vicino имеет также разъём JTAG для программирования и профессиональной отладки кода, что позволяет использовать его в серьёзных IoT проектах.
Кнопка PROG
Кнопка PROG используется для программирования и работы с JTAG разъёмом.
Контроллер аккумулятора
Плата Yotster Vicino содержит контроллер заряда литиевого аккумулятора на микросхеме CN3058E. Это позволяет создавать проекты, которые используют автономное питание, независимое от подключения к электрической сети.
Разъём аккумулятора
Для работы Yotster Vicino от аккумулятора вам достаточно подключить его к этому разъёму. При подключении платы к компьютеру или зарядному устройству через Micro USB разъём, аккумулятор будет автоматически заряжаться.
Кнопка сброса RESET
На плате также присутствует кнопка RESET, нажав на которую вы можете принудительно перезагрузить модуль Yotster Vicino.
Встроенный светодиод
На плате Yotster Vicino есть встроенный тестовый светодиод, который вы можете использовать в своих проектах для отладки или индикации состояния системы. Он подключён к выводу контроллера PA28 (D28), цвет свечения — красный. Это аналог тестового светодиода D13 платы Arduino Uno.
Габаритные размеры
Плата Yotster Vicino имеет длину 80 мм и ширину 30 мм.
Принципиальная схема
На рисунке ниже представлена принципиальная электрическая схема платы. По этой схеме можно уточнить детали реализации и работы модуля Yotster Vicino.
Ссылки по теме
Обзор LoRa контроллера Yotster Vicino
Программирование Yotster Vicino
Пример использования Yotster Vicino
Где купить?
Yotster Vicino в магазине «Electromicro»
Техническая поддержка
Мы внимательно относимся к потребностям наших клиентов и осуществляем техническую поддержку всей выпускаемой продукции. Вы можете написать нам письмо с вашим вопросом или позвонить по телефону и специалист нашей компании проконсультирует вас и поможет решить вашу проблему.
- Емейл для вопросов по нашей продукции: electromicro@bk.ru
- Наш телефон: +7 (495) 997-37-74
