Módulo transceptor LoRa de largo alcance y baja potencia MICROCHIP RN2903
Características generales
- Pila de protocolo LoRaWAN™ Clase A integrada
- Interfaz de comando ASCII sobre UART
- Factor de forma compacto: 17.8 x 26.7 x 3 mm
- Almohadillas SMT almenadas para un montaje de PCB fácil y confiable
- Respetuoso con el medio ambiente, compatible con RoHS
- Cumplimiento:
- Certificación modular para los Estados Unidos (FCC) y Canadá (IC)
- Australia y Nueva Zelanda
- Actualización de firmware del dispositivo (DFU) a través de UART (consulte la "Guía del usuario de referencia de comandos del módulo de tecnología LoRa™ RN2903" DS40000000A)
Operacional
- Volumen operativo únicotage: 2.1 V a 3.6 V (3.3 V típico)
- Rango de temperatura: -40°C a +85°C
- Bajo consumo de energía
- Tasa de bits de comunicación de RF programable hasta 300 kbps con modulación FSK, 12500 bps con modulación de tecnología LoRa™
- MCU integrado, Crystal, EEPROM serial de identidad de nodo EUI-64, transceptor de radio con extremo frontal analógico, circuito coincidente
- 14 GPIO para control y estado
Funciones de RF/analógicas
- Transceptor de largo alcance y baja potencia que opera en la banda de frecuencia de 915 MHz
- Alta sensibilidad del receptor: hasta -148 dBm
- Potencia TX: ajustable hasta +20 dBm PA de alta eficiencia
- Modulación de tecnología FSK, GFSK y LoRa
- IIP3 = -11dBm
- Cobertura >15 km en zona suburbana y cobertura >5 km en zona urbana
Descripción
El módulo transceptor de tecnología LoRa de bajo consumo y largo alcance RN2903 de Microchip proporciona una solución fácil de usar y de bajo consumo para la transmisión inalámbrica de datos de largo alcance. La interfaz de comando avanzada ofrece un rápido tiempo de comercialización. El módulo RN2903 cumple con las especificaciones del protocolo LoRaWAN Clase A. Integra RF, un controlador de banda base, un procesador de interfaz de programación de aplicaciones (API) de comando, lo que lo convierte en una solución completa de largo alcance. El módulo RN2903 es adecuado para aplicaciones de sensor de largo alcance simples con MCU host externo.
Aplicaciones
- Lectura automática de contadores
- Automatización de viviendas y edificios
- Sistemas inalámbricos de alarma y seguridad
- Monitoreo y control industrial
- Máquina a máquina
- Internet de las cosas (IoT)
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DISPOSITIVO TERMINADOVIEW
El módulo transceptor RN2903 cuenta con modulación de RF de tecnología LoRa, que proporciona comunicación de espectro ensanchado de largo alcance con alta inmunidad a interferencias. Usando la técnica de modulación de tecnología LoRa, RN2903 puede lograr una sensibilidad de receptor de -148 dBm. La alta sensibilidad combinada con la potencia integrada de +20 dBm amplifier produce un presupuesto de enlace líder en la industria, lo que lo hace óptimo para aplicaciones que requieren mayor alcance y robustez.
La modulación de la tecnología LoRa también proporciona una ventaja significativa.tages tanto en bloqueo como en selectividad en comparación con las técnicas de modulación convencionales, resolviendo el compromiso de diseño tradicional entre rango extendido, inmunidad a interferencias y bajo consumo de energía. El módulo RN2903 ofrece ruido de fase excepcional, selectividad, linealidad del receptor e IIP3 para una potencia significativamente menor consumo. La Figura 1-1, la Figura 1-2 y la Figura 1-3 muestran la parte superior del módulo view, el pinout y el diagrama de bloques.
RN2903
| Alfiler | Nombre | Tipo | Descripción |
| 1 | Tierra | Fuerza | Terminal de suministro a tierra |
| 2 | UART_RTS | Producción | Señal de comunicación UART RTS(1) |
| 3 | UART_CTS | Aporte | Señal de comunicación UART CTS(1) |
| 4 | RESERVADO | — | No conectar |
| 5 | RESERVADO | — | No conectar |
| 6 | UART_TX | Producción | Comunicación UART Transmisión (TX) |
| 7 | UART_RX | Aporte | Comunicación UART Recepción (RX) |
| 8 | Tierra | Fuerza | Terminal de suministro a tierra |
| 9 | GPIO13 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| 10 | GPIO12 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| 11 | Tierra | Fuerza | Terminal de suministro a tierra |
| 12 | VDD | Fuerza | Terminal de suministro positivo |
| 13 | GPIO11 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| 14 | GPIO10 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| 15 | NC | — | No conectado |
| 16 | NC | — | No conectado |
| 17 | NC | — | No conectado |
| 18 | NC | — | No conectado |
| 19 | NC | — | No conectado |
| 20 | Tierra | Fuerza | Terminal de suministro a tierra |
| 21 | Tierra | Fuerza | Terminal de suministro a tierra |
| 22 | Tierra | Fuerza | Terminal de suministro a tierra |
| 23 | RF | RF analógico | pin de señal de radiofrecuencia |
| 24 | Tierra | Fuerza | Terminal de suministro a tierra |
| 25 | NC | — | No conectado |
| 26 | Tierra | Fuerza | Terminal de suministro a tierra |
| 27 | Tierra | Fuerza | Terminal de suministro a tierra |
| 28 | Tierra | Fuerza | Terminal de suministro a tierra |
| 29 | NC | — | No conectado |
| 30 | PRUEBA 0 | — | No conectar |
| 31 | PRUEBA 1 | — | No conectar |
| 32 | REINICIAR | Aporte | Entrada de reinicio del dispositivo activo-bajo |
| 33 | Tierra | Fuerza | Terminal de suministro a tierra |
| 34 | VDD | Fuerza | Terminal de suministro positivo |
| 35 | GPIO0 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| 36 | GPIO1 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| 37 | GPIO2 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| 38 | GPIO3 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| 39 | GPIO4 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| 40 | GPIO5 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| 41 | Tierra | Fuerza | Terminal de suministro a tierra |
| 42 | NC | — | No conectado |
| 43 | GPIO6 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| Alfiler | Nombre | Tipo | Descripción |
| 44 | GPIO7 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| 45 | GPIO8 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| 46 | GPIO9 | Entrada/Salida | Pin de E/S de propósito general |
| 47 | Tierra | Fuerza | Terminal de suministro a tierra |
Nota 1:
Las líneas de protocolo de enlace opcionales se admiten en futuras versiones de firmware.
ESPECIFICACIONES GENERALES
La Tabla 2-1 proporciona las especificaciones generales del módulo. La Tabla 2-2 y la Tabla 2-3 proporcionan las características eléctricas y el consumo de corriente del módulo. La Tabla 2-4 y la Tabla 2-5 muestran las dimensiones del módulo y los datos de calibración de potencia de salida de RF.
| Especificación | Descripción |
| Banda de frecuencia | De 902.000 MHz a 928.000 MHz |
| Método de modulación | Modulación con tecnología FSK, GFSK y LoRa™ |
| Velocidad máxima de datos por aire | 300 kbps con modulación FSK; 12500 bps con modulación LoRa Technology |
| conexión de radiofrecuencia | Conexión del borde del tablero |
| Interfaz | Unidad de control unidireccional (UART) |
| Rango de operación | >15 km de cobertura en suburbano; >5 km de cobertura en zona urbana |
| Sensibilidad al 0.1% BER | -148 dBm(1) |
| Potencia de transmisión de RF | Ajustable hasta máx. 20 dBm en la banda de 915 MHz(2) |
| Temperatura (de funcionamiento) | -40°C a +85°C |
| Temperatura (almacenamiento) | -40°C a +115°C |
| Humedad | 10% ~ 90%
Sin condensación |
Nota
Depende de la modulación. Expansión del factor de dispersión (SF). La potencia de TX es ajustable. Para obtener más información, consulte la “Guía del usuario de referencia de comandos del módulo de tecnología RN2903 LoRa™” (DS40000000A).
| Parámetro | Mín. | Típico. | Máx. | Unidades |
| Vol de suministrotage | 2.1 | — | 3.6 | V |
| Volumentage en cualquier pin con respecto a VSS (excepto VDD) | -0.3 | — | VDD + 0.3 | V |
| Volumentage en VDD con respecto a VSS | -0.3 | — | 3.9 | V |
| Entrada Clamp Corriente (IIK) (VI < 0 o VI > VDD) | — | — | +/-20 | mA |
| Salida Camp Corriente (IOK) (VO < 0 o VO > VDD) | — | — | +/-20 | mA |
| Sumidero/fuente de GPIO actual cada uno | — | — | 25/25 | mA |
| Corriente total de sumidero/fuente de GPIO | — | — | 200/185 | mA |
| Volumen de retención de datos RAMtage (en modo de suspensión o estado de reinicio) | 1.5 | — | — | V |
| Volumen de inicio de VDDtage para garantizar la señal de reinicio de encendido interno | — | — | 0.7 | V |
| Tasa de aumento de VDD para garantizar la señal de reinicio de encendido interno | 0.05 | — | — | V/ms |
| Volumen de restablecimiento de oscurecimientotage | 1.75 | 1.9 | 2.05 | V |
| Volumen bajo de entrada lógicatage | — | — | 0.15 x VDD | V |
| Volumen alto de entrada lógicatage | 0.8 x VDD | — | — | V |
| Fuga de entrada a <25°C (VSS | — | 0.1 | 50 | nA |
| Fuga de entrada a +60°C (VSS | — | 0.7 | 100 | nA |
| Fuga de entrada a +85°C (VSS | — | 4 | 200 | nA |
| Nivel de entrada de RF | — | — | +10 | dBm |
| Modo | Corriente típica a 3V (mA) |
| Inactivo | 2.7 |
| RX | 13.5 |
| Sueño profundo | 0.022 |
| Parámetro | Valor |
| Dimensiones | 17.8 x 26.7 x 3 mm |
| Peso | 2.05 gramos |
| Configuración de potencia de transmisión | Potencia de salida (dBm) | Corriente de suministro típica a 3 V (mA) |
| 2 | 3.0 | 42.6 |
| 3 | 4.0 | 44.8 |
| 4 | 5.0 | 47.3 |
| 5 | 6.0 | 49.6 |
| 6 | 7.0 | 52.0 |
| 7 | 8.0 | 55.0 |
| 8 | 9.0 | 57.7 |
| 9 | 10.0 | 61.0 |
| 10 | 11.0 | 64.8 |
| 11 | 12.0 | 73.1 |
| 12 | 13.0 | 78.0 |
| 14 | 14.7 | 83.0 |
| 15 | 15.5 | 88.0 |
| 16 | 16.3 | 95.8 |
| 17 | 17.0 | 103.6 |
| 20 | 18.5 | 124.4 |
CONEXIONES DE HARDWARE TÍPICAS
INTERFAZ AL HOST MCU
El módulo RN2903 tiene una interfaz UART dedicada para comunicarse con un controlador de host. Las líneas de protocolo de enlace opcionales se admiten en futuras versiones de firmware. La “Guía del usuario de referencia de comandos del módulo de tecnología LoRa™ RN2903” (DS40000000A) proporciona una descripción detallada de los comandos UART. La Tabla 3-1 muestra la configuración predeterminada para la comunicación UART.
| Especificación | Descripción |
| Tasa de Baud | 57600 puntos por segundo |
| Longitud del paquete | 8 bits |
| Bit de paridad | No |
| Bits de parada | 1 bits |
| Control de flujo de hardware | No |
CLAVIJAS GPIO (GPIO1–GPIO14)
El módulo tiene 14 pines GPIO. Estas líneas se pueden conectar a interruptores, LED y salidas de relé. Los pines son entradas o salidas lógicas a las que se puede acceder a través del firmware del módulo. Estos pines tienen capacidades limitadas de sumidero y fuente. La versión de firmware actual solo admite la función de salida en todos los GPIO. Las características eléctricas se describen en término.
CONEXIÓN RF
Al enrutar la ruta de RF, utilice líneas de banda adecuadas con una impedancia de 50 ohmios.
RESTABLECER PIN
El pin de reinicio del módulo es una entrada lógica baja activa.
PINES DE ALIMENTACIÓN
Se recomienda conectar los pines de alimentación (Pin 12 y 34) a un volumen de suministro estable.tage con suficiente fuente de corriente. La Tabla 2-2 muestra el consumo de corriente. No se requieren condensadores de filtrado adicionales, pero se pueden utilizar para garantizar un volumen de suministro estable.tage en ambiente ruidoso.
DIMENSIONES FÍSICAS
HUELLA DE PCB RECOMENDADA
INFORMACIÓN DE LA APLICACIÓN
Pines de RF y línea de tira
Las señales de RF deben enrutarse con líneas de cinta de 50 ohmios debidamente terminadas. Utilice curvas en lugar de esquinas afiladas. Mantenga la ruta de enrutamiento lo más corta posible. La Figura 5.3 muestra un ejemplo de enrutamientoampel.
Antenas aprobadas
La certificación modular del módulo RN2903 se realizó con el tipo de antena externa mencionado en la Tabla 5-1. Consulte la Sección 6.0 "Aprobación reglamentaria" para conocer los requisitos reglamentarios específicos por país.
| Tipo | Ganancia (dBi) |
| Dipolo | 6 |
| Antena de microprocesador -1 | |
ESQUEMA DE APLICACIÓN
Estados Unidos Contiene FCC ID: W3I281333888668
Contiene ID de la FCC: WAP4008
el módulo RN2903 ha recibido la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) CFR47 Telecomunicaciones, Parte 15 Subparte C “Intencional.
DECLARACIÓN DE LA FCC
Este dispositivo cumple con la Parte 15 de las Normas de la FCC. Homologación modular de radiadores según homologación Part Modular Transmitter. La operación modular está sujeta a las siguientes dos condiciones: la aprobación permite al usuario final integrar el RN2903
- este dispositivo no puede causar interferencia dañina, módulo en un producto terminado sin obtener y
- este dispositivo debe aceptar cualquier interferencia posterior y recibir aprobaciones separadas de la FCC, incluida la interferencia que puede causar radiación intencional, siempre que no haya cambios ni funcionamiento no deseado. se realizan modificaciones en el circuito del módulo. Un manual de usuario para el producto terminado debe incluir cambios o modificaciones que podrían anular la siguiente declaración del usuario:
autoridad para operar el equipo. El usuario final debe Este equipo ha sido probado y cumple con todas las instrucciones provistas por el con los límites para un dispositivo digital de Clase B, de conformidad con el Concesionario, que indican la instalación y/u operación parte 15 de las Reglas de la FCC. Estos límites son condiciones diseñadas necesarias para el cumplimiento. para proporcionar protección razonable contra daños El producto terminado debe cumplir con todas las interferencias en una instalación residencial. Este equipo genera, utiliza y puede irradiar requisitos de frecuencia de radio y funciones de equipo aplicables, y si no se instala y utiliza con la parte del módulo del transmisor. por ejemploample, de acuerdo con las instrucciones, puede causar un cumplimiento perjudicial debe demostrarse la normativa para interferencias en las comunicaciones por radio. Sin embargo, otros componentes del transmisor dentro del producto host; no hay garantía de que no se produzcan interferencias con los requisitos para radiadores no intencionales (Parte 15 en una instalación particular. Si este equipo cumple con la Subparte B "Radiadores no intencionales"), como los digitales, causará interferencia dañina en dispositivos de radio o televisión, periféricos de computadora, radio receptores, etc.; recepción, que se puede determinar apagando y encendiendo y para requisitos de autorización adicionales para el equipo, se recomienda al usuario que intente corregir la interferencia con las funciones que no son del transmisor en el módulo del transmisor mediante uno o más de los siguientes (es decir, Verificación , o Declaración de conformidad) (p. ej., medidas ing: los módulos transmisores también pueden contener lógica digital
- Reorientar o reubicar la antena receptora. funciones) según corresponda.
- Aumente la separación entre el equipo y el receptor.
- Conecte el equipo a una toma de corriente de un circuito diferente al que está conectado el receptor.
- Consulte al distribuidor oa un técnico experimentado en radio/TV para obtener ayuda. Puede encontrar información adicional sobre el etiquetado y los requisitos de información del usuario para los dispositivos de la Parte 15 en KDB
Publicación 784748 disponible en la Oficina de Ingeniería y Tecnología (OET) de la FCC
EXPOSICION RF
el módulo, precedido por las palabras “Contiene Todos los transmisores regulados por la FCC deben cumplir con el módulo transmisor de RF”, o la palabra “Contiene”, o requisitos de exposición similares. KDB 447498 Redacción RF general que expresa el mismo significado, de la siguiente manera: La guía de exposición brinda orientación para determinar Contiene el módulo transmisor IC: 8266A-28133388868. si las instalaciones, operaciones o dispositivos de transmisión propuestos o existentes cumplen con los límites para humanos Manual del usuario Aviso para la exposición de radio exenta de licencia a campos de radiofrecuencia (RF) adoptados por Aparatos (de la Sección 7.1.3 RSS-Gen, Edición 5, Federal Communications (FCC). Manuales de usuario para exentos de licencia De la RN2903 Concesión de la FCC: La potencia de salida enumerada es un aparato de radio que contenga lo siguiente o conducida. Esta concesión es válida solo cuando el módulo es equivalente a un aviso en una ubicación visible en el usuario vendido a integradores OEM y debe ser instalado por el manual o alternativamente en el dispositivo o ambos: OEM o integradores OEM Este transmisor está restringido Este dispositivo cumple con la licencia de Industry Canada, para uso con las antenas específicas probadas en este estándar RSS exento ( s) La operación está sujeta a la solicitud de Certificación y no se debe ubicar en el mismo lugar siguiendo dos condiciones: este dispositivo no puede operar junto con ninguna otra antena o causar interferencia, y este dispositivo debe aceptar transmisores dentro de un dispositivo host, excepto de acuerdo con cualquier interferencia, incluida la interferencia que pueda ocurrir con los procedimientos de productos de transmisores múltiples de la FCC. provocar un funcionamiento no deseado del dispositivo.
ANTENA EXTERNA HOMOLOGADA
TIPOS en Canadá aplicables aux appareils radio exentos Para mantener la aprobación modular en los Estados Unidos, solo licencia. L'exploitation est autorisée aux deux conserán utilizados los tipos de antena que hayan sido probados. ditions siguientes: Tipos de antena. Antena del transmisor (de la Sección 7.1.2 RSS-Gen, edición 5 (marzo de 2019) Manuales de usuario para
SERVICIAL WEB SITIOS
Los transmisores deberán exhibir el siguiente aviso en un lugar visible de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC): http://www.fcc.gov Bajo las regulaciones de Industry Canada, este transmisor de radio
solo puede operar usando una antena de un tipo de la Oficina de Ingeniería y Tecnología (OET) de la FCC y una ganancia máxima (o menor) aprobada para la transmisión.
- Base de datos de conocimiento de la división de laboratorio (KDB): mitter de Industry Canada. Para reducir el potencial de radio
- https://apps.fcc.gov/oetcf/kdb/index.cfm. interferencia a otros usuarios, el tipo de antena y su ganancia deben elegirse de modo que la isótropa equivalente
ANTENA EXTERNA HOMOLOGADA
ANTENA EXTERNA HOMOLOGADA
Número 5, marzo de 2019): Autoridad Australiana de Comunicaciones y Medios: El módulo RN2903 solo puede venderse u operarse con http://www.acma.gov.au/. antenas con las que fue homologado. El transmisor puede estar aprobado con múltiples tipos de antena. Un tipo de antena comprende antenas que tienen patrones de radiación dentro y fuera de banda similares. Las pruebas se realizarán utilizando la antena de mayor ganancia de cada combinación de transmisor y tipo de antena para la que se solicita la aprobación, con la potencia de salida del transmisor establecida en el nivel máximo. Cualquier antena del mismo tipo que tenga igual o menor ganancia que una antena que haya sido probada con éxito con el transmisor, también se considerará aprobada con el transmisor, y podrá usarse y comercializarse con el transmisor.
Cuando se utiliza una medición en el conector de la antena para determinar la potencia de salida de RF, se indicará la ganancia efectiva de la antena del dispositivo, en función de la medición o de los datos de la antena.
fabricante. Para los transmisores con una potencia de salida superior a 10 milivatios, la ganancia total de la antena se sumará a la potencia de salida de RF medida para demostrar el cumplimiento de los límites de potencia radiada especificados.
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- Se utilizan métodos deshonestos y posiblemente ilegales para violar la función de protección del código. Todos estos métodos, según nuestro conocimiento, requieren el uso de los productos de Microchip fuera de las especificaciones operativas contenidas en las hojas de datos de Microchip. Lo más probable es que la persona que lo haga esté involucrada en el robo de propiedad intelectual.
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Documentos / Recursos
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Módulo transceptor LoRa de largo alcance y baja potencia MICROCHIP RN2903 [pdf] Manual del usuario 281333888668, W3I281333888668, RN2903 Módulo transceptor LoRa de largo alcance y baja potencia, Módulo transceptor LoRa de largo alcance y baja potencia |
