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20 分钟

使用 32001353 和 ATmega328 彻底改变工业自动化和环境监测

使用 868MHz 收发器解锁无限可能 - 距离不再是障碍!

LR 4 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 26, 2024

点击板

LR 4 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

通过我们的868MHz收发器体验长距离的不间断通信,确保即使在复杂环境中您的数据也能可靠传输。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LR 4 Click基于32001353,这是一款来自Mipot的低功耗、长距离RF技术收发器模块。它提供了具有高抗干扰能力的长距离扩频通信。网络采用星形拓扑结构,终端节点在占空比模式下工作,显著降低整体功耗。此Click板™具有嵌入的LoRaWAN Class A和Class C兼容堆栈,为开发低功耗、高度集成的物联网网络、安全系统、报警网络及其他需要简单可靠网络解决方案的应用提供了简便可靠的解决方案。要加入LoRaWAN网络,32001353需要一个LoRaWAN集中器/网关。终端设备必须使用唯一的终端地址、应用会话密钥和网络

会话密钥。第一种方法称为空中激活(OTAA),这些密钥在特定的加入程序后发布。第二种方法是使用UART命令手动分配这些密钥。这种方法称为个性化激活(ABP),可能存在一些安全问题。无论哪种情况,终端设备在能够在LoRaWAN网络上通信之前,必须被激活。LR 4 Click通过UART接口与MCU通信,常用的UART RX和TX引脚的数据传输速率高达115200bps。除了这些功能外,32001353还使用了几个连接到mikroBUS™插座的GPIO引脚。mikroBUS™插座上的CS引脚连接的WK引脚表示唤醒功能,用于唤醒设

备,而mikroBUS™插座上的RST引脚可以通过将此引脚置于低逻辑电平来执行硬件复位功能。此Click板™还有一个指示器连接到mikroBUS™插座的INT引脚,在成功接收数据包并验证校验和后,向用户提供反馈。LR 4 Click配有50Ω阻抗的SMA天线连接器,因此可以配备MIKROE提供的符合868MHz的适当天线。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平运行。这样,具有3.3V和5V功能的MCU可以正确使用通信线路。此外,Click板™配备了一个库,包含易于使用的函数和示例代码,可作为进一步开发的参考。

LR 4 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

32

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

868MHz直角橡胶天线是一种紧凑且多功能的无线通信解决方案。在868-915MHz的频率范围内工作,确保最佳信号接收和传输。具有50欧姆阻抗,兼容各种设备和系统。这款天线具有2dB增益,增强信号强度并延长通信范围。其垂直极化进一步提高了信号清晰度。设计能够处理高达50W的输入功率,是各种应用的强大选择。这款天线长度仅为48mm,既低调又实用。其SMA公接头确保与设备的安全可靠连接。无论您是在使用物联网设备、远程传感器还是其他无线技术,868MHz直角天线都能提供无缝通信所需的性能和灵活性。

LR 4 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PD2
RST
Wake-Up
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Data TX Indication
PC3
INT
UART TX
PD0
TX
UART RX
PD1
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LR 4 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 LR 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • lr4_factory_reset - 执行EEPROM默认值恢复的功能。

  • lr4_write_eeprom - 向EEPROM写入数据的功能。

  • lr4_tx_message - 执行无线电帧传输的功能。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief LR4 Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from LR 4 Clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver, and resets the Click board to factory default configuration.
 * Then performs a group of commands for getting the FW version, the serial number, and the DevEUI.
 * After that executes the join activation by personalization command.
 * 
 * ## Application Task  
 * Checks the activation and session status and displays the results on the USB UART.
 * 
 * ## Additional Function
 * - response_handler - Parses and logs all the module responses on the USB UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "lr4.h"
#include "string.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static lr4_t lr4;
static lr4_tx_msg_t lr4_tx_msg;
static log_t logger;

// -------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

static void response_handler( uint8_t *cmd, uint8_t *pl_size, uint8_t *pl_buffer )
{
    log_printf( &logger, "IND TYPE: 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) *cmd );
    
    log_printf( &logger, "PAYLOAD : " );
    
    for ( uint8_t cnt = 0; cnt < *pl_size; cnt++ )
    {
        log_printf( &logger, "0x%.2X ", ( uint16_t ) pl_buffer[ cnt ] );
    }
    log_printf( &logger, "\r\n" );
}

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    lr4_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );

    //  Click initialization.

    lr4_cfg_setup( &cfg );
    LR4_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    lr4_init( &lr4, &cfg );

    Delay_ms ( 100 );
    lr4_set_ind_handler( &lr4, response_handler );
    log_printf( &logger, "Hard reset!\r\n" );
    lr4_hard_reset( &lr4 );
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "Factory reset!\r\n" );
    lr4_factory_reset( &lr4 );
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    uint32_t tmp_data = 0;
    log_printf( &logger, "Get FW version!\r\n" );
    lr4_get_fw_version( &lr4, &tmp_data );
    log_printf( &logger, "FW vesion is: 0x%.8LX\r\n", tmp_data );
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "Get Serial Number!\r\n" );
    lr4_get_serial_no( &lr4, &tmp_data );
    log_printf( &logger, "Serial Number is: 0x%.8LX\r\n", tmp_data );
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    uint8_t tmp_buf[ 8 ] = { 0 };
    log_printf( &logger, "Get Dev EUI!\r\n" );
    lr4_get_dev_eui( &lr4, tmp_buf );
    log_printf( &logger, "Dev EUI is: 0x%.2X%.2X%.2X%.2X%.2X%.2X%.2X%.2X\r\n", ( uint16_t ) tmp_buf[ 7 ],
                                                                               ( uint16_t ) tmp_buf[ 6 ],
                                                                               ( uint16_t ) tmp_buf[ 5 ],
                                                                               ( uint16_t ) tmp_buf[ 4 ],
                                                                               ( uint16_t ) tmp_buf[ 3 ],
                                                                               ( uint16_t ) tmp_buf[ 2 ],
                                                                               ( uint16_t ) tmp_buf[ 1 ],
                                                                               ( uint16_t ) tmp_buf[ 0 ] );
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "Join Network!\r\n" );
    lr4_join_network( &lr4, LR4_JOIN_ACTIVATION_BY_PERSONALIZATION_MODE );
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf( &logger, "Get Activation Status!\r\n" );
    uint8_t status = lr4_get_status( &lr4, LR4_GET_ACTIVATION_MODE );
    log_printf( &logger, "Status: " );
    switch ( status )
    {
        case LR4_STATUS_NOT_ACTIVATED :
        {
            log_printf( &logger, "Not activated.\r\n" );
            break;
        }
        case LR4_STATUS_JOINING :
        {
            log_printf( &logger, "Joining...\r\n" );
            break;
        }
        case LR4_STATUS_JOINED :
        {
            log_printf( &logger, "Joined.\r\n" );
            break;
        }
        case LR4_STATUS_MAC_ERROR :
        {
            log_printf( &logger, "MAC ERROR.\r\n" );
            break;
        }
        default :
        {
            break;
        }
    }
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "Get Session Status!\r\n" );
    status = lr4_get_status( &lr4, LR4_GET_SESSION_STATUS_MODE );
    log_printf( &logger, "Status: " );
    switch ( status )
    {
        case LR4_STATUS_IDLE :
        {
            log_printf( &logger, "Idle.\r\n" );
            break;
        }
        case LR4_STATUS_BUSY :
        {
            log_printf( &logger, "Busy (LR session running).\r\n" );
            break;
        }
        case LR4_STATUS_DEV_NOT_ACTIVATED :
        {
            log_printf( &logger, "Device not activated.\r\n" );
            break;
        }
        case LR4_STATUS_DELAYED :
        {
            log_printf( &logger, "Delayed (LR session paused due to Duty-cycle).\r\n" );
            break;
        }
        default :
        {
            break;
        }
    }
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}


// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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