初学者
10 分钟

使用Ra-01S和ATmega328P实现远距离的安全可靠数据传输

用于超远距离扩频通信的LoRa™无线射频模块

LR 6 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 9月 04, 2024

点击板

LR 6 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

利用LoRa™技术的强大功能,解锁超长距离通信的潜力

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LR 6 Click基于Ai-Thinker Technology的Ra-01S LoRa™无线射频模块,专为超长距离扩频通信设计。Ra-01S模块采用SX1268无线电芯片,主要使用LoRa™调制技术以实现更长的通信范围。该模块以其强大的抗干扰能力和低功耗著称,特别适合需要可靠长距离通信的应用。凭借Semtech的专利LoRa™技术,SX1268芯片提供超过-148dBm的卓越灵敏度和+22dBm的输出功率。它支持多种调制方式,包括FSK、GFSK、MSK、GMSK、LoRa™和OOK,工作频率范围为433MHz(410MHz至525MHz)。与传统的调制技术相比,LoRa™在抗阻塞性和信号选择性方

面具有显著优势,能够有效解决距离、干扰和电源效率问题。LR 6 Click非常适合于各种应用场景,如自动抄表、家居和楼宇自动化、安全系统和远程灌溉系统,这些场景中长距离通信和可靠性至关重要。该Click板™通过标准的4线SPI接口与主MCU通信,支持最高10MHz的频率。除了接口引脚外,Ra-01S模块还使用来自mikroBUS™插座的MD引脚选择TX或RX操作模式。它配备了一个复位引脚(RST)和一个用于模块复位的RESET按钮。此板还包括两个未焊接的两针插头——一个用于I/O数字信号以进行附加的软件配置,另一个用于RF端口控制的额外UART接口,以

及一个BSY引脚和一个红色BUSY LED,用于指示数据传输活动(模块状态)。LR 6 Click还配备了一个阻抗为50Ω的SMA天线连接器,可与MIKROE提供的各种天线(如Rubber Antenna 433MHz)兼容,以增强其连接性。该Click板™只能在3.3V逻辑电平下运行。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须进行适当的逻辑电平转换。此外,它还配备了包含函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

LR 6 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

28

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

LR 6 Click accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Mode Control
PC0
AN
Reset / ID SEL
PD2
RST
SPI Select / ID COMM
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Status Indicator
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LR 6 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 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • lr6_send_data - 此函数通过SPI串行接口,使用选定的模式将所需数量的数据字节发送到缓冲区。

  • lr6_receive_data - 此函数通过SPI串行接口,接收所需数量的数据字节到缓冲区。

  • lr6_set_lr_config - 此函数通过SPI串行接口执行所需的LoRa配置。

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 main.c
 * @brief LR 6 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of LR 6 Click board by processing
 * the incoming data and displaying them on the USB UART.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of SPI module and log UART.
 * After driver initialization, the app executes a default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * The demo application is an echo example that sends a demo LoRa packet string 
 * and receives and processes all incoming data.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "lr6.h"

static lr6_t lr6;
static log_t logger;

// Demo string to be sent
#define LR6_DEMO_TEXT            "MikroE\r\n" 

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    lr6_cfg_t lr6_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * 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.
    lr6_cfg_setup( &lr6_cfg );
    LR6_MAP_MIKROBUS( lr6_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == lr6_init( &lr6, &lr6_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( LR6_ERROR == lr6_default_cfg ( &lr6 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, " --------------------\r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t rx_data[ 255 ] = { 0 };
    if ( LR6_OK == lr6_send_data( &lr6, LR6_DEMO_TEXT, strlen( LR6_DEMO_TEXT ), LR6_TX_MODE_SYNC ) ) 
    {
        log_info( &logger, " Send - success" );
        uint8_t rx_len = 0;
        do 
        {
            if ( LR6_OK == lr6_receive_data( &lr6, rx_data, strlen( LR6_DEMO_TEXT ), &rx_len ) )
            {
                if ( rx_len > 0 )
                { 
                    log_info( &logger, " Receive - success" );
                    log_printf( &logger, " > Receive: " );
                    for ( uint8_t cnt = 0; cnt < strlen( LR6_DEMO_TEXT ); cnt++ )
                    {
                        log_printf( &logger, "%c", rx_data[ cnt ] );
                    }

                    int8_t rssi, snr;
                    if ( LR6_OK == lr6_get_packet_status( &lr6, &rssi, &snr ) )
                    {
                        log_printf( &logger, " Rssi Pkt: %d dBm\r\n", ( int16_t ) rssi );
                        log_printf( &logger, " Snr Pkt : %d dB\r\n", ( int16_t ) snr );
                        log_printf( &logger, " --------------------\r\n" );
                        break;
                    }
                }
            }
        } 
        while ( rx_len == 0 );
    }
    else
    {
        log_info( &logger, "Send - fail" );
    }
    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

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。