描述

SX127x LoRa/FSK/OOK 原型無(wú)線電板

我最近需要在農(nóng)場(chǎng)做一些自動(dòng)化/遙測(cè)。東西不見(jiàn)了，未經(jīng)授權(quán)的人擅自闖入該物業(yè)，自取雞蛋、雞、鴨和農(nóng)產(chǎn)品。必須做點(diǎn)什么，因?yàn)橥砩蠜](méi)有人睡覺(jué)，所以必須能夠?qū)崟r(shí)獲取遠(yuǎn)程狀態(tài)更新。

該農(nóng)場(chǎng)也完全脫離電網(wǎng)，太陽(yáng)能逆變器可滿足所有水電需求。因此，用電量監(jiān)控也可以提供很大的幫助……

思路如下：

擁有中央控制站，配備各種遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行入侵檢測(cè)、控制燈光和水泵，以及監(jiān)控逆變器和太陽(yáng)能電池板系統(tǒng)的電池電量。由于面積很大，必須拉入電纜是不可行的，逆變器也無(wú)法處理所有這些。

我決定在定制的 PCB 上使用 RA-02 LoRa/FSK/OOK 模塊，但對(duì) PCB 進(jìn)行了各種不同的修改，以處理項(xiàng)目的每個(gè)階段。我今天要介紹的 PCB 將主要用作控制單元，但它也可以是遠(yuǎn)程站，具體取決于所需的選項(xiàng)。

ATMEGA328P-AU MCU 用作每塊板上的主處理器，MH-CD42 升壓轉(zhuǎn)換器/LiPo 電池充電器模塊可滿足電源要求。該模塊可以在 5.0v 下提供高達(dá) 2A 的電流，足以滿足我的需求。ATMEGA328P 將進(jìn)入睡眠模式，在中斷時(shí)喚醒以根據(jù)需要響應(yīng)事件（以幫助節(jié)省電力）。該電路在待機(jī)（非睡眠模式）下的功耗約為 50mA，在 LoRa 發(fā)送或接收事件中的峰值為 100mA。

然而，RA-02 模塊確實(shí)提出了一些挑戰(zhàn)，因?yàn)樗且粋€(gè) 3.3v 設(shè)備，具有非 5v 支持的 IO 線。這使得有必要在 PCB 上包括一個(gè) 3.3v LDO 穩(wěn)壓器以及邏輯電平轉(zhuǎn)換電路。為了獲得最大的靈活性，除了所需的 SPI 引腳（MOSI、MISO、CE 和 SCK）外，RA-02 上的所有 DIO 也通過(guò)電平轉(zhuǎn)換器斷開(kāi)。這相當(dāng)于板載總共 11 個(gè)電平轉(zhuǎn)換器。

我選擇 MH-CD42 電源模塊的原因是它可以在為鋰聚合物電池充電的同時(shí)提供電流（在我的情況下，我使用的是 18650 電池）。這將有很大幫助，因?yàn)榘滋炜梢允褂?220v 逆變器電源為電池充電。

另一個(gè)挑戰(zhàn)肯定是外殼。我在網(wǎng)上找到了一些非常不錯(cuò)的外殼，但是安裝孔的位置非常特殊，因此需要進(jìn)行一些非常仔細(xì)的測(cè)量以使 PCB 完全適合。外殼還具有容納其他 PCB 模塊的空間，如用戶控制面板和其他需要的傳感器設(shè)備。PCBWay 在制造 PCB 方面做得很好，以使其完全適合。我必須承認(rèn)，在將 PCB 發(fā)送到制造和接收之間，我有很多緊張的時(shí)刻，至于我的測(cè)量是否真的準(zhǔn)確，以及 PCB 是否符合我的想象……

正如您在上圖中所見(jiàn)，結(jié)果非常完美。

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電路圖基本上是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 Arduino Nano（我需要訪問(wèn)所有 ADC 引腳），

與 RA-02 模塊的連接如下：

RA-02 ATMEGA328P

MOSI D11 MISO D12 SCK D13 CE D10 RESET D9 DIO0 D2 （這里我們需要一個(gè)硬件中斷引腳）DIO1 D3 （硬件中斷，通過(guò)跳線啟用）DIO2 D5 （通過(guò)跳線啟用）DIO3 到 DIO 5 未連接，可用于分線標(biāo)題

在 ATMEGA328 上，以下引腳分為接頭：

D3 可以通過(guò)跳線連接到 RA-02 D4 D5 可以通過(guò)跳線連接到 RA-02 D6 D7 D8 D13 (SCK) 斷開(kāi)為 5v 邏輯引腳D12 (MISO) 5v 邏輯引腳D11 (MOSI) 5v 邏輯引腳A3、A6、A7 ADC 引腳（A0、A1、A2 用于內(nèi)部 監(jiān)控 VIN、VCC5v 和 VCC3v） A0 = Vcc3v A1 = Vcc5v A2 = VIN SCL I2C SCL 引腳 OR A5（I2C 引腳處于 5v 邏輯電平）SDA I2C SDA 引腳或 A4（I2C 引腳處于 5v 邏輯電平）RESET DTR （通過(guò) 100nf Cap 連接到復(fù)位， 用于串行上傳固件）

D0 (RxD) UART Rx 引腳（5v 邏輯）D1 (TxD) UART Tx 引腳（5v 邏輯）

ATMEGA328P 通過(guò)外部晶振以 16Mhz 的頻率運(yùn)行。

3v、5v 和 GND 引腳在 PCB 的兩個(gè)相對(duì)角處斷開(kāi)，以便根據(jù)需要輕松連接其他設(shè)備/傳感器。

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MH-CD42 模塊能夠在為鋰聚合物電池充電的同時(shí)為負(fù)載供電。這使得在為這個(gè)特定的 PCB 供電的同時(shí)做一些有趣的事情成為可能。

該板可以直接從 5v 插頭引腳（而不是 DC1 輸入）供電。在這種模式下，不需要鋰電池。

5v 將直接提供給處理器以及 3.3v LDO 穩(wěn)壓器，從而使 RA-02 模塊也能正常工作。

請(qǐng)注意：沒(méi)有 5v 法規(guī) – 確保您提供受監(jiān)管的 5v

安裝 MH-CD42 模塊將添加為 3.3v 18650 鋰電池充電的選項(xiàng)，同時(shí)為電路板供電。您需要通過(guò) DC 插頭供電才能使用此功能。這種模式也是一種微型不間斷電源，如果主 DC 輸入出現(xiàn)故障，3.3v LiPo 電池會(huì)立即接管。

注意：MH-CD42 最多只能接受 5.5v MAXIMUM 作為輸入！

軟件：

PCB 可與 Sandeep Mistry 或 JGromes/RadioLib 的 LoRa 庫(kù)一起使用（如果您想做 FSK/OOK 或其他高級(jí)的東西，如 FHSS 的 LoRa）Sandeep Mistry LoRa 模塊JGROMES/RADIOLIB兩個(gè)庫(kù)都有大量示例展示如何使用它們. 由于我們的用例肯定會(huì)有所不同，因此在此階段我不會(huì)在這里提供任何示例。我會(huì)在整個(gè)項(xiàng)目完成后添加一個(gè)，包括所有相關(guān)模塊。