Jste zde

Kit od Rystonu pro snadnou aplikaci modulů Radiocraft

Pro usnadnění vývojových prací jsme v Rystonu vyvinuli jednoduchý aplikační kit pro moduly Radiocraft. Původním záměrem bylo zlevnit a ověřit zapojení originálního development-kitu výrobce RC188xDB (kolem 12000 Kč/1ks) a vyrobit několik kusů pro ladění mesh sestavy radiových stanic, a současně prodloužit kabelové rozhraní sériové linky.

Vývojový kit se překvapivě ukázal jako všestranně použitelný, s několika osazovacími variantami, a hlavně pro téměř všechny moduly od Radiocraftu.  Varianty jsou následující:

Rozhraní:

  • USB – na kitu je konvertor FT232RL z USB do signálů sériové linky, toto rozhraní má naprostá většina modulů RCF. Na desce plošného spoje je přímo konektor USB B, který je dostatečně robustní. Původní „dongle“ se připojoval přímo do portu USB A v PC (kde hrozilo jeho vylomení) nebo přes prodlužovací kabel délky kolem 2m. Toto uspořádání má však tendenci k nespolehlivosti při příliš levném kabelu.
  • Rozhraní sériové linky RS-485 pro poloduplexní komunikaci. Pro moduly mající sériové rozhraní s řízením směru dat(signál DIR). Délka kabelu může být až 15-50m (s napájecím konvertorem), linka se připojuje ne konektorem, ale do svorek pro jednotlivé vodiče, aby bylo možno kabel protáhnout průchodkou. Dvouvodičové datové vedení RS-485 je zakončeno na destičce.

Protokoly:

Modul Radiocraft může být kterýkoli z oblíbených typů s jednotným footprintem se známými protokoly, hlavně „transparentním“ RC232/USB/RS-485, paketovými MBUS, TinyMesh, LoWPAN, KNX, Sigfox, IoT a další. Základní typ je RC1180-RC232 s protokolem RC232.

Napájení:

  • Po jediném kabelu z rozhraní USB (5V) přes vstupní ochranu do LDO stabilizátoru KF33 (moduly mají napájení 3,3V). Proud z USB je většinou dostačující, protože moduly RCF nízkého výkonu mají typickou spotřebu kolem 20 mA.
  • Moduly -HP (výkonové) se rovněž mohou napájet z plnohodnotného USB portu s výstupem napájení nad 500 mA, protože na kitu je místo pro filtrační kondenzátor, poskytující zálohu výkonu pro vysílač.
  • S rozhraním RS-485 je možno použít zvýšené napájecí napětí 12-24V, přenášené po zvláštním páru vodičů v kabelu. To je možné buď přivést externě z adaptéru či z baterie s jištěním (např. na vozidle), anebo použít „dongle“ převodník USB na RS-485 od Rystonu se zvyšujícím konvertorem DC/DC. Na destičce kitu je pak místo pro snižující převodník DC/DC zpět na 5V pro LDO stabilizátor.
  • Baterie: na desce je jednoduchý obvod pro nabíjení lithiových baterií o maximálním napětí 4,25V. Baterie má při vybíjení typické napětí 3,6V, což postačuje k napájení LDO stabilizátoru. Bylo vyzkoušeno, že běžná baterie LiPol 18650-2200 mAh vydrží přes tři dny provozu.

Anténa:

Pro základní typ postačuje mikropásková anténa na plošném spoji, připojená přes vazební kapacitor. Tato anténa je přizpůsobena pro pásmo kolem 868 MHz, v kterém pracuje typ 1180. Na destičce je však příprava pro konektor SMA pro externí anténu, např. od výrobce 2J, typ dle pásma, v případě jejího použití se však musí PCB anténa odpojit.

Vstupy/výstupy:

Všechny vývody modulů (jsou jen na spodní straně modulu, v rastru 1.27mm) jsou připájeny na plošky na destičce (uprostřed) a vyvedeny na sestavu plošek po kraji destičky, spolu se zemnicími ploškami, a tyto vrtané plošky jsou v použitelném rastru 2.54mm. Lze do nich zapájet „hřebínky“, jejichž kontakty slouží buď jako měřicí hroty nebo kontaktní špičky, anebo je možno nad základní destičku umístit další desku s dutinkami ve stejném rastru, který je stejný jako rastr prototypových destiček.

Mezi modulem a kontaktními ploškami jsou na destičce řady nevrtaných padů v rastru 1.27mm, takže přímo na ni je možno s trochou šikovnosti připájet několik SMD obvodů např. v pouzdře SO.

Pro účely vývoje je kit vybaven dvěma tlačítky. První je tlačítko PROG, při jeho stisku modul přejde do konfiguračního/programovacího módu, a po USB/sériové lince je možné nastavovat jeho parametry jako např. délku bloku, adresy atd.  

Vývody sériového rozhraní včetně signálu TxDEN, a výstup PROG jsou připojeny na LED indikátory, takže je možno rychle kontrolovat stav modulu a komunikaci.

Mezi modulem a obvody sériového rozhraní jsou propojky, takže je možné rozhraní přepojovat, popřípadě zavést si nějaké jiné rozhraní, např. Irda.

Druhé tlačítko je připojeno na vstup PCNTR čítače impulsů, který má řada modulů RC11x0-MPC1 (MPC1: Wireless M-Bus module with Pulse counter, Tamper and Install inputs). Tento modul je základem měřidel spotřeby různých médií, komunikuje s moduly Radiocrafts s protokoly MBUS3 / MBUS4, a automaticky, v konfigurovatelných intervalech, vysílá pakety dle EN13757-4:2013, obsahující akumulované hodnoty čítače.

Jednodušší moduly mají ovšem tyto vývody nezapojené, a naopak některé moduly (HP) využívají některé další vývody, takže je třeba předem si nastudovat materiály k příslušnému typu.

Dalším vstupem do modulu na propojku je signál /RESET, sloužící k uvedení modulu do základního stavu, což je potřeba hlavně při vývoji a zkoušení programovacích technik.

Některé moduly novějších typů mají testovací a programovací rozhraní JTAG, které umožňuje rychlou kontrolu elektrické integrity a programování modulu. Z prostorových důvodů však není konektor JTAG na desce a je nutno využít zmíněné kontaktní plošky s zapájenými špičkami, a rovněž JTAG programovací adaptér. Tato funkce zatím nebyla ověřena.

Mechanika:

Základní provedení kitu je destička plošného spoje s osazeným modulem RC1180-RC232 a převodníku z USB na sériovou linku. To je zhruba ekvivalent „donglu“ RC1180-RC232-USB v základním provedení. Tomu odpovídá i cena kolem 2500 Kč/1 ks (bez DPH).

Na přání je možno do kitu osadit jiné moduly se složitějšími protokoly jako MBUS, TM, KNX aj., a doosadit součástkami z originálního DK jako akcelerometr LIS331DK, s rozhraním I2C nebo SPI na „footprint“ LGA nebo SOT23-6 nebo do objímek DIL-8, které mohou sloužit i jako držáky/konektory složitějších sestav. Tak je možno dosáhnout funkčnosti podobné originálním kitům RC1xxxxSM-DK (pro Wireless M-bus, RiIOT nebo Sigfox), které používají senzory SHT35 (Sensirion) nebo HDC2010 (TI), čidla teploty a vlhkosti, ALS-PT-315C (Everlight) senzor světla, SL353LT /Honeywell) Hallovo čidlo, nebo akcelerosenzor LIS3DE (ST).

Kit je možno vestavět do levné plastové krabičky, odolné proti prachu a drobným nečistotám (IP4x). Krabičku je možno přichytit vázacím páskem na vyvýšené místo (pod střechu) anebo někam do vozidla.

Pro venkovní aplikace je možno použít např. vodotěsnou krabici ET215 s vodotěsnou průchodkou pro kabel.

Aplikace:

Nejjednodušší je sada dvou kitů pro radiovou sériovou linku mezi dvěma PC. Moduly MBUS jsou schopny propojit PC s měřidly spotřeby médií. Rodina TM a ZNY umožňuje vytvořit radiovou síť s jedním uzlem „gateway“ připojeným k PC a řadou stanic, které si přeposílají pakety pod zabezpečeným protokolem. KNX je použitelná pro dálkové ovládání spotřebičů a Internet věcí (IoT).

Odkazy:

http://www.radiocrafts.com 
Pozn.: Zde je po zaregistrování možno získat (v angličtině) všechnu potřebnou dokumentaci hardwaru, komunikačních protokolů a certifikáty shody, hlavně CE CoC, čímž se velmi zkrátí vývoj a certifikace finálního výrobku.

Jedním ze zajímavých dokumentů je aplikační nóta AN026, popisující jednotný footprint modulů, i na hw.cz : an026_one_common_footprint_for_many_technologies.pdf

Pro kontakt na techniky výrobce: http://www.ryston.cz

Hodnocení článku: