Das ESP32 Eagle-Board und die Technik

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Das Eagle-Board ist in unserem Online-Shop erhältlich:
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Schlüsselfertige LoRa-Serverlösung (MQTT-Gateway)

Mit der LoRa-Funktechnik können Sensoren im kostenlosen ISM-Band mit kleinen Dateneraten über große Entfernungen zwischen 200 m und 20 km kommunizieren.

Die schlüsselfertige Eagle-Lösung ist sofort betriebsbereit. Die mitgelieferte Protokoll-Software „RadioShuttle“ ermöglicht die Kommunikation von Knoten zu Knoten mit MQTT-Gatewayfunktion zum Internet. Die Stromversorgung des Eagle LoRa-Boards von HelTec Automation erfolgt über USB (5 V), wobei LiPo- oder Li-Ionen-Akkus als Ausfallsicherung (USV) eingesetzt werden können. Das Board nutzt die drahtlose „RadioShuttle“ Peer-to-Peer LoRa-Funkprotokollsoftware und kann als Online-Sensorknoten und/oder, mit der mitgelieferten MQTT-Gateway-Software, als Gateway-Server zum Internet betrieben werden.

Die wegweisende LoRa-Funklösung eignet sich ideal für viele industrielle und IoT-Anwendungen.

Gateway-optimiert mit ESP32 MCU, WiFi und LoRa

Die mitgelieferte MQTT-Gateway-Software leitet LoRa-Nachrichten von entfernten RadioShuttle-Knoten ins Internet weiter und umgekehrt. Sie verbindet sich über WiFi mit dem Internet, der OLED-Bildschirm zeigt den LoRa-, MQTT- und WiFi-Status an. Zusätzliche Beispielanwendungen für TCP/IP- und HTTP-Alarmsysteme sind enthalten und können für weitere Anwendungsfälle angepasst werden. Alle Beispielanwendungen sind Open Source und können mit der Arduino-IDE unter Windows, Mac und Linux genutzt werden.

Smartphone-App über RadioShuttle MQTT-Push-Client

Mit der RadioShuttle-App „MQTT Push Client“ lassen sich MQTT-Nachrichten auf einem Mobilgerät empfangen und anzeigen. Spezielle MQTT-Topics können auch Push-Benachrichtigungen auf einem Android- oder iOS-Smartphone ausgeben. Das Smartphone gibt eine Aktion aus um über MQTT Steuerungsmeldungen an individuelle entfernte Geräte zu senden. Die RadioShuttle-Softwarelösungen eignen sich hervorragend dafür.

USB-betriebene Online-Sensorlösung (LoRa & WiFi)

Das Eagle-Board kann als USB-betriebener Online-Sensor mit Display und zahlreichen IO-Anschlüssen verwendet werden. Die RadioShuttle-Software ermöglicht eine zuverlässige und sichere Kommunikation mit anderen LoRa-Knoten. Eingebautes WiFi ermöglicht die Kommunikation über das Internet über TCP/IP, HTTP und MQTT. Anwendungsbeispiele für WiFi und LoRa werden mitgeliefert.

OLED-Display

Das Eagle-Board verfügt über ein integriertes OLED-Display (128×64 Pixel), welches Nachrichten hell und konstrastreich darstellt. Die zusammen mit RadioShuttle entwickelte „OLED_SSD1306“ Software-Library ist bereits enthalten und unterstützt benutzerfreundliche Funktionen für verschiedene Textgrößen und Grafiken.

IO-Konzept

Die zwei Pin-Header-Reihen auf dem „ECO Power“-Board sind Signal-kompatibel mit dem ESP32-Modul. Durch die umfangreiche Ausstattung unseres Boards sind diverse Pins bereits intern vom System vorbelegt. Sie werden im Quellcode auf gleiche Weise wie beim Arduino ESP32 angesprochen und können teilweise zusätzlich für eigene Anwendungen verwendet werden.Details dazu finden Sie in der Datei „xPinMap.h“ und im Anschlussdiagramm unten. Für die gängigen Sensor-Nodes stehen auf jeden Fall genügend Digital-, Analog-, Seriell- und I²C- Anschlüsse zur Verfügung.

Hinweis:
TDer Espressif Systems ESP32 verträgt nur maximal 3,6 Volt. Alle Signale über 3,6 Volt müssen per Spannungsteiler entsprechend reduziert werden.

Auf der linken Seite des Boards – Antenne zeigt nach rechts – befindet sich das ESP32-Modul mit „Reset“- und „User“-Tasten (manchmal auch „Programm“-Taste genannt) sowie eine LED (weiß). Über einen Stromschalter (VDD) lassen sich externe parasitäre Verbraucher stromlos schalten. Hierfür ist eine p-Kanal-MOSFET-Schaltung enthalten.

Ein USB-Anschluss für die Stromversorgung und zum Programmieren über die Arduino IDE ist vorhanden.

Beim RadioShuttle LoRa-Funkbetrieb leuchtet die weiße LED beim Senden von Funkdaten. Zusätzlich flackert die weiße LED bei jedem Durchlauf der Arduino „Loop“, um auch ungewollte CPU-Aktivität sichtbar zu machen.

Lieferumfang

  • ESP32 Eagle-Board mit LoRa und OLED-Display
  • U.FL-Antennenbuchse mit 868-MHz-Antenne
  • Kunststoffgehäuse für den Innenbetrieb (mit Aussparungen für USB und Steckerleiste)
  • SH1.25-Anschluss mit 14 cm Kabel (zum Einlöten von LiPo- oder Li-Ionen-Akkus)
  • 2 x 18 Steckerleiste (nicht eingelötet)
  • Optional: Si7021 Sensor (Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor)
  • RadioShuttle Peer-to-Peer LoRa-Funkprotokollsoftware
    mit 20 Beispielanwendungen (inkl. einem MQTT-Gateway)
  • RadioShuttle App „MQTT Push Client“ (lizensiert fürBenutzer eines RadioShuttle-Boards)

Eagle-Board: Kompatibilität, Vorteile, Grenzen

Das Eagle-Board ist ESP32-kompatibel und bietet ähnliche Funktionen wie das „ECO Power“-Board. Das Eagle-Board, das von RadioShuttle erhältlich ist, wird von der RadioShuttle-Software vollständig unterstützt. Ein Eagle-Board kann problemlos Hunderte von LoRa-Peer-to-Peer-Knoten verwalten. Die mitgelieferte Antenne ist eine Basisantenne, optional können größere Antennen mit einem höheren Gewinn über den U.FL-Anschluss angeschlossen werden.

Das Eagle-Board ist nicht für den Langzeitbetrieb mit Batterien geeignet, da es im „deepsleep“-Modus 800 µA verbraucht. Für batteriebetriebene Langzeitlösungen wird das Turtle-Board empfohlen, da es 100 Mal effizienter ist und bis zu 10 Jahre mit Batterien arbeitet. Die „ECO Power“-Boards verfügen auch über eine RTC, einen Si7021-Temperatursensor und einen SMA-Stecker. Mit der RadioShuttle-Software lässt sich die Batteriespannung des Eagle-Boards messen, um zu verifizieren, wann die Batterie zur Neige geht.

Die Eagle-Boards bieten die Möglichkeit, LiPo- oder Li-Ionen-Akkus zu laden. Die orange LED, die an den Laderegler angeschlossen ist, zeigt an, dass der Akku geladen wird, auch wenn keine Zelle angeschlossen ist. Eine Tech Info beschreibt, wie sich diese LED deaktivieren lässt.

Hinweis:
Da das Eagle-Board mit dem „Heltec Wifi LoRa 32 (V2)“-Board kompatibel ist, muss „Heltec Wifi LoRa 32 (V2)“ aus dem Board-Auswahlmenü innerhalb von Arduino ausgewählt werden. Nur die von RadioShuttle gelieferten Eagle-Boards sind mit Firmware für die RadioShuttle-Software vorbereitet. Kunden, die das „Heltec Wifi LoRa 32 (V2)“-Board von einer anderen Quelle erwerben, müssen eine Lizenz in Höhe von 25,- € erwerben und ein Firmware-Update installieren, um es mit der RadioShuttle-Software betreiben zu können.

EagleECO PowerTurtle
GehäuseKunststoff
MCUESP32ESP32STM32L4
CPU (MHz)2x 2402x 24080
Flash8 MB4 MB256 kB
SRAM512 kB512 kB64 kB
LoRaSX1276SX1276SX1276
LoRa-AntenneU.FLSMA & DrahtSMA & U.FL
WiFijaja
WiFi-AntenneFederPCB
OLED-Displayjaoptional*optional*
EntwicklungsumgebungArduinoArduinoMbed OS
max. Batterielaufzeit:30 Tage5 Jahre10 Jahre
BatterienLiPo oder Li-Ionen3 V LithiumAAA oder NiMH
BatteriehalterCR123AAA
USB-Port für Strom & ProgrammierungMicroMicroMicro
LoRa (MHz)868868868
Vext schaltbarer Stromanschlussjajaja
RadioShuttle Peer-to-Peerjajaja
LoRaWANja******
*) Eine optionales OLED-Display ist verfügbar. Die vier Pins des OLED-Steckverbinders sind pinkompatibel mit der Platine, um eine einfache Installation des OLED-Displays auf der Oberseite der Platine zu ermöglichen.

**) RadioShuttle bietet die Nutzung von LoRa-Peer-to-Peer-Netzwerken mit vielen Vorteilen, einschließlich einer MQTT-Gateway-Lösung. LoRaWAN ist ein anderes Netzwerksystem, das ein LoRa-Gateway erfordert. HelTec und andere Anbieter bieten LoRaWAN-Unterstützung an, die auch auf den Eagle-, Turtle- und ECO Power-Boards funktionieren kann. RadioShuttle unterstützt jedoch nur seine RadioShuttle-Software.

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