La Carte Turtle et sa Technologie

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Solution LoRa clé en main fonctionnant sur batteries pendant 10 ans

La technologie radio LoRa permet aux capteurs de communiquer dans la bande ISM libre sur de distances de 200 m à 20 km, ce qui convient aux faibles débits de données.

La carte clé en main compatible STM32L4 peut être utilisée immédiatement. Le logiciel de protocole radio RadioShuttle inclus permet la communication de nœud à nœud sans routeurs et serveurs supplémentaires. La carte Turtle LoRa de HelTec Automation peut fonctionner pendant 10 ans avec des piles AAA (standard ou rechargeables NiMH) à l’aide du logiciel de protocole sans fil LoRa « RadioShuttle », mais peut également fonctionner avec une alimentation externe. Un capteur de température et d’humidité en option peut être branché ou utilisé à l’extérieur.

La solution radio LoRa révolutionnaire est idéale pour de nombreuses applications industrielles et IoT.

Optimisé en énergie avec un MCU STM32L432 de faible puissance

Grâce à sa conception matérielle de carte Turtle optimisée en énergie, combinée à un processeur STM32L432 de faible puissance de STMicroelectronics, la solution Turtle LoRa est parfaitement adaptée au fonctionnement sur batterie. La carte peut être connectée à un ordinateur Windows, Linux ou Mac via un port USB pour la programmation et l’enregistrement des données.

Radio LoRa intégrée

La radio LoRa est spécifié pour une puissance d’émission constante maximale de +20 dBm ou 100 mW, alors que dans l’UE, nous ne sommes pas autorisés à dépasser une puissance d’émission effective de +14 dBm. Le Link Budget (bilan de liaison) réalisable, qui représente approximativement la qualité de l’ensemble de la liaison radio avec toutes les pertes et gains, est donné par le fabricant à 168 dB. La radio LoRa est basée sur la puce Semtech SX1276.

Alimentation électrique flexible

La tension de functionnement de la carte Turtle peut être fournie par deux piles AAA. Pour ce faire, un porte-piles pour les cellules AAA (piles ou piles rechargeables NiMH) est installé de façon permanente à l’arrière de la carte. Ceci est particulièrement économique en énergie et garantit une longue durée de vie de la batterie jusqu’à 10 ans, indépendant du réseau d’alimentation.

Alternativement, la carte peut également être complètement alimentée via une connexion micro-USB. Pour l’alimentation externe par batterie, un port micro-USB est disponible, ou une tension d’alimentation externe (3,4-5 volts) peut être connectée à la broche VIN. The choice of power supply, battery or USB/external, is automatic, with external supply always having priority. If the USB/external power supply fails, the system automatically switches to battery or rechargeable battery.

Concept E/S

Les deux rangées d’en-têtes d’extension sur la carte Turtle sont connectées aux signaux du MCU STM32, de l’alimentation VDD et de l’alimentation commutable par logiciel (VEXT). Différentes broches sont déjà préréglées en interne par le système et peuvent être utilisés en partie aussi pour des applications propres. Pour plus de détails, voir le fichier « PinMap.h » et le schéma de connexion ci-dessous. Il y a toujours suffisamment de connexions digitales, analogiques, série, SPI, I²C et d’alimentation disponibles pour les nœuds de capteurs habituels.

Sur le côté gauche de la carte – l’antenne pointe vers la droite – se trouvent les boutons « Réinitialiser » et « Utilisateur »

Deux LEDs (verte et rouge) sont situées à côté du connecteur USB.

En mode RadioShuttle LoRa radio, la LED verte s’allume pendant la transmission et la LED rouge pendant la réception des données radio. De plus, la LED rouge clignote brièvement toutes les 2 secondes pour indiquer que la carte est active. Si nécessaire, les lignes d’E/S des LEDs peuvent également être utilisés à d’autres fins. Une interface de débogage (2 x 4 broches) est fournie pour le débogage à distance compatible STLink.

Développement de logiciel professionnel (Arm Mbed IDE)

Un EDI en ligne clé en main et très facile à utiliser permet à chacun de se lancer rapidement dans le développement de solutions IoT. Qu’il s’agisse d’une équipe de développement collaboratif multi-utilisateurs débutants ou professionnels, l’EDI Mbed peut gérer cela facilement. En moins d’une minute, le logiciel de démonstration du protocole radio LoRa RadioTest de Turtle est chargé, compilé, téléchargé et fonctionne.

Horloge précise RTC

Le MCU dispose d’une horloge RTC intégrée qui fournit une heure correcte tant que la carte est alimentée. Le RTC continue à fonctionner en mode de faible consommation (« deepsleep »). Le RTC peut réveiller le MCU au besoin.

Capteur de température et d’humidité (optionnel)

Le capteur en option consomme très peu d’énergie (< 1 µA) en mode veille et permet une mesure régulière et précise de la température et de l’humidité. Afin d’utiliser le capteur de la manière la plus flexible possible en fonction des exigences, il peut être branché sur le connecteur du débogueur (inclus dans la livraison, doit être soudé sur la carte). Alternativement, le capteur peut également être positionné à l’extérieur à l’aide d’un câble. Le logiciel de lecture du capteur est intégré dans le logiciel RadioShuttle. Il suffit de le connecter et c’est terminé !

Écran OLED (optionnel)

Un écran OLED optionnel est disponible, qui peut être connecté au connecteur I²C. Voir Utilisation de la Carte ECO Power avec un Écran OLED.

Module Ethernet (optionnel)

Un module Ethernet W5500 optionnel apporte un port Ethernet 10/100 avec réseau TCP/IP à la carte. Les pilotes de logiciel réseau avec exemples sont inclus dans le logiciel RadioShuttle pour la carte Turtle.

Gestion d’énergie

Nous avons conçu la carte pour qu’elle soit aussi économe en énergie que possible afin d’obtenir une longue durée de vie de la batterie. Cela comprend l’utilisation de MOSFET de blocage à haute impédance pour les fonctions d’alimentation et de commutation, ainsi qu’une conception globale de circuit à faible courant.

Le logiciel RadioShuttle fourni avec la carte Turtle est adapté à ce hardware. Grâce à divers algorithmes d’économie d’énergie allant de l’optimisation de la taille des paquets et de la réduction automatique de la puissance d’émission dans de bonnes conditions de transmission à l’utilisation des fonctions « sommeil » et « sommeil profond » du MCU, ils sont un élément essentiel de la gestion sophistiquée de l’énergie.

En utilisant le logiciel d’exemple RadioShuttle avec fonction d’économie d’énergie intégrée, cette solution LoRa facilite la mise en place de solutions sans fil alimentées par batterie pour tous.

Passerelle MQTT RadioShuttle

Le logiciel RadioShuttle contient une passerelle MQTT qui établit une connexion entre la station RadioShuttle, avec le ou les nœuds connectés, et un serveur MQTT. Ceci permet l’échange bidirectionnel de messages entre MQTT et LoRa.
Description de la passerelle RadioShuttle …

Application MQTT Push Client

Les topics MQTT définis dans l’application MQTT Push Client sont surveillés par le serveur push MQTT de RadioShuttle. Lorsqu’ils deviennent actifs, ils sont immédiatement transférés vers l’application, où le message est affiché avec un signal audio optionnel en tant que notification push.
Description de l’application MQTT Push Client …

Contenu de la livraison

Liste des pièces détachées incluses dans la livraison de la carte Turtle (par carte) :

  • Carte Turtle avec LoRa
  • Antenne SMA
  • Connecteur (2×14) pour extensions (pré-soudé)
  • Connecteur (2×4) pour débogueur

Pour la première mise en service, il suffit de raccorder l’antenne SMA. Le reste est facultatif et est décrit dans la documentation Turtle. Un câble de connexion micro-USB n’est pas inclus et doit être acheté séparément.

Continuer avec Mise en service

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