SX1276, SX1278 — трансиверы LoRa от Semtech

Версии

Синтезатор перекрывает три полосы (табл. 7): 3 — 137–175 МГц, 2 — 410–525 МГц, 1 — 862–1020 МГц (у SX1279 — 160, 480 и 779–960 МГц соответственно). Полосы 2 и 3 обслуживает низкочастотный тракт (выводы RFI_LF и RFO_LF), полосу 1 — высокочастотный (RFI_HF и RFO_HF). У SX1278 высокочастотного тракта нет.

Выводы

Корпус QFN-28 6 × 6 мм, шаг 0,65 мм, площадка 4,8 × 4,8 мм (ном.) — вывод 0, земля (рис. 57 и табл. 2).

Наш вывод: на плате SX1278 нельзя просто заменить на SX1276 ради 868 МГц и обратно — у SX1278 выводы 21 и 22 подключены к земле, а у SX1276 на них высокочастотный тракт со своей согласующей цепью.

Питание и уровни

Пороги входов привязаны к питанию, и отдельного допуска 5 В у входов нет: с 5-вольтовым микроконтроллером нужен преобразователь уровней, например TXS0108E, а сам трансивер питают от 3,3 В (наш вывод из табл. 3 и 11).

Токи

Наш вывод: для батарейного узла стабилизатор и аккумулятор выбирают по пику 120 мА (или 90 мА при +17 дБм), а не по среднему току: просадка питания во время передачи — частая причина зависаний модулей LoRa.

Усилитель мощности

Верхняя граница для выходов RFO в даташите расходится: табл. 33 даёт +15 дБм, а табл. 9, разд. 3 и описание PaSelect в RegPaConfig — +14 дБм. Наш вывод: рассчитывать на +14 дБм.

Ограничитель тока усилителя задаётся полем OcpTrim в RegOcp: Imax = 45 + 5 · OcpTrim мА при OcpTrim до 15 и Imax = −30 + 10 · OcpTrim мА при 16–27; по умолчанию — 100 мА. Imax ограничивает только ток усилителя мощности, а полный ток микросхемы — Imax + IDDFS (разд. 5.4.4), где IDDFS — ток синтезатора, 5,8 мА тип. Наш расчёт: при полном типичном токе 120 мА в режиме +20 дБм на усилитель приходится около 114 мА, поэтому OcpTrim = 15 (120 мА) — минимум, а с запасом на разброс — 16 и выше (130 мА); значение по умолчанию 100 мА мало. Неиспользуемый вывод PA_BOOST можно оставить свободным. Мощность в эфире ограничивают и правила радиочастот страны — их проверяют отдельно.

Сброс, кварц и частота

• Включение. После встроенного сброса при подаче питания нужно подождать 10 мс до первого обращения по SPI; вывод NRESET в это время оставляют свободным.
• Ручной сброс. NRESET притягивают к нулю на 100 мкс, отпускают и ждут 5 мс. Пока NRESET в нуле, ток может вырасти до 1 мА. Наш вывод: вывод NRESET микроконтроллер подключает открытым стоком или переводит во вход после импульса — так он не мешает встроенному сбросу.
• Кварц — 32 МГц, последовательное сопротивление до 100 Ом, ёмкость нагрузки 6–12 пФ; при полосах LoRa уже 62,5 кГц Semtech советует TCXO на вход XTA.
• Частота. Шаг синтезатора FSTEP = 32 МГц / 2^19 = 61,0 Гц, частота задаётся 24-битным словом в RegFrfMsb, RegFrfMid, RegFrfLsb. Наш расчёт: 433 МГц — слово 7 094 272 (0x6C4000), 868 МГц — 14 221 312 (0xD90000); после сброса в регистрах 0x6C, 0x80, 0x00, то есть 434 МГц.

SPI и прерывания

SPI — до 10 МГц, длительность высокого и низкого уровня SCK не меньше 50 нс, установка MOSI до фронта SCK — 30 нс, установка NSS — 30 нс (табл. 11). Режим LoRa включают битом LongRangeMode в RegOpMode; переключать его можно только в спящем режиме. В режиме LoRa доступен буфер данных 256 байт, а сигналы событий выводятся на DIO0–DIO5 по табл. 18:

Наш вывод: минимальный драйвер обходится одним прерыванием — DIO0, которое программа переназначает между RxDone и TxDone при смене режима; DIO1 нужен для тайм-аута одиночного приёма.

Модули на SX1276 и SX1278

Готовые модули выпускают сторонние производители; на 433 МГц в них обычно стоит SX1278, на 868 и 915 МГц — SX1276. Документацию на конкретный модуль мы здесь не разбираем, поэтому параметры выше относятся к микросхемам, а не к модулям (наш вывод: у модулей разных производителей отличаются порядок выводов на гребёнке, шаг гребёнки, выход усилителя, к которому разведена антенна, и наличие TCXO — всё это проверяют по документации и маркировке модуля). Если модули не связываются, первым делом сверяют частоту, SF, полосу, кодовую скорость и синхрослово — об этом страница «Почему два модуля LoRa не видят друг друга». Для более простых задач на тех же частотах подойдёт FSK-трансивер CC1101.