Ebyte E220-900T22D 868/915 MHz 22 dBm UART Kablosuz LoRa Modülü - 5 km

Ebyte E220-900T22D; bir mikrodenetleyicinin UART seri verisini uzun menzilli LoRa radyo bağlantısı üzerinden taşımak için geliştirilmiş, LLCC68 tabanlı endüstriyel bir kablosuz seri port modülüdür. Modül; sensör verisi, sayaç bilgisi, alarm durumu, uzaktan kumanda komutu veya küçük veri paketlerini kablo kullanmadan iki nokta ya da çok nokta arasında iletmeyi kolaylaştırır. Harici mikrodenetleyici LoRa radyosunun karmaşık ayrıntılarıyla uğraşmak yerine TTL UART üzerinden veri gönderip alabilir.

850,125 ile 930,125 MHz arasında yazılımla seçilebilen kanal yapısı, 22 dBm'e kadar RF çıkışı, -148 dBm'e varan alıcı hassasiyeti ve 2,4-62,5 kbps hava veri hızı sunar. Üreticinin 5 km referansı; 5 dBi antenler, 2,5 metre anten yüksekliği, 2,4 kbps hava hızı ve engellerden arındırılmış açık alan koşullarında ölçülmüştür. Gerçek menzil; anten, yükseklik, arazi, yapılar, gürültü, kanal ve yasal güç sınırlarına bağlıdır.

DIP yapı, 21 x 36 mm gövde, SMA-K anten konnektörü, M0/M1 mod girişleri ve AUX durum çıkışı sayesinde prototip kartlarına ve son ürün PCB'lerine kolayca entegre edilebilir. Sabit adresli iletim, şeffaf iletim, yayın, kanal dinleme, RSSI, LBT, kablosuz uyandırma, alt paketleme ve yazma korumalı haberleşme anahtarı gibi işlevler sahadaki IoT ve telemetri projeleri için esnek bir temel sunar.

Öne Çıkan Özellikler

• Ebyte E220-900T22D kesin ürün modeli
• Yeni nesil LoRa yayılı spektrum teknolojili LLCC68 radyo çözümü
• 850,125-930,125 MHz ayarlanabilir çalışma aralığı
• 22 dBm tipik, 22,5 dBm'e kadar RF çıkış gücü
• 2,4 kbps hava hızında -148 dBm'e kadar alıcı hassasiyeti
• Uygun açık alan ve anten koşullarında 5 km referans haberleşme mesafesi
• TTL UART arayüzü; 1200-115200 bps ayarlanabilir seri hız
• 2,4-62,5 kbps ayarlanabilir hava veri hızı
• Şeffaf iletim ve hedef adres/kanal içeren sabit iletim
• Yayın adresi, monitör adresi ve çok noktalı ağ kurma desteği
• LBT ile gönderim öncesi kanal dinleme
• Ortam gürültüsü ve son paket için RSSI okuma
• Kablosuz uyandırma için WOR gönderici ve alıcı modları
• Yaklaşık 5 µA derin uyku akımı
• 32, 64, 128 veya 200 bayt ayarlanabilir alt paket uzunluğu
• 400 bayt dahili veri tamponu
• 10, 13, 17 ve 22 dBm seçilebilir gönderim gücü
• Güç kesildiğinde saklanan parametreler ve otomatik kurtarma watchdog yapısı
• -40 ile +85 °C endüstriyel çalışma sıcaklığı
• 50 ohm SMA-K harici anten bağlantısı

Teknik Özellikler

Bu Modül Ne Yapar?

E220-900T22D, uygulama işlemcisi ile radyo arasına yerleşen bir seri haberleşme köprüsüdür. Birinci modülün RXD pinine UART ile verilen baytlar kablosuz olarak aktarılır; ikinci modül aldığı veriyi TXD pininden çıkarır. Böylece Arduino, ESP32, STM32, Raspberry Pi Pico, PLC seri arayüzü veya özel bir kontrol kartı uzun menzilli bağlantı kazanabilir.

Modül kendi adres, kanal, hava hızı, paket uzunluğu ve RF güç ayarlarını saklar. Normal çalışmada mikrodenetleyicinin her pakette radyo kaydı yapması gerekmez. Bu, ham LoRa transceiver kullanmaya göre yazılımı basitleştirir; ancak uygulama seviyesinde paket numarası, onay, tekrar deneme, CRC, zaman aşımı ve kimlik doğrulama gibi gereksinimler yine geliştirici tarafından tasarlanmalıdır.

5 km Menzil Nasıl Değerlendirilmelidir?

5 km, her kurulumda garanti edilen sabit mesafe değil, üretici test koşında elde edilen referans değerdir. Testte iki tarafta 5 dBi anten, yaklaşık 2,5 metre anten yüksekliği, 2,4 kbps hava veri hızı ve açık görüş hattı kullanılmıştır. Kent içi binalar, betonarme duvarlar, metal kabinler, arazi, ağaçlar ve aynı kanaldaki diğer vericiler mesafeyi azaltabilir.

• Antenleri yerden yükseğe ve mümkün olduğunca birbirini görecek konuma yerleştirin.
• 868 veya 915 MHz için doğru ayarlanmış, kaliteli 50 ohm anten kullanın.
• Anten kablosunu kısa tutun; ince ve uzun koaksiyel kablonun kaybını hesaba katın.
• En uzun menzil için hava veri hızını 2,4 kbps seçin.
• Antenleri metal kutu içine koymayın; karttan ve gürültülü kablolardan uzaklaştırın.
• Sahada RSSI, paket kaybı ve tekrar deneme sayısını ölçerek bağlantı payı bırakın.

Frekans ve Kanal Hesabı

REG2 kanal kaydı için kılavuzda 0-80 aralığı tanımlanır. Merkez frekans aşağıdaki bağıntıyla hesaplanır:

Aynı ağda haberleşecek modüllerin kanal ve hava veri hızı aynı olmalıdır. Kanal seçimini yalnızca teknik olarak çalışmasına göre değil, kullanılan ülkedeki izinli alt bant, güç, bant genişliği ve görev çevrimi koşullarına göre yapın.

Pin Dizilimi

Mikrodenetleyici Bağlantısı

Dört Çalışma Modu

M0 ve M1 değiştirildikten sonra modülün mevcut UART veya RF işini tamamlaması beklenir. Güvenilir geçiş için AUX yüksek seviyesi izlenmeli ve yükselen kenardan sonra en az 2 ms beklenmelidir. M0/M1 pinleri zayıf pull-up içerir fakat boşta bırakılmamalıdır.

AUX Pini Neden Önemlidir?

AUX yalnızca basit bir etkinlik LED'i gibi düşünülmemelidir. Modül başlatılırken, dahili tampon doluyken, RF iletimi devam ederken veya ayarlar uygulanırken düşük seviyeye geçebilir. Yüksek seviye modülün yeni işleme hazır olduğunu gösterir; ancak son RF paketin fiziksel olarak tamamen havadan çıktığını her durumda tek başına garanti etmez.

• Açılışta AUX düşüktür; öz test ve parametre yükleme bitince yükselir.
• AUX düşükse modül meşguldür ve mod değişimi kontrol edilmez.
• Dahili 400 bayt tamponun taşmasını önlemek için seri veri akışı AUX ile kontrol edilebilir.
• WOR senaryosunda AUX, uyuyan harici mikrodenetleyiciyi kesme ile uyandırabilir.
• Düşük hava hızında büyük ve kesintisiz veri göndermek tampon birikimine yol açabilir.

Şeffaf, Sabit ve Yayın İletimi

Şeffaf iletimde UART'a verilen kullanıcı verisi aynı kanal ve hava hızındaki uygun alıcılara aktarılır. En basit iki nokta bağlantısı için iki modül aynı radyo parametreleriyle ayarlanır ve uygulama verisi doğrudan gönderilir.

Sabit iletimde UART paketinin ilk üç baytı hedef adres yüksek, hedef adres düşük ve hedef kanal olarak yorumlanır. Bu üç bayt alıcı uygulamasına aktarılmaz; ardından gelen veriler hedef modüle iletilir. Tek vericiyle farklı adres veya kanallardaki düğümlere ulaşmak için kullanışlıdır.

Yayın gönderiminde hedef adres 0xFFFF olarak seçilirse belirlenen kanaldaki alıcılar veriyi alabilir. Monitör adresinde alıcı adresi 0xFFFF veya 0x0000 yapılarak aynı kanaldaki gönderimler izlenebilir. Uygulama düzeyinde yetkisiz veriyi ayırt etmek için ayrı kimlik doğrulama ve paket denetimi kullanılmalıdır.

Hava Hızı, UART Hızı ve Gecikme

UART hızı mikrodenetleyici ile E220 arasındaki kablolu bağlantıyı, hava hızı ise iki E220 arasındaki radyo bağlantısını belirler. Bunlar bağımsız ayarlardır. Haberleşen modüllerin UART hızları farklı olabilir; fakat daha kolay hata ayıklama ve tampon yönetimi için aynı hız tercih edilir. Hava hızı ise iki tarafta mutlaka aynı olmalıdır.

Alt Paketleme ve Tampon Yönetimi

Kullanıcı verisi ayarlanan 32, 64, 128 veya 200 baytlık alt paket uzunluğundan küçükse alıcı UART'ında kesintisiz bir veri akışı gibi görünebilir. Veri bu uzunluğu aşarsa modül RF aktarımını alt paketlere böler ve alıcı tarafındaki UART çıkışı parçalar halinde gelebilir.

400 bayt dahili tampon, mikrodenetleyici ile radyo hızı arasındaki kısa süreli farkı emer; sınırsız akış deposu değildir. UART hava bağlantısından çok daha hızlıysa uygulama AUX tabanlı akış kontrolü, paket aralığı veya onay mekanizması kullanmalıdır.

RSSI ve Kanal Kalitesi

REG1 üzerinden ortam gürültü RSSI okuması, REG3 üzerinden de alınan her paketin arkasına RSSI baytı ekleme etkinleştirilebilir. Bu bilgiler anten yerleşimi, saha kapsaması, kanal seçimi ve bağlantı marjını değerlendirmek için kullanılabilir.

Daha az negatif değer daha güçlü sinyal anlamına gelir. Tek bir RSSI ölçümü yerine hareketli ortalama, minimum değer, paket kaybı ve tekrar deneme sayısı birlikte izlenmelidir.

LBT - Gönderim Öncesi Kanal Dinleme

LBT etkinleştirildiğinde modül veri göndermeden önce kanaldaki etkinliği dinler. Kanal meşgulse iletimi geciktirerek aynı frekanstaki başka bir gönderimle çakışma olasılığını azaltır. Kılavuza göre azami bekleme yaklaşık 2 saniyedir; bu süre dolduğunda paket zorunlu olarak gönderilebilir.

LBT bağlantı başarısını iyileştirebilir fakat deterministik gecikme garantisi vermez. Kontrol uygulamalarında zaman aşımı ve tekrar deneme süreleri LBT gecikmesi hesaba katılarak ayarlanmalıdır. Ayrıca LBT'nin etkinleştirilmesi tek başına yerel mevzuata uygunluk anlamına gelmez.

WOR ile Kablosuz Uyandırma

Wake-on-Radio yapısında alıcı modül sürekli tam alımda kalmak yerine 500-4000 ms arasında ayarlanabilen periyotlarla kanala bakar. Gönderici, alıcının dinleme penceresini yakalamak için paketin başına uygun uzunlukta uyandırma dizisi ekler. Daha uzun periyot ortalama alıcı tüketimini azaltır; fakat gönderim gecikmesini ve gönderici havada kalma süresini artırır.

Gönderici ile alıcının WOR periyodu aynı ayarlanmalıdır. Mod 2 alıcısı normal Mod 0 paketlerini değil, Mod 1 WOR göndericisinin ön uyandırma dizili paketlerini almak için tasarlanmıştır.

Haberleşme Anahtarı ve Veri Güvenliği

CRYPT_H ve CRYPT_L kayıtları iki baytlık bir haberleşme anahtarı tanımlar. Bu kayıtlar yazılabilir fakat okunduğunda değerlerini açıklamaz. Modül anahtarı havadaki veriyi dönüştürmek için hesaplama faktörü olarak kullanır ve aynı tip modüllerin trafiği doğrudan dinlemesini zorlaştırır.

Kayıt Haritası

Yapılandırma Çerçeveleri

Kayıt işlemleri Mod 3'te, M1=1 ve M0=1 iken yapılır. Ayar sırasında UART 9600 bps, 8N1 olmalıdır. Aşağıdaki baytlar onaltılık gösterimdir:

Örnek olarak kanal kaydını 0x09 yapmak için C0 04 01 09 gönderilir ve başarılı durumda C1 04 01 09 yanıtı beklenir. Ayar sonrasında M0/M1 normal moda alınmalı, AUX yükselen kenarı beklenmeli ve iki modülün kanal ile hava hızının aynı olduğu doğrulanmalıdır.

Fabrika Varsayılan Ayarları

Önemli: Fabrika kanalı ve 22 dBm güç ayarı kurulum yapılan ülke için otomatik olarak yasal veya uygun kabul edilmemelidir. İlk saha testinden önce izinli frekans ve etkin yayılan güce göre yeniden yapılandırın.

Arduino ile Şeffaf Seri Köprü Örneği

Aşağıdaki örnek, donanımsal UART bulunan bir Arduino kartında USB seri monitör ile E220 arasında iki yönlü veri köprüsü kurar. Pin numaraları kullanılan karta göre uyarlanmalıdır.

const int PIN_M0 = 7;
const int PIN_M1 = 8;
const int PIN_AUX = 6;

void setup() {
  pinMode(PIN_M0, OUTPUT);
  pinMode(PIN_M1, OUTPUT);
  pinMode(PIN_AUX, INPUT);

  // Mode 0: normal transparent transmission
  digitalWrite(PIN_M0, LOW);
  digitalWrite(PIN_M1, LOW);

  Serial.begin(115200);
  Serial1.begin(9600);

  while (digitalRead(PIN_AUX) == LOW) {
    delay(1);
  }
  delay(2);
}

void loop() {
  while (Serial.available()) {
    Serial1.write(Serial.read());
  }

  while (Serial1.available()) {
    Serial.write(Serial1.read());
  }
}

ESP32 ile UART Örneği

ESP32'nin ayrı donanımsal UART'ı E220 için kullanılabilir. Aşağıdaki örnekte E220 TXD, ESP32 GPIO16'ya; E220 RXD, ESP32 GPIO17'ye bağlanır. M0 ve M1 düşük seviyede normal moda alınır.

HardwareSerial LoRaSerial(2);

const int LORA_RX = 16;
const int LORA_TX = 17;
const int LORA_M0 = 25;
const int LORA_M1 = 26;
const int LORA_AUX = 27;

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  pinMode(LORA_M0, OUTPUT);
  pinMode(LORA_M1, OUTPUT);
  pinMode(LORA_AUX, INPUT);

  digitalWrite(LORA_M0, LOW);
  digitalWrite(LORA_M1, LOW);

  LoRaSerial.begin(9600, SERIAL_8N1, LORA_RX, LORA_TX);

  while (!digitalRead(LORA_AUX)) {
    delay(1);
  }
  delay(2);
}

void loop() {
  if (LoRaSerial.available()) {
    String message = LoRaSerial.readStringUntil('\n');
    Serial.println(message);
  }

  static unsigned long previous = 0;
  if (millis() - previous >= 5000) {
    previous = millis();
    if (digitalRead(LORA_AUX)) {
      LoRaSerial.println("sensor=24.6");
    }
  }
}

İki Modülü İlk Kez Eşleştirme

1. Her iki modüle frekansa uygun 50 ohm anten takın; antensiz RF gönderimi yapmayın.
2. Modülleri kararlı besleme ve ortak GND ile mikrodenetleyicilere bağlayın.
3. M0 ve M1'i düşük yaparak iki modülü de normal moda alın.
4. Başlangıç için iki tarafta 9600 8N1 UART kullanın.
5. İki modülde aynı yasal kanalı, aynı hava veri hızını ve uyumlu iletim modunu ayarlayın.
6. Önce masa üstünde düşük RF gücüyle kısa paketleri iki yönde test edin.
7. Paket numarası, zaman aşımı ve onay ekleyerek kayıp oranını ölçün.
8. Saha testinde mesafeyi kademeli artırın; RSSI ve hata oranını kaydedin.

Güç Beslemesi Tasarımı

22 dBm gönderimde modül yaklaşık 110 mA ani akım çeker. Regülatör ve PCB hattı yalnızca ortalama akıma göre boyutlandırılırsa gönderim anında gerilim düşmesi, reset, UART bozulması veya RF gücü kaybı oluşabilir. Üretici güç tasarımında en az yüzde 30 pay bırakılmasını önerir.

• Düşük dalgalanmalı kararlı DC regülatör kullanın.
• Besleme kutuplarını ters bağlamayın; ters polarite kalıcı hasar verebilir.
• Modül yakınında uygun bypass ve bulk kapasitörler kullanın.
• GND yolunu kısa ve düşük empedanslı tutun.
• Anahtarlamalı regülatör, trafo ve yüksek frekans hatlarını RF bölgesinden uzaklaştırın.
• Besleme gerilimini 5,5 V üzerine çıkarmayın.

Anten Seçimi ve Yerleşimi

SMA-K konnektörü 50 ohm anten sistemi içindir. Anten merkez frekansı, modülün gerçekte kullanılacağı alt banda uygun olmalıdır. 868 MHz anten ile 915 MHz anten fiziksel olarak benzer görünse de en iyi eşleşme frekansları farklıdır.

• 868 MHz için 868 MHz, 915 MHz için 915 MHz ayarlı anten seçin.
• Anten kazancını yasal etkin yayılan güç hesabına dahil edin.
• Omnidirectional çubuk antenleri çoğu uygulamada dik konumlandırın.
• İki uçtaki antenlerin polarizasyonunu aynı tutun.
• Metal gövde kullanılacaksa anteni kaliteli koaksiyel uzatma ile dışarı alın.
• Koaksiyel kablo, konnektör ve adaptör kayıplarını link bütçesine ekleyin.

PCB ve Donanım Yerleşim Önerileri

• Modülü anahtarlamalı güç kaynakları, trafolar ve yüksek elektromanyetik gürültü kaynaklarından uzak tutun.
• Yüksek hızlı dijital, analog ve güç izlerini modülün altından geçirmeyin.
• Zorunlu alt katman geçişlerinde üreticinin topraklama ve katman önerilerine uyun.
• USB 3.0 gibi geniş bantlı gürültü kaynaklarından fiziksel mesafe bırakın.
• ESD hassas RF bileşenleri nedeniyle montaj ve kullanımda antistatik önlem alın.
• Nem, yoğuşma ve iletken kirlenmeye karşı muhafaza tasarlayın.

Lehimleme Profili

Kullanım Alanları

• Tarımsal sensörler, sulama vanaları ve sera otomasyonu
• Su, elektrik, gaz ve ısı sayaçlarından uzaktan veri okuma
• Bina otomasyonu, alarm ve erişim kontrol sistemleri
• Pompa istasyonu, depo seviyesi ve uzak makine izleme
• Endüstriyel sensör ve kontrol düğümleri
• Pil destekli saha telemetrisi ve kablosuz uyandırma uygulamaları
• Kampüs, fabrika veya çiftlik içinde özel noktadan noktaya veri hattı
• Seri portlu cihazlar arasında düşük hızlı kablosuz köprü
• Uzaktan kumanda, durum bildirimi ve olay tabanlı alarm iletimi

Bu Ürünü Neden Seçmelisiniz?

Ham LoRa transceiver modüllerinde frekans sentezi, paketleme, radyo durumları, kesmeler ve sürücü yazılımı geliştiriciye aittir. E220-900T22D bu işleri dahili olarak yönetip UART arayüzü sunduğu için kablosuz bağlantıyı projeye daha hızlı eklemeyi sağlar. Adresli iletim, yayın, LBT, RSSI, WOR ve kalıcı kayıtlar ayrı radyo firmware'i yazmadan kullanılabilir.

DIP montaj ve SMA anten konnektörü, laboratuvar prototipinden saha cihazına geçişi kolaylaştırır. Buna karşılık yüksek hacimli, çok küçük veya doğrudan LoRaWAN gerektiren ürünlerde SMD E220 sürümü ya da LoRaWAN destekli farklı bir modül daha uygun olabilir.

Sorun Giderme

Sıkça Sorulan Sorular

Bu modül 868 MHz ve 915 MHz'de çalışabilir mi?

Donanım 850,125-930,125 MHz aralığında kanal seçimini destekler. Ancak hangi kanalın ve güç seviyesinin kullanılabileceği ülkeye ve uygulamaya göre değişir.

Gerçekten 5 km çeker mi?

5 km üreticinin açık alan, 5 dBi anten, 2,5 m anten yüksekliği ve 2,4 kbps hava hızıyla verdiği referanstır. Şehir, bina içi ve alçak anten kurulumlarında daha kısa mesafe beklenir.

Anten pakete dahil mi?

Paket içeriği satış ilanında ayrıca belirtilmedikçe ürün modül olarak değerlendirilmelidir. Frekansa uygun SMA anten gerekebilir.

5 V Arduino ile kullanılabilir mi?

VCC 5 V ile beslenebilir; fakat UART seviyesi 3,3 V'tur. Arduino TX'den E220 RXD'ye giden hatta seviye düşürme kullanılmalıdır.

LoRaWAN gateway'e bağlanır mı?

Doğrudan hayır. Bu model özel UART-LoRa veri bağlantısı sunar ve LoRaWAN protokolünü yerleşik olarak çalıştırmaz.

Farklı E220 modelleri haberleşebilir mi?

Aynı frekans bandı, aynı E220 hava protokolü ve uyumlu parametreler gerekli olsa da model aileleri arası uyumluluk varsayılmamalıdır. Üretici uyumluluk tablosu ve saha testiyle doğrulanmalıdır.

AUX pinini bağlamak zorunlu mu?

Basit ve yavaş uygulama AUX olmadan çalışabilir; ancak güvenilir mod geçişi, tampon taşmasını önleme, başlangıç kontrolü ve düşük güç için AUX bağlantısı önerilir.

Paket İçeriği

• 1 adet Ebyte E220-900T22D 22 dBm UART LoRa kablosuz modülü
• Anten, geliştirme kartı, USB-UART dönüştürücü ve bağlantı kabloları satış paketinde ayrıca belirtilmedikçe dahil değildir

Kaynaklar ve İndirmeler

• Ebyte E220-900T22D resmi ürün sayfası
• Resmi elektriksel ve RF parametreleri
• Resmi pin tanımları ve mekanik çizimler
• Ebyte kılavuz, 3D model, PCB kütüphanesi ve ayar aracı indirmeleri
• BTK frekans tahsisinden muaf telsiz cihaz ve sistemleri
• BTK telsiz arayüz özellikleri ve kısa mesafe cihaz dokümanları

Bu Türkçe ürün açıklaması, Ebyte E220-900T22D User Manual EN v1.2 ile üreticinin güncel resmi ürün, parametre, pin ve indirme sayfaları karşılaştırılarak hazırlanmıştır. Üretici kılavuzu ile yapılandırma aracı sürümleri arasında fark görülürse kullanılan donanım revizyonuna ait en güncel resmi dosya esas alınmalıdır.