树莓派Lora和供电拓展板(一)

1.产品简介

一款方便好用的树莓派Lora和供电拓展板树莓派端部分，适用于树莓派4B，板载lora模块和最大输出5V 6A的DC-DC电路，支持无网络远距离远程输入命令行控制树莓派并回传执行后的信息，支持8-18V的直流电压输入，板载OLED显示Lora远程发送的指令。DC-DC芯片为TPS40192。

2.应用场景

1.树莓派作为无人机等设备的主控

2.远程无网络终端开发

3.Lora远距离低功耗通信平台

4.电子设计大赛

5.教学演示

3.产品概述

这是一款方便好用的树莓派Lora和供电拓展板，适用于树莓派4B。使用XT30接口输入8-18V直流电压，经过TPS92DC-DC电路，输出电压5V，最大总输出电流6A。其中卧贴XT2.54接口最大输出2A，为下方的树莓派4B供电，XT60则可以为其他外设供电，最大输出电流4A。远程无网络通信使用Lora E220-400T30S模块，最大发射功率30dBm,空旷且无干扰的理想条件下传输距离可达10KM，Lora发射接收天线通过模块上的ipex接口连接。拓展板使用一个20*2 pin的排母与树莓派进行连接。为了方便后续开发，板上还搭载了一款低成本的MCU，型号是STM32G030F6P6，与树莓派的I2C1和SPI有硬件连接，通信与调试都十分方便。MCU的外设有LED、5020小尺寸无源蜂鸣器和0.5寸OLED。OLED屏幕与MCU、树莓派通过同一条的I2C连接，因此OLED屏幕可以显示电脑发送给树莓派的命令行指令，也可以通过MCU驱动屏幕。拓展板还留有一个直插XH2.54供电接口方便接风扇散热。

4.产品参数

1.输入电压：8V-18V(XT30接口接锂电池)；

2.输出电压：5.1V；

3.最大输出电流：6A；

4.Lora传输功耗 发射电流：670mA、接收电流：17mA、休眠电流：7uA；

5.Lora发射距离：晴朗空旷地带，空中速率2.4K的情况下10Km；

6.电源芯片：TPS40192芯片；

7.控制方式：电脑串口

8.尺寸：65mmX56mm，2层PCB设计；

产品分布如下3D图所示：

5.使用说明

1.本模块需要搭配电脑端Lora发射模块（电脑端Lora发射模块详情请见我主页）。

2.按照产品分布3D图正确将散热风扇、电池和树莓派供电线连接，然后将模块与树莓派的排针正确连接。

3.将树莓派代码存储好，并正确配置开机自启动程序。同时通过板子上的调试下载接口烧录MCU的代码。

4.电脑打开vscode串行监视器并连接电脑端Lora发射模块。

5.等待监视器收到“***Device Ready***",然后发送树莓派的命令行，等待监视器收到的执行结果，此时模块上的显示屏也会显示电脑发送的命令。

6.若想关闭此程序，只需发送命令行”exit“（不带引号）即可。

6.备注

1.本模块是需要下载固件驱动的，详细文件请在附件中查看固件和“固件使用说明”。

2.所有芯片采用通用型芯片，成本较低，预估小批量（20PCS）平均单价在50元-60元左右（所有物料，含PCB，具体价格以市场为准）。

3.若需本模块正常使用，还需要一根Lora天线、树莓派供电线，不在BOM中，需要自行准备。此外外部供电需自备。固件、使用教程、Lora天线、树莓派供电线以及SMT中没有的器件请在附件查看。

4.上电前请仔细检查+5，+3.3等供电是否对地短路，并且不要反接，上电后检查输出电压是否正常。

5.在原理图中有五个元器件需要注意：R1、R2、JP4、JP3和MR1。R1、R2在原理图中标注为0/NC。如果无需调整Lora传输参数，R1、R2则需要焊接0Ω电阻，反之则不要焊接，具体调整参数的方法请在附件查看。需要注意的是调整参数的代码需要自己编写。与3D图所示不同，JP4需要购买2*20pin排母且朝下安装。JP3和MR1需要购买公头。

6.本模块为了美观在PCB打样没有丝印位置表示，所以在附件中放了“丝印元器件位置图”方便大家自己焊接。

7.Lora传输距离受天气、电磁环境影响，干扰越小，效果越好，以实际效果为准。

模块与树莓派连接后实物图如下所示：

7.测试结果和测试视频

将模块与树莓派正确连接并供电，将电脑端Lora发射模块插入电脑USB接口。打开vscode的终端，在串行监视器依次输入指令：vcgencmd measure_temp、gpio -v、gpio readall、pinout、ls -l /dev/tty*和sudo reboot。电脑串行监视器成功收到内容正确的执行结果，没有丢包，指令响应迅速。每发送完一句指令后，板载OLED正确显示指令内容，用户指示灯也正常闪烁。最后在发送完sudo reboot指令后，树莓派成功重启，并在电脑串行监视器收到***Device Ready***，OLED也成功显示Device Ready。