RakWireless WisDuo RAK11160 Breakout-Board RAK11161 Dual-MCU LoRaWAN EU
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RakWireless WisDuo RAK11160 Breakout-Board RAK11161 Dual-MCU LoRaWAN EU
Das RAK11160-Breakout-Board ist ein Evaluierungsboard für das WisDuo RAK11160 Stamp-Modul.
Das WisDuo RAK11160 Stamp-Modul auf diesem Breakout-Board ist ein Dual-Core-Modul mit geringem Energieverbrauch für LoRaWAN , das den STM32WLE5-LoRa-Controller mit einem ESP32-C2-Chip für WiFi - und BLE -Konnektivität kombiniert. Diese einzigartige Architektur ist für IoT-Anwendungen konzipiert, die drahtlose Kommunikation über große Entfernungen und gelegentliche Aufgaben mit hoher Bandbreite wie MQTT-Weiterleitung oder OTA-Updates erfordern.
Entwicklungsmodi
Das RAK11160-Breakout-Board unterstützt zwei Entwicklungsmodi:
- Standalone: Programmieren Sie den STM32WL mit dem RUI3 SDK von RAK für das Auslesen von Sensoren und den LoRaWAN -Betrieb.
- Dualmodus: Verwenden Sie das STM32WL-Modul für LoRaWAN und aktivieren Sie das ESP32 , wenn WiFi/MQTT/BLE -Funktionen benötigt werden. Datenfluss und Logik können mit benutzerdefinierter Firmware verwaltet werden.
Pin-Anschlüsse und Schnittstellen
Dieses Evaluierungsboard führt alle Pins des RAK11160 über Stiftleisten heraus:
- 2-polige Stiftleisten für die GPIOs, SPI, I2C des STM32WLE5
- 1-polige Stiftleiste für die GPIOs des ESP32-C2
- 1-polige Stiftleiste zum Debuggen des STM32WLE5 über die SWD -Schnittstelle
- 1-polige Stiftleiste zum Debuggen und Flashen des ESP32-C2 über UART
- 1-polige Stiftleiste zum Debuggen und Flashen des STM32WL5 über UART
- 1-Reset-Taste
- 1 Bootmodus-Taste für den STM32WLE5
- 1 Bootmodus-Taste für den ESP32-C2
Taktstabilität
Für eine bessere Frequenzstabilität über den Temperaturbereich verwendet der STM32WLE einen TCXO zur Takterzeugung.
Bestelloptionen
Der Einfachheit halber können Sie das RAK11160-Breakout-Board mit bereits angelöteten Stiftleisten oder lose zum eigenen Anlöten bestellen.
Warum Sie das RAK11160-Breakout-Board benötigen
Intelligentere, langlebigere IoT-Geräte entwickeln mit dem RAK11160-Evaluierungsboard. Dank seiner ultr stromsparende Steuerung und zwei drahtlose Technologien, ist es perfekt für Anwendungen wie batteriebetriebene Sensoren, entfernte Datenprotokollierung, und Asset-Tracking bei denen Energieeffizienz und Flexibilität entscheidend sind.
Warum es nützlich ist:
- Akkulaufzeit verlängern: Der ESP32 wird vollständig ausgeschaltet, wenn er nicht benötigt wird.
- Überall einfach verbinden: LoRaWAN, WLAN, BLE und P2P in einem Modul
- Daten sicher speichern: Der integrierte Speicher verhindert Datenverluste während Offline-Zeiten.
- Vereinfachen Sie Ihr IoT-Design: Die kompakte Größe passt in nahezu jedes Projekt.
Wichtige Merkmale des RAK11160-Breakout-Boards
- Dual-MCU-Architektur: STM32WLE5 (LoRa) + ESP32-C2 (WLAN/BLE)
- STM32WLE5-LoRa-Transceiver mit TCXO (2,5 ppm) für hohe Frequenzstabilität
- ESP32-LoRa mit niedrigem Stromverbrauch: Tiefes Ausschaltmodus (~1 µA), wenn inaktiv
- LoRaWAN-1.0.4-konform, Klasse A/B/C
- Unterstützt LoRaWAN und LoRa P2P
- MQTT-/HTTP-Funktionalität über den ESP32 mit Weiterleitung an die Cloud
- BLE-/WLAN-Scanning für Standortdienste oder die Einrichtung
- Intelligente Leistungssteuerung: Der STM32 steuert den ESP32 über den EN-Pin
- Kompakter Formfaktor: 29x40x4,28 mm großes Breakout-Board
- Versorgungsspannung: 3,0 ~ 3,6 V
- Betriebstemperatur: -40 °C bis +85 °C
- Frequenzbereich: 150 MHz bis 960 MHz
- Flash/RAM: STM32WLE5 (256 KB Flash / 64 KB RAM), ESP32-C2 (2 MB Flash)
- Schnittstellen: UART, I2C, SPI, GPIO
- Entwicklung mit dem RUI3-SDK für STM32 sowie ESP-IDF oder Arduino für ESP32
- Ideal für: stromsparende MQTT-Sensorknoten, standortbezogene Tracker, OTA-fähige Smart-Geräte
- Unterstützte LoRaWAN-Bänder: EU868, US915, AU915, AS923, IN865 und weitere
- LBT-Unterstützung für AS923-1 (Japan)
Anwendungsbeispiele für das RAK11160-Breakout-Board
Dieses Board ermöglicht es Entwicklern, sich auf die Lösung von Anwendungsproblemen zu konzentrieren, statt auf Hardwarebeschränkungen.
Anwendungsfall Nr. 1: Test eines entfernten Sensors
Beim Einsatz von Umweltsensoren in einer frühen Entwicklungsphase verwendet ein Team das RAK11160-Entwicklungsboard, um das Energieverhalten bei variablen Auslastungszyklen zu testen.. Dieser Ansatz hilft dem Team, Datenübertragungspläne zu optimieren bevor es kundenspezifische Leiterplatten entwickelt.
Anwendungsfall Nr. 2: Gateway für Logistikdaten
Ein Start-up, das ein Gateway zur Paketverfolgung entwickelt, integriert dieses extrem stromsparende IoT-Board, um Datenweiterleitungs-Workflows prototypisch entwickeln. Damit können sie die Umschaltung zwischen realen Netzwerken validieren bevor Sie sich auf die Serienproduktion der Hardware festlegen.
Vergleichstabelle: RAK3272, RAK11161 und RAK3212
| Funktion / Modell | RAK3272 |
RAK11161 (Dieses Produkt) |
RAK3212 |
| MCU | STM32WLE5 | STM32WLE5 + ESP32-C2 | ESP32-S3 + SX1262 |
| Konnektivität | LoRa / LoRaWAN | LoRa + WLAN + BLE | LoRa + WLAN + BLE |
| Architektur | Single-MCU | Dual-MCU (STM32WL steuert den ESP32 über EN) | Single-MCU mit höherer Rechenleistung |
| Energiestrategie | Extrem niedriger Stromverbrauch | Der STM32 übernimmt LoRa, während der ESP32 im Ruhezustand vollständig ausgeschaltet wird | Unterstützung für niedrigen Stromverbrauch: optimierte Schlafmodi des ESP32-S3 |
| Anwendungsfokus | Niedriger Stromverbrauch LoRaWAN-Sensoren |
Batteriebetriebene Sensoren mit Cloud-Synchronisierung über WLAN/BLE | Leistungsstarkes IoT, mUI, Meshtastic, Edge-KI |
| Speicher und Arbeitsspeicher | STM32WLE5: 256 KB Flash + 64 KB RAM |
STM32WLE5: 256 KB Flash + 64 KB RAM ESP32-C2: 2 MB Flash + 272 KB RAM |
ESP32-S3: 16 MB Flash + 8 MB PSRAM |
| Entwicklungsplattform | RUI3-SDK / AT-Befehle | RUI3 für STM32WL + ESP-IDF / Arduino für ESP32-C2 | ESP-IDF / Arduino / PlatformIO |
| Bauform | 25.4 × 32.3 mm Breakout-Platine |
29 × 40 mm Breakout-Platine |
29 × 40 mm Breakout-Platine |
Lieferumfang
- 1 RAK11160 Breakout-Platine
- 1 PCB-WLAN-/BLE-Antenne (MHF4-Anschluss)
- 1 PCB-LoRa-Antenne (MHF4-Anschluss)
- 3 Stiftleisten (1×9-polig)
- 3 Stiftleisten (1×5-polig)
- 1 Flachbandkabel (40-polig)
Erste Schritte mit der RAK11160 Breakout-Platine
- Übersicht über die RAK11161 WisDuo LoRaWAN + BLE + WLAN Breakout-Platine
- Schnellstartanleitung für die RAK11161 WisDuo LoRaWAN + BLE + WLAN Breakout-Platine
- Datenblatt der RAK11161 WisDuo LoRaWAN + BLE + WLAN Breakout-Platine
Häufig gestellte Fragen
Wie verbessert die Dual-MCU-Architektur die Flexibilität bei der Entwicklung?
Diese Platine integriert zwei separate MCUs: eine speziell für LoRaWAN-Aufgaben und eine weitere für WLAN-/BLE-Funktionen (STM32WLE5 + ESP32-C2). Diese Trennung ermöglicht es Entwicklern, die Kommunikation über große Entfernungen kontinuierlich aufrechtzuerhalten und die Konnektivität mit höherer Bandbreite nur bei Bedarf zu aktivieren. Dadurch wird der Stromverbrauch in Ruhephasen reduziert und eine unabhängige Firmware-Entwicklung für jede MCU ermöglicht. So lässt sich die Logik leichter an unterschiedliche Betriebsprofile anpassen, ohne die grundlegende Funkfunktionalität zu beeinträchtigen.
Wie wird die Kommunikation zwischen STM32 und ESP32 weitergeleitet?
Der STM32 fungiert normalerweise als Master und sendet Befehle über UART oder SPI an den ESP32, wenn WLAN- oder BLE-Aufgaben erforderlich sind. Er aktiviert den ESP32 über den EN-Pin, tauscht Daten aus und schaltet ihn anschließend zur Energieeinsparung und zur Vermeidung von Konflikten wieder aus.
Kann ich die Platine ausschließlich im Single-MCU-Modus verwenden?
Ja, Sie können das Modul wie ein Single-MCU-System betreiben, indem Sie den ESP32 (über den EN-Pin) ausgeschaltet lassen und nur den STM32WLE5 für Ihre LoRa- und Sensoranwendungen verwenden. Der ESP32 verbraucht im ungenutzten Zustand praktisch keinen Strom (nahezu vollständige Abschaltung). So werden viele stromsparende LoRa-Anwendungen effektiv betrieben (nur der LoRa-Kern). Wenn Sie keine WLAN-/BLE-/MQTT-Weiterleitung benötigen, können Sie den ESP32 bei der Firmware-Entwicklung vollständig ignorieren.
Sie müssen sicherstellen, dass Ihre Firmware oder Boot-Logik den ESP32 niemals unbeabsichtigt aktiviert. Wenn Ihre Hardware dies zulässt, sollten Sie die Stromversorgung des ESP32 bis zum tatsächlichen Bedarf physisch isolieren oder sperren.
Kann dieses Board ohne das Schreiben einer eigenen Firmware verwendet werden?
Ja. Entwickler können zunächst das bereits vorhandene RUI3 SDK auf dem STM32-Kern verwenden, das eine auf AT-Befehlen basierende Steuerung für grundlegende Funktionen unterstützt. Dadurch können Funkverhalten und Datenübertragung frühzeitig getestet werden, bevor eine vollständige Firmware geschrieben wird. Um jedoch den Dual-Mode-Betrieb oder erweiterte Logik (z. B. die bedingte Aktivierung von WiFi) zu nutzen, ist eine eigene Firmware erforderlich, die beide Mikrocontroller koordiniert.
Wie sollte das Energiemanagement bei der Verwendung beider Mikrocontroller gestaltet werden?
Ein gängiger Ansatz besteht darin, den STM32-Kern für stromsparende LoRaWAN-Vorgänge aktiv zu lassen und den ESP32-Kern vollständig auszuschalten, bis Aufgaben mit hoher Bandbreite erforderlich sind. Der STM32 kann die Stromversorgung des ESP32 über einen Enable-Pin steuern, sodass der zweite Mikrocontroller nur dann Strom verbraucht, wenn er aktiv Aufgaben wie Datenübertragungen oder OTA-Updates ausführt. Diese Strategie trägt dazu bei, die Batterielebensdauer bei Feldeinsätzen zu verlängern.
Wie hoch ist der Stromverbrauch, wenn der ESP32 ausgeschaltet ist bzw. sich im Energiesparmodus befindet?
Das Board kann etwa 6 µA verbrauchen, wenn der ESP8684 (d. h. der ESP32-ähnliche WiFi-/BLE-Koprozessor) ausgeschaltet ist und sich der STM32WLE5 im Tiefschlafmodus befindet. Der ESP32 wird vom STM32 über den EN-Pin gesteuert, sodass der ESP32 vollständig ausgeschaltet werden kann (mit einem Verbrauch von etwa 1 µA oder weniger), wenn er nicht benötigt wird. Als bewährte Vorgehensweise sollten Sie eigene Messungen mit einem Strommessgerät für den µA-Bereich in Ihrem vorgesehenen Anwendungsszenario durchführen (einschließlich angeschlossener Sensoren, Reglerverlusten usw.).
Wie handhabt das Board die Kommunikationstaktung zwischen den beiden Mikrocontrollern?
Der STM32 dieses LoRaWAN- und WiFi-Evaluierungsboards für Prototyping fungiert als primärer Controller und entscheidet, wann der ESP32 aktiviert wird. Entwickler können Signalisierungsprotokolle über gemeinsam genutzte GPIO- oder UART-Leitungen implementieren, um die Übergabe und Synchronisierung von Daten auszulösen. Dieser Ansatz vermeidet Nebenläufigkeitsprobleme, indem sichergestellt wird, dass immer nur ein Mikrocontroller die Kommunikation verwaltet. Dadurch werden während des Betriebs vorhersehbare Übergänge zwischen Zuständen mit geringem Stromverbrauch und Zuständen mit hohem Datendurchsatz ermöglicht.
Welche LoRa-Bänder und Regionen werden unterstützt?
Das RAK11160 Breakout-Board unterstützt die folgenden LoRa-/LoRaWAN-Frequenzbänder und Regionen:
- EU433
- CN470
- IN865
- EU868
- AU915
- US915
- KR920
- RU864
- AS923-1 / AS923-2 / AS923-3 / AS923-4
Wie flasht man die Firmware auf beiden Mikrocontrollern?
Flashen Sie den STM32WLE5 über die SWD- oder UART-Schnittstelle mit RUI3-Tools. Programmieren Sie den ESP32-C2 über seinen UART-Header mit ESP-IDF oder Arduino. Der STM32 steuert typischerweise, wann der ESP32 eingeschaltet wird. Stellen Sie daher beim Flashen jedes Mikrocontrollers die korrekten Boot- und Reset-Sequenzen sicher.
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€0.00 - €50.00 | €6.95 | 1–3 Werktage |
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DHL Paket (Schnellere Lieferung) |
€50.00 - €100.00 | €2.00 | 1–3 Werktage |
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DHL Paket (Schnellere Lieferung) |
Über 100,00 € | Kostenlos | 1–3 Werktage |
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| FedEx Regional Economy | Über 100,00 € | Kostenlos | 3–5 Werktage |
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2.3 Vereinigte Staaten
| Region | Versandmethode | Bestellwert | Kosten | Voraussichtliche Lieferzeit |
|---|---|---|---|---|
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USA Festland (50 Bundesstaaten) |
USPS Ground Advantage | €0.00 - €45.00 | €4.95 | 3–7 Werktage |
| USPS Ground Advantage | Über 45,00 € | Kostenlos | 3–7 Werktage | |
| USPS Priority Mail | €0.00 - €45.00 | €16.95 | 1–4 Werktage | |
| USPS Priority Mail | Über 45,00 € | €14.95 | 1–4 Werktage | |
|
USA außerhalb des Festlands (AK, HI, PR usw.) |
USPS Ground Advantage | €0.00 - €60.00 | €6.95 | 5–9 Werktage |
| USPS Ground Advantage | Über 60,00 € | Kostenlos | 5–9 Werktage |
Zu den Regionen der USA außerhalb des Festlands zählen Alaska, Amerikanisch-Samoa, Guam, Hawaii, die Marshallinseln, die Nördlichen Marianen, Palau, Puerto Rico, die Amerikanischen Jungferninseln sowie Adressen der US-Streitkräfte.
2.4 Internationale Ziele außerhalb der EU
Für ausgewählte internationale Ziele außerhalb der EU, einschließlich der Schweiz, des Vereinigten Königreichs und Norwegens, gelten folgende Versandkosten:
| Bestellwert | Versandkosten |
|---|---|
| €0.00 - €300.00 | €19.95 |
| Über 300,00 € | Kostenlos |
Für Ziele außerhalb der EU können Einfuhrzölle, Steuern und Zollgebühren vom Zielland erhoben werden und liegen in der Verantwortung des Empfängers.
3. Lager & Abwicklung
Unsere Produkte können in unseren Lagern in München, Arlington und Shenzhen gelagert werden. Das tatsächlich verwendete Versandlager hängt von der Produktverfügbarkeit und dem Zielort ab.
3.1 Lager in München
Für Produkte, die in unserem Lager in München gelagert werden, verwenden wir für Inlandszustellungen innerhalb Deutschlands Deutsche Post oder DHL Paket. Für ausgewählte EU-Ziele außerhalb Deutschlands verwenden wir FedEx Regional Economy.
3.2 Lager in Arlington
Für Produkte, die in unserem Lager in Arlington gelagert werden, verwenden wir für Lieferungen innerhalb der Vereinigten Staaten USPS oder UPS.
3.3 Lager in Shenzhen
Bei Vorbestellartikeln oder Produkten, die direkt aus unserem Lager in Shenzhen versendet werden, organisieren wir zuverlässigen internationalen Versand abhängig von Zielort und Bestandsstatus. Für EU-Mitgliedstaaten übernimmt OpenELAB gegebenenfalls anfallende Einfuhrzölle und Steuern im Rahmen des DDP-Service.
4. Bestände, Vorbestellungen & Teillieferungen
- Bestandsstatus: Bitte prüfen Sie die Produktseite auf aktuelle Informationen zur Lagerverfügbarkeit. Wenn ein Artikel in unseren lokalen Lagern nicht vorrätig ist, kann er als „Vorbestellung“ gekennzeichnet sein.
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5. Zoll, Steuern und Lieferprobleme
5.1 Zoll und Steuern
Für EU-Mitgliedstaaten:
Unabhängig davon, ob die Lieferung aus Deutschland oder China erfolgt, übernimmt OpenELAB im Rahmen des DDP-Service gegebenenfalls anfallende Einfuhrzölle und Steuern. Kunden in EU-Mitgliedstaaten sollten bei der Lieferung keine zusätzlichen Einfuhrzölle oder Mehrwertsteuer zahlen müssen.
Für Bestimmungsorte außerhalb der Europäischen Union, wie die Schweiz, Norwegen und das Vereinigte Königreich, können die örtlichen Behörden bei der Lieferung Einfuhrzölle, Steuern und Zollgebühren erheben. Diese Gebühren trägt der Empfänger.
5.2 Beschädigte, verspätete oder verlorene Pakete
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5.3 Falsche Adresse oder fehlgeschlagene Zustellung
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