Revisión Gateway Concentrador mPCIe RAK833 SPI/USB (Multicanal) LoRaWAN # 2

En tutoriales anteriores ya hemos determinado algunos factores para elegir el gateway (puerta de enlace o pasarela LoRaWAN) apropiado para su aplicación LoRaWAN, existen muchas soluciones de hardware disponibles, pero he elegido el RAK833-SPI/USB de RAKwireless, un modulo concentrador LoRaWAN que permite crear un gateway multicanal, lo considero la opción rentable en relación costo funcionalidad, permitiendo una solución industrial, y tiene mejoras notables respecto a su antecesor el RAK831.

En esta oportunidad realizaremos una revisión rápida a nuestro modulo y con el crearemos nuestro gateway LoRaWAN, en pocos pasos y sin complicaciones.

Estos módulos tienen un diseño de mini-tarjeta PCI Express, existen 2 versiones, RAK833-SPI/USB y RAK833-SPI, en mi caso he comprado la versión con USB que técnicamente utiliza un FT2232H.

Utiliza el SX1301 de Semtech, es el encargado de procesar señales digitales masivamente, técnicamente es el cerebro del gateway, también cuenta con 2 SX1257, son los módulos de radiofrecuencia que realizan la modulacion/demodulacion de las señales LoRa .

Especificaciones Técnicas

Fue una gran sorpresa, el tamaño del modulo, es muy pequeño, miren su tamaño en comparación con una moneda.

Disipación de Calor

Recomendamos adicionarle un disipador de calor, el modulo se calienta bastante!!, sin el disipador lo quemaran o reducirán considerablemente su vida útil.

Seleccion de Frecuencias o Bandas ISM

Importante: se deber seleccionar correctamente la frecuencia de trabajo de su gateway, en mi caso US915MHz, las bandas ISM asignadas a América, buscar las bandas asociadas a su país o región.

Bandas y Frecuencias disponibles:

  • 433 (433MHz ‐ 435MHz)
  • 470 (RX: 470MHz ‐ 490MHz) (TX: 490MHz ‐ 520MHz)
  • EU 868 (865MHz ‐ 872MHz)
  • AS 923 (923MHz ‐ 925MHz)
  • AU 915 (915MHz ‐ 928MHz)
  • US 915 (902MHz ‐ 928MHz)
 

Tutorial Recomendado

Antes de iniciar con LoRaWAN recomiendo leer este tutorial, en el cual se detallaran conceptos importantes.

Gateway con Raspberry Pi

El RAK833 es un componente importante, pero solo es hardware se requiere un CPU o procesador que los controle, en nuestro caso usaremos un Raspberry Pi. En próximos tutoriales, configuraremos de cero, nuestro sistema operativo y controladores (drivers).

Tarjeta convertidora mPCIe to USB

Para conectar el RAK833 a nuestra Raspberry Pi necesitamos adicionalmente una tarjeta convertidora de mPCIe to USB.

Cara superior
Cara Inferior

Con mucha precaución montar el modulo sobre el convertidor mPCIe a USB.

Ensamblado completo.

Instalaremos un reenviador de paquetes e instalaremos y configuraremos el servidor LoraServer, luego pruebas con The Things Network.

Materiales

1 Modulo RAK833-SPI/USB + antena IPEX

1 Tarjeta convertidor mPCIe to USB para RAK833

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Video: LoRaWAN #2: Review RAK833 SPI/USB Concentrator LoRa

 

Kits Desarrollo RAKwireless

RAKwireless, también cuenta con kits completos, tales como el RAK833-SPI/USB EVB Kit, en mi caso por costos, solo requiero el RAK833-SPI/USB.

Máxima cantidad de nodos

Según el fabricador, se estiman 500 nodos por cada 2Km cuadrados, con un ambiente moderadamente interferido, todo depende.

Por supuesto hay gran variedad de factores que determina la cantidad de nodos:

  • Configuración y tipos de nodos.
  • Distancias entre los nodos y gateway.
  • ADR (Adaptive Data Rate) activo.
  • Clases de nodos y mezclas de clases A & B o A & C.
  • Confirmaciones y verificaciones de nodos.

Conclusiones & Recomendaciones

Si adquiere uno de estos módulos, no perderá su inversión dado que son una de las soluciones profesionales mas asequibles del mercado y cumplen con la regla principal, permiten múltiples canales, una característica importante cuentan con documentación y soporte, foros de RAKWireless.

Estos dispositivos son frágiles, para no perder su inversión, seguir las siguientes advertencias y recomendaciones:

  1. No energizar el gateway sin tener una antena conectada al U.FL, podría quemar el modulo dado que técnicamente es un amplificador.
  2. No energizar el gateway sin tener un disipador montado sobre la zona metálica del RAK833, la temperatura podría superar los 40°C y acabar la vida útil de su gateway
  3. Sabemos existen 2 versiones del RAK833, SPI y USB, presenta un mejor desempeño la comunicación por bus SPI, por lo tanto es la mas recomendada en aplicaciones de mayor exigencia, en nuestro caso por se pruebas con pocos nodos usaremos la versión por USB.

Comprar una antenna para exteriores en caso de requerir mayor cobertura.

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