WisBlock Base  es la placa de soporte para la fuente de alimentación y la interconexión entre el núcleo, el sensor y los módulos IO.

WisBlock Core  es la unidad de procesamiento de datos con conectividad BLE y  LoRa .

WisBlock IO  son módulos de interfaz que amplían las capacidades de comunicación de  WisBlock.

WisBlock Sensor  son módulos que llevan diferentes tipos de sensores con interfaz I2C.

Hardware WisBlock personalizado

WisBlock  está creciendo rápidamente con más y más módulos de E/S y sensores disponibles. Pero puede haber razones por las que necesite una variación que (todavía) no está disponible en   RAK . Ya sea que necesite un módulo de sensor muy exótico o necesite una tecnología de interfaz que sea un producto propietario de su empresa. Creemos que los módulos de E/S o sensores que no están disponibles en   Zona Industrial SPA  no deberían impedirle desarrollar su solución de IoT basada en   WisBlock .

WisBlock , como proyecto de código abierto/hardware abierto, pone a disposición todos los recursos necesarios para crear su propio módulo personalizado  de  WisBlock .

Sin embargo, un módulo  WisBlock  personalizado tiene que ser mecánicamente compatible con el sistema  WisBlock . Para facilitar el cumplimiento de las restricciones mecánicas, creamos plantillas para los  módulos WisBlock Sensor  y  WisBlock IO  que se pueden usar como punto de partida. Estas plantillas se crean con el sistema EDA de Autodesk EAGLE™, pero se pueden transferir fácilmente a otros sistemas EDA. Las plantillas incluyen el esquema básico, el esquema mecánico de la PCB y la posición correcta de los conectores y puntos de montaje. Los conectores de placa a placa necesarios están disponibles en bibliotecas para los sistemas EDA más comunes.

Cajas WisBlock personalizadas

Además de los módulos  WisBlock, RAKwireless  también ofrece un conjunto de gabinetes que coinciden con el tamaño mecánico y los puntos de fijación  de  WisBlock .  Pero para su propio producto basado en módulos  WisBlock , es posible que desee elegir el diseño de su gabinete. Para facilitarle el diseño de su propio gabinete, ofr ecemos varios ejemplos de gabinetes interiores y exteriores como punto de partida. También te proporcionamos los modelos 3D de los principales componentes de los productos  WisBlock  que puedes importar en tu aplicación de diseño 3D. Esto facilita verificar si su gabinete personalizado tiene alguna restricción con los módulos  WisBlock .

Donde empezar

Lee esto primero 😄

• Los conectores de placa a placa utilizados en los productos  WisBlock se pueden comprar en nuestra categoría   RAKwireless.  Hay dos proveedores de conectores, Panasonic y TXGA .  En la placa base (  RAK5005-O ) está la versión hembra/enchufe, en los módulos está la versión macho/encabezado.
• Hoja de datos del conector Panasonic.
• Ficha técnica conector TXGA  hembra.
• Ficha técnica conector TXGA  macho .
• Descargar  archivos de la biblioteca del conector .
• Eche un buen vistazo a la hoja de datos de la placa base RAK5005-O WisBlock para comprender las señales conectadas a las 4 ranuras del sensor. => Hoja de datos RAK5005-O.
• Eche un buen vistazo a la hoja de datos de uno de los módulos de sensor WisBlock existentes para comprender el uso de las señales. Por ejemplo, el sensor ambiental RAK1906.
• Eche un vistazo a la hoja de datos de uno de los módulos WisBlock IO existentes para comprender el uso de las señales. Por ejemplo, el adaptador de sensor RAK1920.

Placa de circuito impreso de plantilla

El PCB de la plantilla coincide con el tamaño de los módulos de  sensor WisBlock  estándar. Asegúrese de no mover el conector (conjunto del lado inferior) o el orificio de montaje que fija el módulo en la placa  Base WisBlock.

Como puede ver, Autodesk Eagle™ se queja de muchos errores de dimensión DRC en todo el montaje. El orificio de montaje y su cobre (conectado a la señal GND) deben ubicarse mecánicamente en el borde de la PCB. Autodesk Eagle™ permite solo una regla de diseño con respecto a la distancia a los bordes de la PCB, de ahí los errores de DRC.

Información importante sobre el diseño de PCB

• Como ya se dijo, NUNCA MUEVA EL CONECTOR Y EL AGUJERO DE MONTAJE A UNA UBICACIÓN DIFERENTE.

• Si los mueve, su sensor WisBlock hecho a sí mismo no encajará en un módulo base WisBlock.
  

• Debido al pequeño tamaño de la placa de circuito impreso (10mm x 10mm), es posible que deba cambiar las reglas de diseño para usar conexiones de 4 mil, una distancia de 4 mil entre cobre y 0,2mm de diámetro. Dependerá de su diseño si funciona con las reglas de diseño predeterminadas de Autodesk Eagle™, pero lo más probable es que los cables a las almohadillas del conector no se puedan enrutar.

• Recomendamos un plano GND en la capa superior e inferior.

• No coloque componentes en la capa inferior. El espacio entre el módulo del sensor y la placa base es de solo 1 a 2mm.

Ejemplo de RTC

Para este ejemplo elegímos un chip RTC muy interesante. Es el módulo RTC  EnerChip™ CBC34803-M5C  fabricado por  CYMBET Corp .

La parte interesante es que este  chip combina un reloj en tiempo real (RTC) y un calendario optimizados para aplicaciones de bajo consumo con una batería de respaldo de estado sólido recargable integrada y todas las funciones de administración de energía.

Sí, lo leíste bien. El chip tiene una batería integrada. Uno pequeño, de acuerdo, solo proporciona respaldo de 5 días. Pero eso ya está bastante bien. Y no hay necesidad de una batería de moneda grande o un supercondensador grande para alimentar el RTC durante los períodos de apagado.

Esquema de ejemplo de RTC

Echemos un vistazo al esquema RTC del sensor WisBlock.

Capa inferior RTC

Los archivos Eagle para el PCB de ejemplo RTC se pueden descargar como un archivo comprimido  

Haga su propia placa WisBlock IO

Proyecto de plantilla

Para facilitar la tarea, hemos preparado un proyecto de ejemplo completo para Autodesk Eagle™. Puede descargarlo  como un archivo comprimido  . 

El proyecto tiene todo lo que necesita para iniciar su propio módulo  WisBlock IO  . Incluye el conector de placa a placa utilizado en los módulos  WisBlock IO  y una forma de PCB predefinida, que hace coincidir los módulos  WisBlock IO  originales con los orificios para fijar el módulo a la  placa base WisBlock .

Esquema de la plantilla

El esquema de la plantilla es muy simple. Solo incluye el conector y una tabla que explica la asignación de los pines. Los 38 pines del conector están asignados a señales. 2 pines no se usan.

Información importante sobre las asignaciones de pines

Algunas cosas que necesita saber.

• VDD es el voltaje GPIO de la MCU, para un RAK4631 sería 3.3V. Está disponible siempre que su WisBlock esté alimentado por USB o batería.

• 3V3 es una fuente de alimentación de 3,3 V que está disponible siempre que su WisBlock esté alimentado por USB o batería.

• 3V3_S es una fuente de alimentación de 3,3 V que puede ser controlada por el módulo WisBlock Core.

• VBUS son los 5V del conector USB. Este suministro solo está disponible mientras el WisBlock se alimenta a través de USB.

• USB+ y USB- son la conexión USB del módulo WisBlock Core . Es posible que estas señales no estén disponibles en todos los módulos WisBlock Core

• I2C2_SDA e I2C2_SCL no están disponibles en todos los módulos WisBlock Core.

• TXD1 y RXD1 no están disponibles en todos los módulos WisBlock Core.

Si su módulo IO consume solo unos pocos uA de corriente, puede elegir VDD o 3V3 para alimentar las partes electrónicas de su módulo IO. Pero si su módulo consume una corriente más alta, se recomienda encarecidamente utilizar 3V3_S como tensión de alimentación. De esta manera puede optimizar el consumo de energía de su aplicación WisBlock por software.

Consulte la tabla para obtener más detalles:

Placa de circuito impreso de plantilla

El PCB de la plantilla coincide con el tamaño de los módulos de  sensor WisBlock  estándar. Asegúrese de no mover el conector (conjunto del lado inferior) o los orificios de montaje que fijan el módulo en la placa  Base WisBlock.

Como puede ver, Autodesk Eagle™ se queja de muchos errores de dimensión de DRC en el conjunto de montaje más grande. El orificio de montaje y su cobre (conectado a la señal GND) deben ubicarse mecánicamente en el borde de la PCB. Autodesk Eagle™ permite solo una regla de diseño con respecto a la distancia a los bordes de la PCB, de ahí los errores de DRC.

Si no necesita todo el ancho (35 mm) para su módulo IO personalizado, puede reducir el ancho y omitir los dos orificios de fijación más grandes en el lado derecho. Pero asegúrese de que su ancho cubra al menos los 3 orificios de fijación más pequeños del lado izquierdo.

Información importante sobre el diseño de PCB

• Como ya se dijo, NUNCA MUEVA EL CONECTORE Y EL AGUJERO DE MONTAJE A UNA UBICACIÓN DIFERENTE, si los mueve, su WisBlock IO hecho por usted mismo no encajará en un módulo WisBlock Base.

• Debido a la ubicación del conector de placa a placa cerca del borde de la PCB, es posible que deba cambiar las reglas de diseño para usar conexiones de 4 mil, 4 mil de distancia entre cobre y 0,2mm de diámetro. Dependerá de su diseño si funciona con las reglas de diseño predeterminadas de Autodesk Eagle™, pero lo más probable es que los cables a las almohadillas del conector no se puedan enrutar.

• Recomendamos un plano GND en la capa superior e inferior.

• No coloque componentes en la capa inferior. El espacio entre el módulo del sensor y la placa base es de solo 1 a 2mm.

Ejemplo de expansor de E/S

Para este ejemplo, elegí un chip muy común, el chip  expansor GPIO PCF8574 . Este chip se controla mediante I2C y amplía su recuento de GPIO en 8 GPIO bidireccionales.

Esquema de ejemplo de I/O Expander

Echemos un vistazo al esquema del expansor  WisBlock IO .

Capa inferior del expansor IO