STM32WL – mikrokontroler ze zintegrowanym układem radiowym dalekiego zasięgu LoRa®

 

Seria STM32WL oferuje połączenie funkcjonalności i właściwości mikrokontrolera z układem radiowym pracującym w zakresie częstotliwości Sub-GHz. Układy te wykonane są w technologii SoC i wykorzystują architekturę Arm® Cortex® M4 oraz Cortex® M0+ (możliwość wyboru architektury pojedynczego lub podwójnego rdzenia w zależności od wersji układu). Są przy tym doskonale dostosowane do szerokiej gamy zastosowań przemysłowych i konsumenckich na całym świecie.

Rosnące zapotrzebowanie rynku na komunikację dalekiego zasięgu leży u podstaw powstania układu STM32WL. Zgodnie z ideą rodzin STM32W, łączy on mikrokontroler i układ radiowy, który wspiera kilka modulacji, dzięki czemu jego zastosowanie jest szerokie i każdy użytkownik może dostosować technologię do własnych potrzeb. LoRa® wyróżnia się możliwością uzyskania dużych odległości komunikacji radiowej, która w zależności od warunków propagacji i zastosowanych anten może osiągnąć nawet kilkanaście kilometrów. To między innymi zasługa używania pasma poniżej 1 GHz i technologii rozpraszania widma CSS (czyli Chirp Spread Spectrum). Taka zaleta ma bardzo praktyczne przełożenie wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba wysłania danych na dużą odległość. Dobrym przykładem jest wykorzystanie mikrokontrolerów STM32WL w licznikach mediów, takich jak gazomierze, wodomierze czy liczniki energii. W ten sposób odczyt informacji o zużyciu może odbywać się automatycznie. Kolejnym przykładem użycia są czujniki, np.: monitorowanie stanu cieczy w zbiornikach, liczba wolnych miejsc parkingowych, temperatura, monitorowanie zwierząt hodowlanych, itp.

Zastosowany mikrokontroler bazuje na dobrze znanych rdzeniach Arm® Cortex®-M4 oraz Cortex® M0+, a układ radiowy oparty jest na IP core SX126x i  może pracować nie tylko z modulacją LoRa® ale wspiera także wiele standardowych modulacji, dzięki czemu w elastyczny sposób wpasowuje się w aplikacje bezprzewodowe.

Układ został opracowany przy użyciu technologii, która jest zastosowana w mikrokontrolerach serii STM32L4, dzięki czemu STM32WL zawiera podobny zestaw peryferiów cyfrowych i analogowych a także charakteryzuje się bardzo niskim poborem mocy zapewniającym dużą żywotność baterii finalnej aplikacji.

 

Komunikacja bezprzewodowa

Układ radiowy znajdujący się w STM32WL oferuje modulacje LoRa®, (G)FSK, (G)MSK oraz BPSK zapewniając możliwość współpracy z protokołami LoRaWAN®, Sigfox, W-MBUS, mioty®, Zeta lub opracowanymi na potrzeby konkretnej aplikacji IoT, w tym możliwość stworzenia własnego protokołu. Zakres częstotliwości pracy wynosi od 150 do 960MHz z możliwością wyboru jednego z dwóch dostępnych wzmacniaczy mocy +22 dBm lub +15 dBm, umożliwiając pokrycie szerokiego zakresu potrzeb w zakresie nielicencjonowanego pasma radiowego ISM sub-GHz na całym świecie.

Interfejs radiowy jest zgodny z normami między innymi ETSI EN 300 220, EN 300 113, EN 301 166, FCC CFR 47 część 15, 24, 90, 101 i japońskim ARIB STD-T30, T-67, T-108.

Peryferia systemowe

Integracja mikrokontrolera oraz układu radiowego sub-GHz na jednym chipie pozwala na redukcję ilości niezbędnych komponentów potrzebnych do poprawnego działania układu, co wpływa na redukcję kosztów. Układ wyposażony jest w bogaty zestaw peryferiów: DMA, USART, LPUART, SPI, I2C, ADC, RTC, do 43 GPIO, Timery. jak również w przetwornicę SMPS w celu re

dukcji zużycia energii i możliwości wyboru różnych trybów pracy wydłużając żywotność baterii.

Aby zamówić mikrokontrolery STM32WL, otrzymać próbki i uzyskać dodatkowe wsparcie skontaktuj się z nami wysyłając zapytanie na adres: masters@masters.com.pl

Bezpieczeństwo

Mikrokontrolery STM32WL umożliwiają wykorzystanie szyfrowania sprzętowego AES 128-/256-bit, ochrony sektora przed zapisem/odczytem PCROP, akceleratora klucza publicznego z silnikiem kryptograficznym opartym na krzywej eliptycznej, a także wbudowany generator liczb losowych.

Seria z podwójnym rdzeniem STM32WL5x zawiera dodatkowe bardziej zaawansowane zabezpieczenia takie jak: Key Management Services, Secure firmware install (SFI), Secure firmware update (SFU), Secure sub-GHz MAC layer oraz inne.

Warto przy tym pamiętać, że mikrokontroler STM32WL jest objęty specjalną gwarancją produkcji określaną mianem longevity commitment, która w tym przypadku trwa 10 lat i może być odnawiana co roku na kolejny dziesięcioletni okres.

Wsparcie programowe

Seria mikrokontrolerów rodziny STM32WL posiada wsparcie programistyczne w postaci pakietu STM32CubeWL składającego się z bibliotek HAL (Hardware Abstraction Layer)  i LL (Low Layer), spójnego zestawu komponentów oprogramowania dodatkowego takich jak FatFS, SBSFU, FreeRTOS®, a także wiele przykładowych kodów i stosów LoRaWAN® i Sigfox.

Anteny

Wybór odpowiedniej anteny do pracy z układem radiowym bywa kluczowy w wielu aplikacjach. Interesującym wyborem może okazać się oferta anten firmy Pulse, która posiada w swojej ofercie anteny wewnętrzne SMD ceramiczne, PIFA, helikalne oraz PCB. Anteny PIFA charakteryzują się wysoką stabilnością częstotliwości przy zmiennych warunkach otoczenia. Warto także przyjrzeć się antenom ceramicznym firmy Unictron między innymi takiej jak AA701 pracującej na zakresie częstotliwości: 863 – 870MHz, która dzięki zastosowaniu rozwiązania TELA umożliwia niezależne dostrojenie częstotliwości anteny do danej aplikacji. Antena powinna być umieszczona w środkej pozycja przy krawędzi PCB. Jeżeli wymagana jest pozycja narożna, wtedy można skorzystać z anteny C812D5.

Zastosuj układ STM32WL w swojej aplikacji – płyta ewaluacyjna Masters

Wyróżnikiem układu ewaluacyjnego Masters z STM32WL jest zapewnienie użytkownikowi platformy prototypowej zawierającej najistotniejsze elementy konieczne na etapie prototypowania bez zbędnego prowadzenia dodatkowych kabli.

Płyta ewaluacyjna zawiera wbudowaną antenę PIFA i ceramiczną oraz jest wyposażona w gniazdo SMA dla anten zewnętrznych. Dzięki temu zapewnia możliwość testów wszędzie tam, gdzie wymogiem w trakcie adaptacji aplikacji jest konieczność zastosowania anteny zewnętrznej o wysokim zysku energetycznym.

Przełączanie pomiędzy anteną PIFA, ceramiczną, a złączem SMA dla maksymalnej użyteczności i wygody odbywa się programowo. Ponadto zastosowano czujnik temperatury i wilgotności HTS221 jako prosty sposób by podczas testów pojawiły się rzeczywiste i zmienne w czasie pomiarów dane. Zastosowanie baterii sprawia, że układ może być rozwiązaniem samodzielnym umożliwiającym pierwszy etap prototypowania w fazie testów PoC.

Płyta ewaluacyjna NUCLEO-WL55JC1 jest dostępna w Masters

https://www.youtube.com/watch?v=ZF165GRLy50

STM32WL portfolio:

Więcej informacji o STM32WL oraz komunikacji bezprzewodowej sieci LoRaWAN:
STM32 WL

Seria STM32WL – przedląd produktów

Bezprzewodowa seria STM32WL – pierwszy na świecie SoC umożliwiający korzystanie z LoRa®, (G)FSK, (G)MSK, BPSK

STM32 Cube WL

Szkolenie online z STM32WL

Łączność LoRa dla CbM i PdM

Skontaktuj się z nami

Masters jest oficjalnym dystrybutorem firmy STMicroelectronics. Jeśli jesteś zainteresowany otrzymaniem próbek lub chcesz porozmawiać o swoim projekcie i możliwościach zastosowania produktów STMicroelectronics zachęcamy do kontaktu masters@masters.com.pl  lub bezpośrednio z wybranym Biurem Obsługi Klienta. Doradzimy najbardziej odpowiednie rozwiązanie do Twoich potrzeb.