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盡管RAKwireless提供了廣泛的WisBlock傳感器模塊的選擇，但可能仍然沒有找到需要的模塊。以下教程詳細示例了如何制作WisBlock傳感器RTC(實時時鐘)模塊。
Figure 1: 頂部與連接器視圖
#閱讀以下內(nèi)容
WisBlock產(chǎn)品中使用的板對板連接器可以從RAKwireless 淘寶商店購買。連接器有兩個供應(yīng)商：松下(Panasonic)和特思嘉(TXGA)。Base板 (RAK5005-O)上的是母/插座型，模塊上是公/插頭型。
Panasonic 連接器數(shù)據(jù)手冊
TXGA 連接器母型數(shù)據(jù)手冊
TXGA 連接器公型數(shù)據(jù)手冊
- 請仔細閱讀RAK5005-O WisBlock Base的數(shù)據(jù)手冊，了解連接到4個傳感器插槽的信號。
- 請仔細閱讀現(xiàn)有的WisBlock傳感器模塊的數(shù)據(jù)手冊，以了解信號的用途。例如RAK1906 環(huán)境傳感器。
#模板示例
為了簡化任務(wù)，我們?yōu)锳utodesk Eagle™準備了一個完整的示例項目，可在此處下載。該項目擁有啟動定制WisBlock傳感器模塊所需的一切。 包含用在WisBlock傳感器模塊上的板對板連接器和預定義的PCB模型，將原始的WisBlock傳感器模塊與小孔相匹配，以便將模塊固定在WisBlock Base上。
#模板原理圖
模板原理圖非常簡單，僅包含連接器和引腳分配的解釋。如下圖所示，連接器的所有24個引腳都被分配給信號，連接器引腳的分配方式可以在必要時將傳感器模塊旋轉(zhuǎn)180度。
Figure 2: 示例原理圖
#關(guān)于引腳分配的重要信息
以下事項需要了解：
- 3V3_S是一個3.3 V電源，可由WisBlock Core模塊控制。
- 當傳感器模塊只消耗幾uA的電流，可以選擇VDD為該傳感器的電子部件供電。當模塊消耗電流較大時，則強烈建議使用3V3_S作為電源電壓。這樣，就可以通過軟件優(yōu)化WisBlock應(yīng)用程序的功耗。
- SPI_MISO、SPI_MOSI、SPI_CLK、SPI_CS是用于SPI的接口。建議不要在WisBlock傳感器模塊上使用SPI，而應(yīng)使用I2C。因為SPI_CS信號在所有傳感器插槽上都是相同的。在WisBlock Base的傳感器擴展槽上只能使用一個SPI模塊。一個變通的辦法是使用傳感器插槽上的一個GPIO作為SPI芯片選擇信號。
- RXD1和TXD1僅在WisBlock Base的A槽上可用。當傳感器模塊需要串行通信時，請確保它只在插槽A中使用。另外，當使用串行信號時，如果不改變軟件應(yīng)用，模塊不能插入旋轉(zhuǎn)。
- 根據(jù)傳感器模塊插入的傳感器插槽，連接器的引腳10、12、13和15被連接到不同GPIO的(IO1、IO2、IO3、IO4、IO5和IO6)。如果需要將這4個引腳中的任何一個用于IRQ或控制信號，則必須在應(yīng)用軟件中分配正確的GPIO。
#模板PCB
模板PCB與標準WisBlock傳感器模塊的尺寸相匹配。請勿移動連接器（底部組件）或者WisBlock Base上固定模塊的安裝孔。
Figure 3: PCB示例
如您所見，Autodesk Eagle™在安裝過程中會上報很多DRC尺寸錯誤。安裝孔及其銅印(連接到GND信號)必須機械的位于PCB的邊緣。Autodesk Eagle™ 僅允許一條與PCB邊緣距離有關(guān)的設(shè)計規(guī)則，因此存在DRC檢查錯誤。
#關(guān)于PCB設(shè)計的重要信息
- 如上所述，請勿把連接器和安裝孔移到其他的位置。如果移動它們，自制的WisBlock傳感器將無法插入WisBlock Base模塊。
- 由于PCB的尺寸(10x10 mm)很小，可能必須更改設(shè)計規(guī)格，使用4mil連接，銅印與0.2mm通孔直徑之間的距離為4mil。這將取決于您的設(shè)計是否適用于默認的Autodesk Eagle™設(shè)計規(guī)則，但很可能，連接到連接器焊盤的電線將無法布線。
- 我們建議在頂層和底層安裝一個GND平面。
- 不要在底層放置組件。傳感器模塊和Base板之間的空間只有1~2 mm。
#RTC示例
此示例中，使用的RTC芯片是由 CYMBET 公司制造的EnerChip™ CBC34803-M5C模塊。
該芯片結(jié)合了實時時鐘（RTC）和為低功耗應(yīng)用優(yōu)化的日歷，并集成了可充電的固態(tài)備用電池和所有電源管理功能。
該芯片有一個小的、僅提供5天備份的集成電池。在斷電期間，不需要大型紐扣電池或大型超級電容為RTC供電。
#RTC示例原理圖
下圖為WisBlock傳感器RTC的原理圖：
Figure 4: RTC原理圖
首先要檢查的是，我們刪除了板對板連接器的大部分連接：
Figure 5: 調(diào)整后的連接器網(wǎng)絡(luò)
只留下所需的網(wǎng)絡(luò)。如果不移除未使用的網(wǎng)絡(luò)，稍后在PCB設(shè)計中將會遇到麻煩，因為信號會被鏡像分配到左右兩行的連接器上。僅僅在連接器引腳之間就會有太多不必要的連接。
對于RTC芯片，我們只需要電源網(wǎng)、I2C網(wǎng)和2條IRQ線。圍繞RTC的設(shè)計取自EnerChip™ CBC34803-M5C的數(shù)據(jù)手冊。
#RTC示例 PCB
我們可以在一個兩層電路板上對整個設(shè)計進行布線。連接非常簡單，使用Autodesk Eagle™自動布線功能便可完成。只有一個GND連接需要手動添加。
如您所見，我們把推薦的GND平面放在頂部和底部。此外，安裝孔周圍的開放銅區(qū)是可見的。這個銅區(qū)與GND信號相連。
#RTC頂層
Figure 6: RTC頂層示例
#RTC底層
Figure 7: RTC底層示例
下載RTC示例PCB的Eagle文件。
#總結(jié)
如上所述，設(shè)計一個定制的WisBlock傳感器模塊并不困難。只要遵循PCB設(shè)計規(guī)則就可以。
請勿移動模板PCB所給定的板對板連接器位置。請勿移動模板PCB所給定的安裝孔位置。
為傳感器選擇合適的電源：
如果電流消耗很低，選擇VDD。
如果需要控制WisBlock傳感器模塊的電源，選擇3V3_S。
不要在底層放置組件。傳感器模塊和Base板之間的空間只有1~2 mm。
希望此教程對您有所幫助。如果您已成功設(shè)計出WisBlock傳感器模塊，歡迎在我們的論壇欄目WisBlock中分享相關(guān)細節(jié)。
感謝您閱讀本教程并通過使用我們的WisBlock產(chǎn)品支持RAKwireless。
