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SEMTECH 第四代LR2021芯片无线模块 demo 板操作教程-LoRa2021

频道:外汇市场 日期: 浏览:3816

LoRa2021/LoRa2021F33-2G4(2W版本)是基于Semtech第四代LR2021模块研发的新一代双频段通信解决方案。LR2021模块作为Semtech推出的“LoRa Plus”核心芯片,集成了Sub-GHz、2.4GHz及S-band多频段支持能力,并引入FLRC高速调制技术,最高传输速率可达2.6 Mbps,显著提升了传统LoRa在速率与抗干扰方面的表现。

LoRa2021 demo

wKgZO2oG1CCAFrDwAAR9Yl3bQfw513.pngLoRa2021 demo

LoRa2021F33-2G4 demo

LoRa2021F33-2G4 demo

此次教程基于模块规格书与实测操作逻辑,以LoRa2021 demo完整讲解 LR2021 模块demo板的硬件准备、按键操作、参数配置、通信测试、功率与灵敏度测试等全流程,帮助用户零基础上手,快速完成模块功能验证。

一、demo板硬件准备与接线

1. 硬件清单

完成测试需准备以下硬件,确保无损坏、接口匹配:

  • LoRa2021板 ×2(一发一收,分别设为主机 Master、从机 Slave)
  • 对应频段天线(Sub-GHz 频段:868MHz 天线)
  • 2V直流电源
  • 电源连接线(红色线接电源正极,黑色线接电源负极)

2. 天线与电源接线

demo板集成双天线接口,接线前需明确接口对应频段:

  • 右侧天线接口:Sub-GHz 频段(150-960MHz),外接 433/470/868/915MHz 天线;
  • 左侧天线接口:2.4G 频段(1900/2400MHz),外接 1.9GHz、2.4GHz 专用天线。(2W版本 支持1.9-2.5GHz)

wKgZPGoG1FiAOvlVAAbZWuG4RCw315.pngdemo 板集成 双天线接口

接线步骤:

  1. 天线连接:将对应频段天线拧紧到 demo板天线接口,确保接触良好,无松动;
  2. 电源连接:红色电源线接 demo板电源正极,黑色线接负极(如下图),严禁正负极接反,避免烧毁模块;

  1. 开机:拨动 demo板电源开关,屏幕亮起,进入主界面,完成硬件准备。

注意:测试前必须连接天线,禁止空载发射,否则会损坏模块功率放大器(PA)。

wKgZO2oG1IKAaAM4AAVjSFzer20306.png拨动 demo板电源开关

二、demo板按键功能详解

demo板配备SET、UP、DOWN三个物理按键,所有参数配置、模式切换均通过这三个按键完成,按键功能定义如下:

1.SET 键

短按:确认选择、进入下一级参数设置界面;

长按:返回上一级界面,退出当前参数编辑状态。

2.UP 键

短按:光标向上移动、参数数值 + 1;

长按:参数连续递增,快速调整数值。

3.DOWN 键

短按:光标向下移动、参数数值1;

长按:参数连续递减,快速调整数值。

通用操作逻辑:开机进入主界面 → 短按 UP/DOWN 键移动光标到目标参数项 → 短按 SET 键激活编辑(光标闪烁) → 短按 UP/DOWN 修改参数 → 短按 SET 键保存设置 → 长按 SET 键进入对应功能模式。

按键

功能

SET键短按

确定或进入下一级界面

SET键长按

返回上一级界面

UP键短按

光标上移或参数加1

UP键长按

参数加

DOWN键短按

光标下移或参数减1

DOWN键长按

参数减

wKgZO2oG1JaAJrgZAAG04F7W6-0014.png 短按 SET 键激活编辑(光标闪烁)

三、主界面核心参数配置

demo板主界面显示调制方式、工作模式、频段、频率、功率、扩频因子等核心参数,LoRa 模式与 FLRC 模式参数略有差异,需根据测试需求精准配置。

1.核心参数说明

参数项

说明

LoRa模式

FLRC模式

Mod

调制方式

LoRa

FLRC

Mode

工作功能

Master、Slave、TXTEST、RXTEST、SLEEP

Band

频段

LF:150-960MHz,HF:1500-2500MHz

FREQ

中心频率MHz

设定值(MHz)

POWER

发射功率

0-9级

SF(LoRa)

扩频因子

5-12

N/A

BW(LoRa)

带宽

62.5/125/250/500/1000(Sub-GHz)

203/406/812(2.4G)

N/A

CR(LoRa)

编码率

4/5-4/8

N/A

DR_BW(FLRC)

速率、带宽Mbps

N/A

0.26/0.32/0.52/0.65

/1.04/1.3/2.08/2.6

CR(FLRC)

编码率

N/A

1/2、3/4、1、2/3

Shape(FLRC)

脉冲形状

N/A

BT_05、BT_1、OFF

LR2021在接收灵敏度方面实现了进一步优化。在Sub-GHz频段下,其LoRa模式灵敏度可达-141.5 dBm @125kHz带宽,优于前代产品;同时支持高达±33%的频率偏移容忍度,在复杂电磁环境中具备更强的稳定性。此外,新增的快速信道检测(Fast CAD)功能可大幅度降低功耗,特别适合需要“先听后发”(LBT)机制的应用场景。

2. 参数配置步骤

LoRa 模式、SubGHz 868MHz 频段为例:

  • 调制方式(Mod):光标移至 Mod,短按 SET,按 UP/DOWN 选LoRa,短按 SET 保存;
  • 频段(Band):光标移至 Band,选LF(SubGHz),匹配 868MHz 天线;
  • 中心频率(FREQ):设为868MHz,与天线、通信对方保持一致;
  • 发射功率(POWER):设为9 级(LoRa2021F33 demo 板满功率,433/470MHz 可达 2W,868/915MHz 可达 1W);
  • 扩频因子(SF):推荐设为12(远距离通信,灵敏度最高);
  • 带宽(BW):设为125KHz,平衡距离与速率。
  • 关键注意:两块 demo板所有通信参数必须完全一致,否则无法建立通信。

四、双向通信测试(Master-Slave 模式)

双向通信是 demo板核心功能,用于验证模块收发稳定性、传输距离与丢包率,分为LoRa 模式FLRC 模式两种,操作流程一致。

wKgZO2oG1K-AIs5eAAJM9TCGKok062.png Master-Slave 模式

1. 模式设置

  • 第一块 demo板(发射端):Mode 参数设为Master(主机);
  • 第二块 demo板(接收端):Mode 参数设为Slave(从机);
  • 两块板参数完全同步:调制方式、频段、频率、功率、SF、BW、CR 全部一致。

2. 启动通信

  • 先操作接收端(Slave):长按 SET 键,启动接收模式,屏幕等待接收信号
  • 再操作发射端(Master):长按 SET 键,启动发射模式,开始发送数据;

通信成功判断:

  • 发射端:红色指示灯闪烁,Tx_cnt 数值持续递增;
  • 接收端:蓝色指示灯闪烁,Rx_cnt 数值持续递增;
  • 数值同步增长,无卡顿、无停滞,说明通信稳定。

3. 两种调制模式差异

  • LoRa 模式:低速率、远距离,Sub-GHz 频段开阔地传输距离可达5公里以上(2W版本可达10公里以上),适合远程监控、智慧农业;
  • FLRC 模式:高速率,最高可达6Mbps,适合高速数据传输、无人机图传等场景。

wKgZPGoG1QaAMzGcAAYevHLY8_o893.png FLRC 模式:高速率,最高可达 6Mbps

五、功能测试(TXTEST/RXTEST)

除双向通信外,demo板支持发射功率测试(TXTEST)和接收灵敏度测试(RXTEST),需配合频谱仪、信号源等专业射频仪器使用。

1. 发射功率测试(TXTEST)

  • demo板 Mode 设为TXTEST
  • 配置频段、频率、功率等级;
  • 长按 SET 键启动发射,用频谱仪连接天线端口,读取实际发射功率:

LoRa2021 demo板

  • @Sub-GHz:典型值 21dBm(160mW);
  • @2.4GHz:典型值 11dBm;

LoRa2021 demo板

  • 868/915MHz:典型值 30dBm(1W);
  • 4G 频段:典型值 30dBm(1W)。

2. 接收灵敏度测试(RXTEST)

  • demo板 Mode 设为RXTEST
  • 配置与信号源一致的参数;
  • 信号源发送指定强度信号,demo板接收,测试极限灵敏度:
  • SubGHz:BW=62.5KHz、SF=12 时,灵敏度可达143dBm;
  • 4G:BW=406KHz,SF=12灵敏度可达134dBm

(2W版本 BW=125KHz,SF=10 @2.4G频段,Bypass ON灵敏度可达124dBm

BW=125KHz,SF=10 @2.4G频段,Bypass OFF灵敏度可达134dBm)。

六、低功耗休眠模式(SLEEP)

模块支持超低功耗休眠,适合电池供电场景,休眠电流 <20μA,操作步骤:

  1. demo板 Mode 参数设为SLEEP
  2. 短按 SET 键保存,长按 SET 键进入休眠;
  3. 休眠后屏幕熄灭、指示灯关闭,唤醒需重新拨动电源开关。

休眠注意:进入休眠时,MCU 输出至模块的所有引脚(含 SPI、RESET)需拉低,避免漏电。

七、常见问题与注意事项

无法通信

  • 检查天线是否接对接口、是否拧紧;
  • 核对两块 demo板参数是否完全一致;
  • 先开接收端,再开发射端,避免丢包。
  • 核对天线频率设置是否匹配所选的天线

硬件安全

  • 禁止接反电源正负极;
  • 无天线时禁止发射;
  • 工作温度控制在40℃~85℃,避免高温长时间发射。
  • 9-2.5GHz 的TxPower 最好不要设到超过4,这样效率最高,如果功率设到最大,功率更低,电流更大,长时间不间断发射,会有可能损坏功放。