RYUW122_Lite (UWB): piedinatura ad alta risoluzione, datasheet, schema e specifiche
La tecnologia Ultra-Wideband (UWB) rappresenta un punto di svolta nei sistemi di localizzazione di precisione, offrendo un’accuratezza a livello centimetrico irraggiungibile con altre tecnologie wireless. Il REYAX RYUW122_Lite emerge come un componente chiave per rendere questa tecnologia accessibile a sviluppatori, maker e ingegneri.
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Il “RYUW122_Lite” è una “versione lite della scheda di valutazione”. Questa scheda è specificamente progettata per “comprendere e testare il modulo REYAX RYUW122 più rapidamente”. Il cuore del sistema è, quindi, il modulo RYUW122, un componente a montaggio superficiale (SMD). Il RYUW122_Lite, al contrario, è la sua controparte “versione DIP”, che monta il modulo RYUW122 su un piccolo PCB con un header a 6 pin, rendendolo ideale per la prototipazione rapida su breadboard.
La designazione “Lite” non si riferisce a funzionalità UWB ridotte, ma alla semplicità e accessibilità della scheda di valutazione. Esiste anche un più complesso “RYUW122_DK Positioning Development Kit” per test di posizionamento su vasta scala. Il RYUW122_Lite è, quindi, il punto di ingresso a basso costo per l’interfacciamento e la prototipazione.
Concorrenti UWB (quando usarli?)
Precisione e Affidabilità (L'”Eroe”: UWB)
UWB (Ultra-Wideband) si distingue come la tecnologia più robusta per il tracciamento preciso della posizione.
- Punti di forza: Offre accuratezza a livello centimetrico, la latenza più bassa (<1ms) e la massima sicurezza (resistente agli attacchi relay). È anche altamente immune alle interferenze.
- Ideale per: Tracciamento di asset in tempo reale, accesso sicuro agli ingressi e applicazioni industriali dove la precisione è critica.
Velocità Dati e Connettività
Wi-Fi è il leader indiscusso per il trasferimento dati ma fatica con la localizzazione precisa.
- Punti di forza: Massiccio throughput di dati (fino a 1Gbps).
- Punti deboli: Consuma più energia (richiede batterie al litio), ha una bassa accuratezza di localizzazione (5–15 metri) e un’alta latenza per il posizionamento (>3s).
- Ideale per: Comunicazione dati ad alta larghezza di banda piuttosto che tracciamento.
Prossimità Economica
Bluetooth serve come opzione generica a basso costo.
- Punti di forza: Basso costo di implementazione ($) e discreta efficienza energetica.
- Punti deboli: È molto sensibile alle interferenze e agli ostacoli, rendendolo meno affidabile per il tracciamento critico. L’accuratezza è moderata (1–5 metri).
- Ideale per: Rilevamento di prossimità consumer (come trovare chiavi perse) dove l’imprecisione occasionale è accettabile.
Logistica e Scalabilità
RFID e GPS riempiono ruoli di nicchia specifici basati su portata e potenza.
- RFID: Unico perché è passivo (nessuna batteria richiesta sui tag). Ha una scalabilità illimitata ma una portata molto breve (1 metro). È ideale per la scansione dell’inventario.
- GPS: Lo standard per il tracciamento outdoor con scalabilità illimitata. Tuttavia, non può essere utilizzato indoor e ha l’accuratezza più bassa (5–20 metri).
Verdetto Riassuntivo
- Scegli UWB se hai bisogno di alta precisione, sicurezza e velocità in tempo reale indoor.
- Scegli Wi-Fi se devi spostare grandi quantità di dati.
- Scegli RFID per scansionare migliaia di articoli economicamente senza batterie.
- Scegli Bluetooth per un tracciamento di prossimità economico e “abbastanza buono”.
| Caratteristica | UWB | Bluetooth | Wi-Fi | RFID | GPS |
| Dove Usato | Outdoor / Indoor | Outdoor / Indoor | Outdoor / Indoor | Outdoor / Indoor | Outdoor |
| Accuratezza | Centimetro | 1-5 metri | 5-15 metri | Da centimetro a 1 metro | 5-20 metri |
| Affidabilità | ⭐⭐⭐⭐⭐ Forte immunità a multi-path e interferenze | ⭐⭐ Molto sensibile a multi-path, ostacoli e interferenze | ⭐⭐ Molto sensibile a multi-path, ostacoli e interferenze | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ Molto sensibile agli ostacoli |
| Portata / Copertura | Tip. 70m (Max 250m) Tip. 250m² per ancora | Tip. 15m (Max 100m) Tip. 25m² per beacon (per accuratezza 2m) | Tip. 50m (Max 150m) Tip. 100m² per access point (per accuratezza 5m) | Tip. 1m (Max 5m) Tip. 25m² per lettore | N/A |
| Comunicazioni Dati | ✅ fino a 27Mbps | ✅ fino a 2Mbps | ✅ fino a 1Gbps | ❌ | ❌ |
| Sicurezza (Livello PHY) | ⭐⭐⭐⭐⭐ Protocollo vincolato Distanza-Tempo | ⭐⭐ Può essere spoofato usando attacco relay | ⭐⭐ Può essere spoofato usando attacco relay | ⭐⭐ Può essere spoofato usando attacco relay | N/A |
| Latenza | ⭐⭐⭐⭐⭐ Tip. <1ms per ottenere XYZ | ⭐⭐ Tip. >3s per ottenere XYZ | ⭐⭐ Tip. >3s per ottenere XYZ | ⭐⭐⭐ Tip. 1s per ottenere XYZ | ⭐⭐ Tip. 100ms per ottenere XYZ |
| Densità Scalabilità | ⭐⭐⭐⭐ >decine di migliaia di tag | ⭐⭐⭐ Centinaia a un migliaio di tag | ⭐⭐ Centinaia a un migliaio di tag | ⭐⭐⭐⭐⭐ Illimitata | ⭐⭐⭐⭐⭐ Illimitata |
| Potenza e Batteria | 5nJ/b TX · 9nJ/b RX (Batteria a bottone) | 15nJ/b RX/TX (Batteria a bottone) | 50nJ/b RX/TX (Batteria al Litio) | Passivo | Batteria al Litio |
| Costo Totale | $ | $ | $$$ | $$$ | $$$ |
Hardware e Pinout
L’analisi hardware rivela due livelli: un’interfaccia DIP a 6 pin per le funzioni di base e un’analisi schematica più profonda che espone capacità di debug avanzate.
Header DIP a 6 Pin
L’interazione con la scheda utilizza principalmente l’header maschio a 6 pin, che espone le interfacce essenziali di alimentazione e UART.
| Pin | Nome | I/O | Descrizione |
| 1 | VDD | P | Alimentazione |
| 2 | NRST | I | Ingresso trigger reset basso |
| 3 | RXD | I | Ingresso Dati UART |
| 4 | TXD | O | Uscita Dati UART |
| 5 | PA7 | O | Indicatore Modalità (Alto: Modalità normale, Basso: Modalità Sleep) |
| 6 | GND | P | Massa |
- Analisi Pin Chiave (Pin 5 – PA7): Questo non è un GPIO generico. È un pin di Uscita gestito attivamente dal firmware del modulo per indicare il suo stato di alimentazione. Questo permette a un MCU host di monitorare se il modulo è attivo (“Modalità normale”) o nella sua “Modalità Sleep” a basso consumo senza dover inviare comandi di polling.
Componenti PCB
Lo schema ufficiale rivela funzionalità oltre l’header a 6 pin:
- Componente Core: Il componente centrale è
U1, il modulo SMD REYAX RYUW122 a 30 pin. La scheda “Lite” funge da supporto. - Indicatori LED On-board: Lo schema mostra quattro LED (LED1-LED4). I pin del modulo che li pilotano forniscono un feedback hardware specifico sullo stato del ricetrasmettitore UWB:
GPIO0/RXOKLED: Indica la corretta ricezione del pacchetto.GPIO1/SFDLED: Start of Frame Delimiter, indica il rilevamento del pacchetto.GPIO2/RXLED: Indica attività di ricezione.GPIO3/TXLED: Indica attività di trasmissione.
- Header di Debug ed Espansione: La scheda include connettori non popolati:
CON2: Un connettore per la programmazione/debug Serial Wire Debug (SWD), che esponeSWCLK,NRSTeSWDIO.CON4: Un header a 6 pin che espone un set di segnali più ricco, inclusiTXD,RXD,SWCLK,SWDIOe, in particolare,SCLeSDAper I2C.
- Componenti di Riferimento: Lo schema include un accelerometro
ST LIS3DHTR. Sebbene non popolato sulla scheda “Lite” standard, la sua inclusione suggerisce casi d’uso avanzati per tag attivati dal movimento.
Questo schema conferma la presenza di un MCU interno accessibile, aprendo due percorsi di sviluppo distinti:
- Sviluppatore Applicativo (Percorso Standard): Usa l’header DIP a 6 pin, si interfaccia via UART e controlla il modulo usando il firmware REYAX AT preinstallato.
- Sviluppatore Firmware (Percorso Avanzato): Si connette agli header SWD (CON2/CON4), bypassa il firmware AT e programma direttamente l’MCU interno per applicazioni personalizzate ad alte prestazioni.
Specifiche Tecniche
Le prestazioni del RYUW122_Lite sono definite dal modulo core RYUW122 che ospita. Le seguenti tabelle consolidano le specifiche da più datasheet.
Caratteristiche Core
- Standard UWB: IEEE802.15.4-2015 UWB & IEEE802.15.4z (modalità BPRF).
- Sicurezza: Crittografia hardware AES 128 integrata.
- Interfaccia di Controllo: Comandi AT via UART.
- Antenna: Antenna UWB integrata sul PCB del modulo.
- Funzionalità: Fornisce misurazione precisa della posizione e trasferimento dati simultaneamente.
- Conformità: Conformità normativa radio UWB mondiale.
Tabella Specifiche Tecniche
| Categoria | Parametro | Min | Tipico | Max | Unità | Condizione |
| Specifiche RF | Intervallo di Frequenza | 6489.6 | – | 7987.2 | MHz | Canale 5 & Canale 9 |
| Larghezza di Banda | 850 | – | 6.8 | KHz / MHz | ||
| Accuratezza Posizione | – | 10 | – | cm | Ambiente Campo Aperto | |
| Portata Comunicazione | – | 100 | – | M | RYUW122-a-RYUW122, Campo Aperto | |
| Sensibilità RF | -100 | – | – | dBm | ||
| Potenza | Tensione – Alimentazione (VDD) | 2.4 | 3.3 | 3.6 | V | |
| Corrente modalità ANCHOR | – | 8 | – | mA | ||
| Corrente modalità TAG | – | 81 | – | mA | ||
| Corrente – Ricezione | – | 181 | – | mA | ||
| Corrente Trasmissione RF | – | 86 | – | mA | ||
| Corrente disabilitazione RF | – | 4 | – | uA | ||
| Corrente Modalità Sleep | – | 2 | – | uA | ||
| I/O Digitale | Ingresso Digitale Alto (VIH) | 0.7*VDD | – | VDD | V | |
| Ingresso Digitale Basso (VIL) | 0 | – | 0.3*VDD | V | ||
| Uscita Digitale Alta (VOH) | 0.9 | – | VDD | V | ||
| Uscita Digitale Bassa (VOL) | 0 | – | 0.1 | V | ||
| Fisico | Temperatura Operativa | -40 | 25 | +85 | ˚C | |
| Peso | – | 1 | – | g |
Analisi Specifiche Chiave
- Consumo Energetico: Un vincolo di progettazione critico è il profilo di potenza asimmetrico. La “modalità ANCHOR” (8 mA) consuma molto meno della “modalità TAG” (81 mA). Questo perché il Tag è mobile (alimentato a batteria) e deve gestire trasmissione (86 mA) e ricezione (181 mA) ad alta potenza. Per qualsiasi Tag alimentato a batteria, l’uso estensivo della “Modalità Sleep” (2 uA) è obbligatorio. Questo rende il comando
AT+MODE=2e il pin di statoPA7caratteristiche vitali. - Livello logico: Puoi connetterti direttamente solo se usi un MCU a 3.3V; per un MCU a 5V, come l’Arduino UNO, devi usare un partitore di tensione o un convertitore di livello logico.
Interfacciamento e Programmazione
Il vantaggio principale del modulo è la sua interfaccia a comandi AT, che consente a qualsiasi MCU con una UART di eseguire il ranging UWB.
Configurazione UART
- Impostazioni Predefinite: 115200 bps, 8 bit dati, nessuna parità, 1 bit di stop (8-N-1).
- Logica Comandi: Tutti i comandi AT inviati al modulo devono terminare con un ritorno a capo/nuova riga (
\r\n). - Flusso di Controllo: Devi attendere la risposta
+OKdal modulo prima di inviare il comando successivo. - Cambio Baud Rate: Il baud rate è configurabile (es. 9600, 57600) e può essere salvato nella flash usando il comando
AT+IPR.
Comandi AT Essenziali per il Ranging
Il set di comandi AT fornisce il controllo completo. La tabella seguente elenca i comandi fondamentali per un sistema di ranging.
| Comando | Sintassi Esempio | Descrizione |
| Test | AT | Testa la comunicazione. Il modulo risponde con +OK. |
| Reset | ATZ | Esegue un RESET software del modulo. |
| Imposta Ruolo | AT+MODE=1 | Imposta il ruolo del modulo: 0 = TAG (Default), 1 = ANCHOR, 2 = SLEEP. |
| Interroga Ruolo | AT+MODE? | Interroga il ruolo attualmente impostato. |
| Imposta ID Rete | AT+NETWORKID=REYAX123 | Imposta l’ID di rete (8 byte ASCII). Solo i moduli con lo stesso ID possono comunicare. |
| Imposta Indirizzo | AT+ADDRESS=TAG_0001 | Imposta l’indirizzo univoco del modulo (8 byte ASCII). |
| Interroga UID | AT+UID? | Legge l’ID univoco a 96-bit del modulo. |
| Imposta Canale | AT+CHANNEL=9 | Imposta il canale RF: 5 = 6489.6MHz (Default), 9 = 7987.2 MHz. |
| Imposta Larghezza di Banda | AT+BANDWIDTH=1 | Imposta la velocità dati: 0 = 850 Kbps (Default), 1 = 6.8 Mbps. |
| Ranging (Anchor) | AT+ANCHOR_SEND=TAG_0001,4,TEST | Comando Chiave. Inviato da un ANCHOR. Invia 4 byte di dati (“TEST”) al TAG con indirizzo “TAG_0001” e avvia la misurazione della distanza. La risposta includerà la distanza calcolata. |
| Invia Dati (Tag) | AT+TAG_SEND=4,DATA | Inviato da un TAG. Invia 4 byte di dati (“DATA”) all’anchor. |
How To
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