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Manual del Usuario modem WiFi HF-LPB100 y HF-LPB120

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1. Introducción

Los módulos HF-LPB100 HF-LPB120 son modems WiFi b/g/n de pequeñas dimensiones con la MAC (Media Access Control) incorporada, con tranceptor y amplificador de RF y procesador de banda base. También se incorporó un aplicativo de configuración y una pila (stack) de redes para facilitar la conectividad.

La conexión con el mundo externo se da a través de un puerto serie o de un pines de entrada salida paralelo de propósito general (GPIO)

El módulo es de pequeñas dimensiones y puede ser montado sobre una placa externa y contiene una antena integrada y también permite conectar una antena exterior.

La diferencia fundamental entre ambos módulos es que el HF-LPB100 puede también ser programado a través de una página web, mientras que el HF-LPB120 sólo puede hacerlo por puerto serie o por USB.

Especificaciones

WiFi @2,4 GHz single stream con seguridad WEP, WPA/WPA2.

• Basado en un desarrollo embebido propio.

• Incluye todos los protocolos embebidos para garantizar la conectividad WiFi.

• Soporta el modo STA/AP (Work STAtion/Access Point)1.

• Soporta funciones de Smart Link2.

• Soporta funciones de actualización de firmware inalámbricas y remotas.

• Soporta opciones de antena interna (en el PCB) o externa con conector I-PEX.

• Módulo de dimensiones reducidas (23,1 mm x 32,8 mm x 3,5 mm).

• Única alimentación de 3,3 V.

• Certificación FCC/CE/TELEC

• Cumple con RoHS3

1 http://ccm.net/contents/804-wifi-modes-of-operation-802-11-or-wi-fi 2 Norma inalámbrica que se emplea en iluminación 3 se refiere a la directiva 2002/95/CE de Restricción de ciertas Sustancias Peligrosas en aparatos

eléctricos y electrónicos


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Tabla 1 – Especificaciones Técnicas


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Figura 1 – Definición de los Pines de Conexión del módulo


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Tabla 2 – Descripción de los pines de conexión del módulo

Notas:

• En momento del arranque (boot) las patas 11, 12, 25 y 26 deben estar en alto. Caso contrario el sistema no se iniciará.

• I = entrada, O = salida.

• PU = Resistor de pull-up interno.

• PD = Resistor de pull-down interno.

• I/O = Entrada/salida digital

• Power = Alimentación


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2. Kit de Evaluación

Realizar un prototipo de evaluación con el módulo requiere de un esfuerzo que, si bien no es enorme, es bueno abreviar para mejorar el tiempo de puesta en el mercado del producto.

En tal sentido, Hi-Flying ha desarrollado una serie de placas de evaluación facilitando las pruebas de producto.

En dichas placas encontraremos una serie de pulsadores y LEDs con fines específicos:

3.1 Pulsadores

Figura 2 – Pulsadores del módulo de evaluación

• Función del pulsador nReload Cuando este pulsador se halla oprimido en el momento del arranque el módulo entrará en el modo reservado para el fabricante para incorporación y actualización de firmware en forma inalámbrica desde una aplicación que se descarga en un celular4. Cuando el módulo está operativo, también podrá entrarse sólo para la actualización de firmware oprimiendo dicho pulsador por menos de 2 segundos e ingresando desde el celular el usuario y clave de validación para pasar al modo de actualización. También se puede volver al estado de salida de fábrica oprimiendo este pulsador por más de 4 segundos.

• Pulsador RESET: Reinicia el módulo

LEDs

La placa de evaluación contiene 3 LEDs a) LED indicador de que el sistema esta alimentado b) LED que indica que el sistema se inició adecuadamente (Boot OK) c) LED que indica que se estableció una comunicación de actualización

4 IOS : http://www.hi-flying.com/download_detail_dc/downloadsId=42.html Android: http://www.hi-flying.com/download_detail_dc/downloadsId=83.html

Pulsador nReload Pulsador Reset


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Figura 3 – LEDs del módulo de evaluación

3. Configuración

De acuerdo a la función que requiramos del módulo deberemos configurarlo para cada caso específico. Ello se realiza por medio de comandos AT (similar a la programación de un modem telefónico).

El kit de evaluación puede configurarse de tres formas distintas:

• Por puerto serie RS232 o RS485

• Por puerto USB

• En forma inalámbrica (sólo para el módulo HF-LPB100 y su kit de evaluación)

3.1 Por puerto serie

En caso de disponer de una PC con puerto serie (o un conversor USB a puerto serie apropiado pues no todos funcionan adecuadamente) se conectará la PC al kit por medio de un cable DB9 hembra a DB9 hembra (modem nulo) provisto en el kit.

Figura 4 – Configuración por puerto serie

Utilizaremos el programa de comunicación serie Secure CRT que se encontrará en:

https://drive.google.com/drive/folders/0B11SOCsrGWjWOVpNUXlBQ0liajQ.

Luego de descomprimirlo en un directorio de nuestra PC, se podrán enviar los comandos AT de configuración que se verán en el Apéndice 1.

Se deberán colocar los jumpers que permiten seleccionar la fuente de conexión (RS-232 o USB) en la posición RS-232

LED nLink LED Alimentación

LED Boot

https://drive.google.com/drive/folders/0B11SOCsrGWjWOVpNUXlBQ0liajQ


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Figura 5 – Selección de la comunicación

Se deberá alimentar al kit de evaluación con una fuente de alimentación externa de 5 V (aproximadamente) con el borne central positivo.

Al ejecutar el programa Secure CRT.exe se deberá seleccionar:

Protocolo: Serial

COM: el que corresponda al hardware de su PC

Baud Rate: 115200

Data bits: 8

Parity: None

Stop Bits: 1

IMPORTANTE: En flow control se deberán destildar todos los casilleros

Figura 6 – Configuración del puerto serie


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Al presionar CONNECT se deberá poner en verde una pequeña barra vertical en la parte superior izquierda de la pantalla de comunicación.

Luego: presionar rápidamente (en menos de un segundo total) tres veces la tecla + (sin Enter). La placa deberá responder una “a” que se verá en la pantalla. Antes de 3 segundos se deberá oprimir la tecla “a” (sin Enter). Con esto hemos entrado al modo de comando del módulo en el que se lo podrá configurar.

.

Figura 7 – Primeras conexión con el kit de evaluación

Ahora el módulo está en condiciones de recibir los comandos AT de configuración (como en cualquier modem).

Si deseamos conocer los comandos disponibles, podemos escribir AT+H (Enter).

El módulo responderá con un resumen de comandos


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Figura 8. Resumen de comandos AT

Algunos comandos AT para resaltar son, el de resetear el módulo, enviar o recibir datos por WiFi (resaltado), enviar o recibir datos por UART, etc

3.2 Configuración del modo de trabajo de un LPB100

Debe destacarse que este punto es sólo válido para el módulo LPB100 y no para el LPB120 pues éste no tiene gerenciamiento por página web como el que veremos a continuación.

1. El primer lugar se necesita una computadora con acceso inalámbrico 2. En primer lugar probaremos al módulo como Access Point (AP)


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Fig. 9 Esquema de conexionado para configuración

En la computadora PC1 deberemos buscar como router inalámbrico el HF-LPB100.

Lo elegiremos y en nuestro navegador escribiremos como dirección 10.10.100.254. Se abrirá una página web y en primer lugar seleccionaremos el idioma inglés (por omisión es chino) y luego nos pedirá usuario y contraseña. Para ambas entradas elegiremos admin

Fig 10 – Ingreso a la página de configuración

Hemos verificado que está operativa la página web interna del módulo y que permite loguearse a la misma. Ahora la programaremos como estación de trabajo (por ejemplo para transmitir datos desde un sistema embebido)

3. Elegiremos el modo de trabajo STA (Work STAtion) Luego, el la página web del dispositivo elegiremos el modo de trabajo STA

Fig 11 – Elección modo de trabajo


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4. Búsqueda de redes disponibles

En STA Setting pulsaremos SCAN con lo que nuestro módulo buscará redes disponibles

Fig 12 – Búsqueda de redes para conectarse

5. Configuración de red

Fig 13 – Elección de red

Al ingresar en la red elegida veremos las condiciones de conexión (seguridad, encriptado, dirección de IP, posibilidad de elegir IP dinámica o fijar IP fija, máscara de red, dirección de la puerta de enlace, etc)

Fig 14 – Selección de parámetros y configuración de red


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6. Configuración de puerto serie

Fig 15 – Configuración Puerto Serie

En Other Settings podemos modificar las características del puerto serie

3.3 Configuración del modo de trabajo de un LPB120

El módulo LPB-120 no tiene página web interna para la programación y se deberá hacer la misma por puerto serie o USB.

Desde el programa podemos ingresar a la búsqueda de redes inalámbricas próximas por medio del comando AT+WSCAN que nos retornará un mensaje como:

AT+WSCAN

+ok=

Ch,SSID,BSSID,Security,Indicator

1,Unsam,80:2A:A8:D1:B3:61,OPEN/NONE,78

4,NeuroIng,B0:48:7A:BD:1E:84,WPAPSKWPA2PSK/AES,0

6,Investigacion,C8:B3:73:38:8F:3C,WPA2PSK/AES,6

6,HP-Print-A9-LaserJet 1025,70:77:81:8F:2E:A9,OPEN/NONE,37

6,HP-Print-f9-LaserJet Pro M201dw,D8:5D:E2:54:98:F9,OPEN/NONE,42

11,Unsam,80:1F:02:03:E5:48,OPEN/NONE,0

11,Unsam,80:2A:A8:8A:92:23,OPEN/NONE,2

Elegimos la red a la que queremos conectarnos, por ejemplo UNSAM

AT+WSSSID=Unsam

+ok

En este caso la red es abierta, por lo que no hay que identificarse, pero si lo hubiera deberíamos emplear el comando AT+WSKEY dando nombre de usuario, tipo de encriptado (típicamente AES) y la clave.

Elegimos la operación como work satation

AT+WMODE=sta

+ok


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Ahora seleccionaremos los parámetros de la red que representan el modo de IP de la work station. Dirección UP de la STA, máscara de subred y dirección de la puerta de enlace. En caso de querer fijar una dirección estática de IP, se coloca en este comando

AT+WANN

+ok=DHCP,0.0.0.0,0.0.0.0,0.0.0.0

Seleccionaremos los los parámetros de del protocol de la red. Tipo de protocolo, modo de red, puerto, dirección de IP o nombre de dominio en el modo cliente.

AT+NETP

+ok=TCP,Server,8899,10.10.100.254

Finalmente podremos ver y modificar los parámetros de la comunicación serie. Velocidad de la comunicación, bits de datos, bits de parada, bits de paridad y control de flujo.

AT+UART

+ok=115200,8,1,None,NFC

3.4 Por puerto USB

El módulo de evaluación contiene internamente un conversor USB a serie.

Se conectará la PC al kit por medio de un cable USB a miniUSB (provisto) y se deberá descargar el software FT232 Driver.exe de la página web de Semak (https://drive.google.com/open?id=0B11SOCsrGWjWWXFYdlBhaDJnRk0) que permite generar en la PC un puerto serie virtual (que habitualmente aparece como COM3, COM4 o COM5) y que permitirá realizar la configuración empleando el mismo software del punto 3.1.

En esta configuración el kit NO requiere alimentación externa.

https://drive.google.com/open?id=0B11SOCsrGWjWWXFYdlBhaDJnRk0


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Figura 16 – Configuración por puerto USB

Se deberá descargar el programa de comunicación Secure CRT que se encontrará

en: https://drive.google.com/drive/folders/0B11SOCsrGWjWOVpNUXlBQ0liajQ y repetir el punto anterior

https://drive.google.com/drive/folders/0B11SOCsrGWjWOVpNUXlBQ0liajQ


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4. Conexión el módulo

Figura 17 – Conexión de un sistema embebido con el módulo WiFi

5. Aplicaciones

Sistema embebido de control

Módulo WiFi Hi-Flying


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Desde un dispositivo móvil se accede al módulo WiFi que interactúa con el dispositivo por medio de comunicación serie

Serie/GPIO

Figura 18 – Control Inalámbrico de dispositivos

5.1 Gerenciamiento remoto de aplicaciones

Los dispositivos se comunican se comunican con un servidor remoto a través de internet empleando módulos WiFi. Al servidor remoto se le podrán transferir datos adquiridos para su almacenamiento y/o procesamiento. El servidor remoto podrá enviar comandos a los dispositivos para programar su operación.

Figura 19 – Gerenciamiento remoto de aplicaciones

5.2 Puerto Serie Transparente

Un dispositivo se conecta por línea serie con un módulo WiFi que inalámbricamente se comunica con otro módulo WiFi el cual se comunica con otro dispositivo. Todo ocurre como si los dos dispositivos finales se comunicaran directamente entre sí y la conexión inalámbrica es transparente.

Figura 20 – Puerto serie transparente

C


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APENDICE 1 – COMANDOS AT

Los comandos AT se basan en un formato ASCII. Algunas convenciones a destacar de dicho formato son:

<>: Obligatorio

[ ] : Opcional

El formato de los comandos es:

Donde: AT+ es el prefijo obligatorio del comando AT.

CMD: String de comandos.

[op]: Símbolo para el operador del comando.

“=”: El comando requiere parámetros de entrada.

“NULL”: Consulta la configuración actual de los parámetros.

Para-n : Parámetros de entrada.

<CR>: Enter o bien 0xA ó 0xD en ASCII

La respuesta puede ser “ok” o enviar un código de error

Código de error Significado

-1 Formato de comando inválido

-2 Comando inválido

-3 Símbolo de operación inválido

-4 Parámetro inválido

-5 Operación no permitida


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