E220-900T22D LoRa 모듈 설명서 요약
1. 제품 개요
E220-900T22D는 Ebyte사의 장거리 무선 시리얼 통신 모듈입니다.
통신 방식: LoRa 확산변조
내부 칩: LLCC68
주파수 범위: 850.125~930.125MHz
기본 주파수: 873.125MHz
최대 송신 출력: 22dBm
통신 인터페이스: UART TTL
전원: DC 2.3~5.5V
안정적인 최대 출력에는 3.3V 이상 권장
크기: 21×36mm
안테나 단자: SMA-K, 50Ω
동작온도: -40~85℃
이상적인 통신거리: 설명서 시험 조건에서 약 5km
본문의 “최대 10km”는 매우 이상적인 조건을 의미합니다.
이 모듈은 센서 데이터, 태양광발전소 원격 감시, 농업 IoT, 무선 경보, 계량기 데이터 전송 등에 적합합니다.
2. 주요 전기적 사양
항목 값
동작 전압 2.3~5.5V
권장 전압 3.3~5V
UART 논리 전압 3.3V TTL
송신 전류 약 110mA·22dBm
수신 전류 약 16.8mA·5V 기준
절전 전류 약 5μA
송신 출력 최대 22dBm
수신 감도 최대 약 -148dBm
무선 전송속도 2.4~62.5kbps
내부 버퍼 400바이트
패킷 길이 32·64·128·200바이트
전원은 순간적으로 110mA 이상 필요하므로 여유를 두어 최소 200mA 이상을 안정적으로 공급하는 것이 좋습니다.
3. 핀 기능과 연결
번호 핀 기능
1 M0 동작 모드 선택
2 M1 동작 모드 선택
3 RXD 외부 장치의 TX에 연결
4 TXD 외부 장치의 RX에 연결
5 AUX 동작 상태·전송 완료·초기화 상태 출력
6 VCC 전원 입력
7 GND 접지
8~10 고정홀 기판 고정용
기본 연결은 다음과 같습니다.
모듈 RXD ← Arduino TX
모듈 TXD → Arduino RX
VCC → 안정된 3.3V 또는 5V
GND → Arduino GND
M0·M1 → GPIO 또는 GND
AUX → 선택적으로 Arduino 입력 핀
주의할 점은 RX와 TX를 서로 엇갈리게 연결한다는 것입니다.
이 모듈의 UART 신호는 3.3V TTL입니다. UNO R4 WiFi처럼 3.3V 논리 회로와는 잘 맞지만, 5V 출력 UART를 직접 넣을 때는 전압 적합성을 확인하거나 레벨 변환기를 사용하는 것이 안전합니다.
4. 네 가지 동작 모드
모드 M1 M0 용도
모드 0 0 0 일반 송수신
모드 1 0 1 WOR 절전 수신기를 깨우는 송신
모드 2 1 0 WOR 저전력 수신
모드 3 1 1 절전 및 설정 모드
모드 0: 일반 송수신
가장 기본적인 모드입니다.
Arduino가 UART로 보낸 데이터를 LoRa 무선으로 전송하고, 수신한 무선 데이터는 TXD 핀을 통해 Arduino로 전달합니다.
모드 1: WOR 송신
WOR은 Wake On Radio, 즉 “무선 신호로 깨우기”입니다. 송신 데이터 앞에 수신기를 깨우는 신호를 붙여서 전송합니다.
모드 2: WOR 수신
평소에는 저전력 상태로 있다가 일정한 간격으로 무선 신호를 확인합니다. 배터리로 작동하는 원격 센서에 적합합니다.
모드 3: 설정·깊은 절전
무선 송수신을 하지 않습니다. 모듈의 주소, 채널, 속도 등을 설정할 때 사용합니다.
설명서 6.3절에 모드 1을 M0=1, M1=1이라고 적은 부분이 있으나, 전체 모드표와 회로 원리에 따르면 M1=0, M0=1이 맞습니다. 설명서의 오기로 보입니다.
5. AUX 핀의 의미
AUX는 모듈이 현재 작업할 수 있는 상태인지 알려주는 신호입니다.
AUX=LOW: 초기화·전송·버퍼 처리 등으로 바쁜 상태
AUX=HIGH: 기본적으로 다음 작업을 받을 수 있는 상태
전원을 켜면 AUX가 LOW가 되었다가 초기화가 끝나면 HIGH로 바뀜
모드를 변경할 때 AUX가 HIGH인지 확인하고 약 2ms 기다린 뒤 사용하는 것이 안전함
단, AUX가 HIGH라고 해서 마지막 무선 패킷까지 상대방에게 완전히 도착했다는 뜻은 아닙니다. 내부 UART 버퍼 처리가 끝났다는 의미에 가깝습니다.
6. 전송 방식
투명 전송
UART로 입력한 데이터를 그대로 상대 모듈에 보냅니다. 두 모듈의 채널과 무선 전송속도가 같아야 합니다.
지정 주소 전송
고정 전송 모드를 사용하면 데이터 앞에 다음 3바이트를 붙입니다.
목적지 주소 상위 바이트 + 목적지 주소 하위 바이트 + 목적지 채널
예를 들어 목적지 주소가 0x1234, 채널이 0x17이면 다음과 같이 보냅니다.
12 34 17 실제 데이터...
이 방법으로 여러 개의 LoRa 모듈 중 특정 모듈에만 데이터를 보낼 수 있습니다.
방송·감청 주소
주소를 0xFFFF로 설정하면 같은 채널의 모든 모듈을 대상으로 방송하거나, 같은 채널에서 전송되는 데이터를 수신하는 용도로 사용할 수 있습니다.
7. 설정 방법
설정할 때는 다음 조건이 필요합니다.
M1=1, M0=1: 설정 모드
UART: 9600bps
데이터 형식: 8N1
주요 명령 형식은 다음과 같습니다.
명령 기능
C0 설정값을 저장하여 전원을 꺼도 유지
C1 레지스터 읽기
C2 임시 설정, 전원 재인가 시 사라짐
FF FF FF 명령 형식 오류 응답
예를 들어 채널 레지스터 04H를 09로 영구 설정하는 명령은 다음과 같습니다.
C0 04 01 09
모듈 주소를 0x1234로 설정하는 예시는 다음과 같습니다.
C0 00 03 12 34 62
8. 주요 설정 항목
UART 통신속도
1200
2400
4800
9600: 기본값
19200
38400
57600
115200bps
무선 전송속도
2.4kbps: 기본값
4.8kbps
9.6kbps
19.2kbps
38.4kbps
62.5kbps
무선 속도를 낮추면 통신거리는 길어지고 전송 지연은 커집니다. 두 모듈의 무선 전송속도는 반드시 같아야 합니다.
송신 출력
22dBm: 기본값
17dBm
13dBm
10dBm
채널과 주파수
주파수 계산식은 다음과 같습니다.
\[
주파수(MHz)=850.125+채널번호
\]
예를 들어 기본 채널 0x17, 즉 십진수 23은 다음 주파수입니다.
\[
850.125+23=873.125MHz
\]
모듈이 지원한다고 해서 모든 주파수를 자유롭게 송신할 수 있는 것은 아닙니다. 실제 운용 전에는 국내 전파법상 허용 주파수·출력·대역폭에 맞춰 채널을 설정해야 합니다. 특히 공장 기본값 873.125MHz를 그대로 송신용으로 사용하지 않는 것이 좋습니다.
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9. 유용한 부가기능
RSSI: 수신 신호 세기 확인
LBT: 송신 전 채널이 사용 중인지 검사
WOR: 수신기를 주기적으로 깨우는 저전력 통신
고정 주소 전송: 특정 장치 지정
방송 전송: 같은 채널의 여러 장치에 동시 전송
암호화 키: 16비트 키를 이용한 무선 데이터 변환
자동 재시작용 워치독
전원을 꺼도 설정값 보존
암호화 키는 읽어낼 수 없고 쓰기만 가능합니다. 다만 중요한 개인정보나 제어 명령을 보호하려면 이 기능만 의존하지 말고, 응용 프로그램 수준의 인증과 암호화를 추가하는 것이 안전합니다.
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10. 출고 기본값
항목 기본값
주소 0x0000
채널 0x17·23
주파수 873.125MHz
UART 9600bps
데이터 형식 8N1
무선 속도 2.4kbps
출력 22dBm
전송 방식 투명 전송
패킷 길이 200바이트
기본 설정 바이트는 설명서상 다음과 같습니다.
C0 00 00 62 00 17
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11. 설치 및 통신거리 확보 요령
안정적인 정전압 전원을 사용합니다.
전원 극성을 반대로 연결하지 않습니다.
전원 회로에는 30% 이상 여유를 둡니다.
모듈을 전원장치·변압기·고주파 배선에서 떨어뜨립니다.
안테나는 가능하면 수직으로 세웁니다.
안테나를 금속함 안에 넣지 않습니다.
금속함을 사용한다면 연장 케이블로 안테나를 외부에 설치합니다.
두 장치의 무선 속도와 채널을 동일하게 맞춥니다.
장거리 통신에는 낮은 무선 속도와 양호한 안테나를 사용합니다.
낮은 위치보다 지면에서 높게 설치하는 것이 유리합니다.
LoRa는 지연시간이 길 수 있으므로 저속에서 대량 데이터를 연속 전송하지 않는 것이 좋습니다.
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12. 현재 사용 목적에 맞춘 핵심 결론
태양광발전소·집·골모실 서버 사이의 센서 데이터 전송에는 적합하지만, 이 제품 하나만으로 인터넷에 직접 접속하지는 못합니다.
구성은 보통 다음처럼 됩니다.
현장 센서 → Arduino UNO R4 WiFi → E220 LoRa
↓ 무선
서버 쪽 E220 → Arduino/라즈베리파이 → MQTT 서버
첫 시험은 두 모듈 모두 다음 조건으로 맞추는 것이 가장 쉽습니다.
모드 0
투명 전송
UART 9600bps, 8N1
무선 속도 2.4kbps
같은 적법한 채널
서로 다른 장소에서 문자열 송수신 확인
이후 주소 지정·RSSI·WOR 기능을 한 가지씩 추가
처음에는 E220을 “선이 없는 장거리 시리얼 케이블”처럼 사용하는 것이 핵심입니다.
마을의 골모실과 태뫼의 연결을.
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