SX1278 Ra-02 LoRa 模块接 Arduino：3.3V 安全接线、天线与第一条消息

SX1278 Ra-02 是一块只能用 3.3V 的 433MHz LoRa 无线模块：电源只接 3.3V——绝对不能接 5V——板子通电之前先把天线扣上，5V 的 Uno 送进模块的四条信号线要先降压到 3.3V，然后用 Arduino 的 LoRa 库，一块板就能在 434MHz 上给另一块板发出第一条消息。在房屋密集的 taman 住宅区里，大约能传几百米；视线无遮挡时，大约一到数公里——用的是 MCMC 以类别指配（class assignment）开放给短距离无线设备的 433–435MHz 频段，等效全向辐射功率（EIRP）上限 100mW。

SX1278 Ra-02 是什么模块？

SX1278 Ra-02 模块是安信可（Ai-Thinker）出品的 433MHz 无线模块：深蓝色转接板上盖着一块银色屏蔽罩，采用 LoRa 调制、SPI 接口，调谐范围 410–525MHz，最大发射功率 +18dBm——频段和功放（PA）数值就印在屏蔽罩上。

SX1278 Ra-02	一览
射频芯片	Semtech SX1278——支持 LoRa、FSK 和 OOK
调谐范围	410–525MHz；在马来西亚请用 433–435MHz
发射功率	最高 +18dBm；LoRa 库默认 +17dBm
供电	2.5–3.7V，典型 3.3V——绝不能接 5V
电流	接收约 12mA；发射时 90–120mA 脉冲
接口	SPI（NSS、SCK、MOSI、MISO），另加 RST 和 DIO0
包装内容	转接板、两条散装 8 针排针、U.FL 鞭状天线

为什么一条 LoRa 链路要用两种不同的板子？

要发出第一条 SX1278 消息，两端各需要一块无线模块——材料清单里有两块——但两端特意不用同一种单片机。

这样分工，是顺着模块的两种“胃口”来的。接收很省电——根据安信可的 Ra-02 规格书，大约 12mA——Uno R3 的 3.3V 引脚Arduino 官方额定 50mA，绰绰有余，所以由 Uno 负责接收。发射就不一样了：安信可规格书列出 433MHz 时为 93mA，SX1278 芯片本身在 +20dBm 上限时会升到约 120mA——差不多是那个额定值的两倍，足以在发包途中把 Uno 那颗小小的 3.3V 稳压器拉低。NodeMCU ESP-32S 板上是一颗额定约 1A 的 AMS1117 类稳压器，所以由 ESP32 负责发射。模块本身规定的供电是 2.5–3.7V，典型 3.3V——VCC 接 5V 会直接烧掉它；网上规格表里常见的 1.8V 最低电压，是 SX1278 裸芯片的数值，不是这块模块的。

通电之前，要先焊什么、装什么？

Ra-02 的包装里有转接板、两条散装 8 针公排针，以及一根 IPEX 转接线天线——细细的黑色同轴线，一端是小小的金色 U.FL 插头，另一端是弹簧鞭状天线。16 个通孔出厂时是空的，所以先焊排针——两块模块一共 32 个焊点，技巧见我们的排针焊接教程——不想碰烙铁的话，可以交给 10 针和 1 针代焊服务。

天线不需要焊接：把金色 U.FL 插头平放对准屏蔽罩角落的插座，垂直往下压，直到“咔”一声扣上——不要扭，也不要斜着压——而且一定要在板子通电之前完成。天线是发射能量离开模块的出口。插座空着的时候，库默认的 +17dBm 脉冲会在馈线开路的一端反射回来，以热量和电压应力的形式，回到刚刚产生它的功率放大器里；只要一次没接天线的 LoRa.endPacket()——真正让发射机发射的就是这个调用——就可能是这块模块的最后一次。

怎样把 Ra-02 安全地接到 5V 的 Uno 上？

Uno 的 ATmega328P 用的是 5V 逻辑电平，Ra-02 却只认 3.3V。不过需要处理的只有四条线：由 Uno 输出到模块的信号——NSS、SCK、MOSI 和 RST。每条线在面包板上加一组分压电路：一颗 10k 从 Uno 引脚接到一条节点排，再用两颗 10k 串联（20k）从节点接地，全部取自电阻包里的二十颗 10k。模块引脚接在节点上：5V 的信号摆幅落在 30k 的电阻链上，模块拿到的是下面那三分之二：5V × 20k/30k = 3.3V。四组分压一共用十二颗电阻。

接上模块之前，先用万用表逐组检查：把分压电路的上端用跳线接到 Uno 的 5V 引脚，节点应该读到约 3.3V——读到 1.7V，表示 10k 和 20k 接反了；读到 5V，表示下半段根本没接到地。

反方向的两条线不需要任何处理。MISO 和 DIO0 是模块以 3.3V 向外输出的信号，而根据 Microchip 的 ATmega328P 规格书，只要高于 0.6 × V_CC = 3.0V，ATmega328P 就判定为高电平——3.3V 直接过关。公对母杜邦线的母头先套在模块新焊好的针脚上，公对公杜邦线则从 Uno 的排母接到分压电路所在的排（公母怎么分，见我们的杜邦线教程）。电源取自 Uno 的 3.3V 引脚——接收时只要约 12mA，完全没问题。

Ra-02 引脚	Uno 引脚	接法
3.3V	3.3V	直连——接收只需约 12mA
GND	GND	直连，与分压电路的地线共用
NSS	D10	分压：D10 接 10k，20k（2×10k）接 GND
SCK	D13	分压，同样是 10k : 20k
MOSI	D11	分压，接法同上
RST	D9	分压，接法同上
MISO	D12	直连——模块输出 3.3V，高于 Uno 的 3.0V 门槛
DIO0	D2	直连——模块输出

分压电路有一个副作用，解决办法写在程序里。从模块引脚看过去，每组分压电路相当于一个 6.7k 的信号源（10k 和 20k 并联），要给大约 10–20pF 的引脚和跳线电容充电，时间常数约 70–130ns。库默认的 SPI 时钟是 8MHz，每半个周期只有 62ns，还不到一个时间常数，于是模块采样到的是还没成形的边沿，读出来全是乱码。LoRa.setSPIFrequency(1E6) 把每半个周期拉长到 500ns，相当于好几个时间常数，边沿就变得方方正正——下面的接收程序已经加上了这一行。

ESP32 发射端怎么接？

有了 NodeMCU ESP-32S，第二个节点几乎不费功夫：它的 GPIO 本来就是 3.3V，每条线都能直连，SPI 照样全速跑；3V3 引脚背后是那颗对发射脉冲毫不在意的 AMS1117 类稳压器。这个节点必须和 Uno 节点分开，因为测距时两者之间要隔好几条街：用可选的母对母杜邦线把模块针脚直接套在 ESP32 的公针上，或者给 ESP32 单独配一块面包板——第一块已经放了 Uno 的分压电路——再用公对母杜邦线从每根针旁边的空孔接出。

Ra-02 引脚	ESP-32S 引脚	接法
3.3V	3V3	直连——稳压器扛得住约 120mA 的发射脉冲
GND	GND	直连
NSS	GPIO5	直连
SCK	GPIO18	直连
MOSI	GPIO23	直连
MISO	GPIO19	直连
RST	GPIO14	直连
DIO0	GPIO26	直连

用哪两个程序发出第一条消息？

两个 SX1278 节点都用 Sandeep Mistry 写的 LoRa 库来驱动：打开库管理器（Library Manager），搜索“LoRa”，安装即可。用一根 micro-USB 数据线把发送程序上传到 ESP-32S（开发板选 ESP32 Dev Module；如果端口一直不出现，我们的 ESP32 无法识别、上传失败排查教程讲了只能充电的线和驱动程序的问题），接收程序则上传到 Uno。两个程序都用 434MHz（为什么是这个数字，合法性那一节会解释）和 setSyncWord(0x4D)，这样接收端会跳过带有其他同步字的数据包，包括附近其他爱好者程序常用的库默认值 0x12。两个程序也都调用了 enableCrc()：这个库默认不发送校验码，所以在通信距离的边缘，损坏的数据包照样会被打印出来——一串看起来像是收到了、其实是乱码的文字。

// LoRa 发送端 - ESP32 节点（NodeMCU-32S + SX1278 Ra-02）
// 这块板通电之前，一定要先装好天线。
#include <SPI.h>
#include <LoRa.h>

const long FREQ = 434E6;   // 让 125 kHz 信道居中，完整落在马来西亚的 433-435 MHz 频段内
const int PIN_NSS  = 5;
const int PIN_RST  = 14;
const int PIN_DIO0 = 26;

int counter = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  LoRa.setPins(PIN_NSS, PIN_RST, PIN_DIO0);
  if (!LoRa.begin(FREQ)) {
    Serial.println("SX1278 not found - check 3.3V, GND and the SPI wires");
    while (true) {}
  }
  LoRa.setSyncWord(0x4D);  // 两个程序必须用同一个值
  LoRa.enableCrc();        // 给每个数据包附上校验码
  Serial.println("LoRa sender ready");
}

void loop() {
  LoRa.beginPacket();
  LoRa.print("MakerHub #");
  LoRa.print(counter);
  LoRa.endPacket();        // 一直等到数据包完全发出才返回
  Serial.print("Sent packet ");
  Serial.println(counter);
  counter++;
  delay(5000);
}

// LoRa 接收端 - Uno 节点（SX1278 Ra-02 经 10k:20k 分压连接）
// 这块板通电之前，一定要先装好天线。
#include <SPI.h>
#include <LoRa.h>

const long FREQ = 434E6;   // 必须与发送端一致
const int PIN_NSS  = 10;
const int PIN_RST  = 9;
const int PIN_DIO0 = 2;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  LoRa.setPins(PIN_NSS, PIN_RST, PIN_DIO0);
  LoRa.setSPIFrequency(1E6);  // 电阻分压会把 8 MHz 的边沿磨圆 - 把总线放慢
  if (!LoRa.begin(FREQ)) {
    Serial.println("SX1278 not found - check 3.3V, GND and the divider wiring");
    while (true) {}
  }
  LoRa.setSyncWord(0x4D);  // 与发送端用同一个值
  LoRa.enableCrc();        // 丢弃校验失败的数据包
  Serial.println("LoRa receiver ready");
}

void loop() {
  int packetSize = LoRa.parsePacket();
  if (packetSize) {
    Serial.print("Received: ");
    while (LoRa.available()) {
      Serial.print((char)LoRa.read());
    }
    Serial.print("  RSSI ");
    Serial.print(LoRa.packetRssi());
    Serial.print(" dBm, SNR ");
    Serial.print(LoRa.packetSnr());
    Serial.println(" dB");
  }
}

以 9600 波特率打开接收端的串口监视器，每五秒就会出现一行：消息内容、一个应该连续递增、不会跳号的计数，以及下一节要讲的两个数字。如果 LoRa.begin() 打印的是那行失败提示，说明无线模块根本没有通过 SPI 回应——在 Uno 上，几乎都是某组分压的 10k 和 20k 接反了（节点只剩 1.7V，低到认不出是高电平），或者漏接了共地。

RSSI 和 SNR 到底说明了什么？

SX1278 收到的每个数据包都附带两个读数。RSSI——接收信号强度——是到达天线的无线功率，单位 dBm：0dBm 等于 1 毫瓦，每 −10dB 就除以十，所以 −30dBm 是 1 微瓦，−120dBm 又是它的十亿分之一。两块板放在同一张桌上，预计读到 −30 到 −50dBm，随着两个节点拉开距离而下降。SNR 是信号比周围无线噪声高出多少，单位 dB——而且 LoRa 在 SNR 低于零时仍能解码：在默认扩频因子下，解调器一直到约 −7.5dB 都还能工作，也就是信号比周围的噪声还弱，依据是 Semtech SX1278 产品页上的 SX1276/77/78/79 规格书（表 13）。

原理在于 LoRa 的线性调频（chirp）调制。每个符号都会扫过整个 125kHz 信道；接收端把收到的信号乘上反向的扫频，每个 chirp 就会收拢成一个干净的单音。随机噪声在整段扫频里不会同相叠加——chirp 会。这种相关增益，就是这块模块能跨越好几公里，而 nRF24L01 的高速 2.4GHz 数据包只能覆盖一栋房子的原因。代价是速度：每秒几百字节——适合传感器读数和控制指令，永远传不了视频。

两个读数要一起看：库给出的 RSSI 量的是整个信道里的所有能量，SNR 只看你的数据包。−110dBm、SNR +5dB，是弱但干净，比 −7.5dB 的底线高出 12.5dB；−100dBm、SNR −6dB，则大半是噪声，离悬崖只剩 1.5dB，马上就要开始丢包。在马来西亚的住家附近，这些噪声往往来自其他 433MHz 设备——很多 autogate 自动门遥控器和汽车钥匙遥控器都在这个频段。

在马来西亚，合法又实在的通信距离是多少？

MCMC 的 Class Assignment No. 2 of 2025（2025 年第 2 号类别指配）把 433–435MHz 以类别指配开放给短距离设备，上限 100mW EIRP，不需要申请个人执照——这是 Ra-02 调谐范围里唯一出现在该表中的一段。EIRP 是发射机输出功率加上天线增益，所以这个上限连天线也一起管住了。类别指配的一般条件同样适用：不得造成有害干扰，必须接受来自他人的干扰，并且使用经 MCMC 或其注册认证机构认证的设备；用于研究、试验和培训可以申请特别批准——要拿任何无线模块做成产品之前，先把这件事处理好。同一份文件把 919–923MHz 开放到 500mW EIRP（923–924MHz 另需符合占空比或先听后发的条件），AS923 LoRaWAN 设备就在这一段——但 Ra-02 的调谐范围是 410–525MHz，物理上到不了那个频段；做 AS923 需要 SX1276 类模块。

程序里有两个细节，确保你留在规定之内。频率：用 LoRa.begin(434E6)，而不是常见的 433E6，因为默认信道宽 125kHz，中心放在 433.0MHz，就有一半落在频段下限之外；中心放在 434MHz，整个信道都在里面。功率：库默认 +17dBm——天线插座处 50mW——随附的鞭状天线大约再加 2dBi，合计约 79mW EIRP，在 100mW 上限内还留有余量。别去调用 setTxPower(20)：100mW 传导功率再加上任何天线增益，都会超标，何况屏蔽罩上印的 PA 本来就只是 +18dBm。

用随附的鞭状天线、默认设置，在马来西亚实在的数字是：房屋密集的住宅区里几百米，视线无遮挡时一到数公里，比如从草场（padang）到对面的公寓楼。包装上写的“10km”，是靠高塔、高增益天线和空旷野外得来的。决定性的因素是高度：一条链路的能量，是在两点连线周围一个雪茄形的区域里传播的——在 434MHz、1km 的距离上，中点处半径约 13m——这个区域里的每一片屋顶、每一道墙和每一块地面，都会吃掉信号。在住宅区里拿在腰的高度，这个区域塞满了砖墙；从三楼窗口发射，大半区域就畅通了。

测距时，把 ESP32 发送端留在家里，用充电宝供电，你带着 Uno 和笔记本电脑出门走，看着 RSSI 一路下降、SNR 变成负数——链路通常走不出几条街就断了，到了空旷地又会恢复。边走边留意计数：跳号，是数据包在空中丢了；如果计数从零重新开始，或者 RSSI 还很健康却突然没了消息，问题就出在发送端的供电——很多充电宝在 ESP32 只有几十毫安的轻负载下会自动断电，所以请用带低电流模式的充电宝，或者 USB 充电头。亲眼看着 RSSI 实时往下掉，是一个毕业专题（FYP）IoT 项目能上到的最好的一堂无线电课。

我们常见的错误

习惯性地把 VCC 接到 5V。大多数爱好者模块都受得了，所以手会自动伸向 5V 电源轨——而 Ra-02 只能承受 2.5–3.7V 的射频芯片，就这样报废了。接过一次 5V 之后，如果模块照样耗电，却怎么也不回应 LoRa.begin()，通常已经没救了。

“只是测一下程序”，就不接天线通电。程序开机几秒内就开始发射，空着的插座把脉冲反射回功放，损坏悄无声息地发生——模块可能还能正常接收好几个星期，发射功率却只剩一小部分。每一次，都先把鞭状天线扣上。

原封不动地跑库里的范例。LoRaSender 和 LoRaReceiver 调用的是 LoRa.begin(915E6)——410–525MHz 的 Ra-02 根本到不了这个频率，它也不是马来西亚的短距离频段——但 begin() 照样会成功，因为它只检查芯片有没有通过 SPI 回应。两个节点都要改成 434E6。

在桌上判断通信距离。两根相隔一个巴掌宽的天线，读数是 −30dBm、SNR 完美；于是第一道真正的墙一挡，看起来就像硬件故障。只有隔了一条街，距离才有意义——而且两根鞭状天线都要竖直，因为平放的天线发出的是水平极化信号，竖着的另一端几乎收不到。

常见问题

在马来西亚，不申请执照用 LoRa 合法吗？

在类别指配的频段内不需要个人执照：MCMC 的 Class Assignment No. 2 of 2025 允许 433–435MHz 的短距离设备以最高 100mW EIRP 运作，条件是不造成有害干扰、设备经过 MCMC 认证；用于研究、试验和培训可以申请特别批准。Ra-02 在库默认的 +17dBm 下配随附的鞭状天线，约为 79mW EIRP——在功率上限内还有余量。完全不要用 setTxPower(20)：100mW 传导功率加上哪怕只是原装鞭状天线的增益，都会超标。

为什么程序里设 434MHz，而不是 433MHz？

LoRa 默认信道宽 125kHz，以你传给 LoRa.begin() 的频率为中心。设 433.0MHz 时，信道大约覆盖 432.94–433.06MHz——有一半落在频段下限之外。设 434MHz 时覆盖 433.94–434.06MHz，完全在 433–435MHz 之内。一个数字，就决定了你在不在指配频段里。

两块 Ra-02 实际能传多远？

用随附的鞭状天线和默认设置：在马来西亚房屋密集的住宅区里几百米，真正视线无遮挡时一到数公里。那些 10km 的数字，来自高处架设、高增益天线和空旷地形。最有帮助的是高度：天线放在三楼窗口，路径大半会从屋顶上方越过，而不是穿过房子。

Ra-02 能接入马来西亚的 LoRaWAN 网络吗？

不能。马来西亚的 LoRaWAN 用的是 919–924MHz 的 AS923，而 Ra-02 的调谐范围是 410–525MHz——物理上到不了那个频段。而且这两个程序是点对点的原始 LoRa，不是 LoRaWAN 协议。AS923 需要 SX1276 类模块；如果只是做私人的两节点链路，一对 Ra-02 正合适。

可以用两块 Arduino Uno，不用 ESP32 吗？

可以，只是要多一个零件。每个 Uno 节点都需要四组分压和 setSPIFrequency(1E6)，而负责发射的那块 Uno，它的 Ra-02 需要一颗独立的、能输出 250mA 的 3.3V 稳压器，从 Uno 的 5V 引脚取电并共地——50mA 的 3.3V 引脚在 90–120mA 的发射脉冲下会掉压。ESP32 两样都不需要，这正是本教程选用它的原因。

最后更新：2026 年 11 月。有问题？WhatsApp 联系我们。