WiFi模组介绍--TYWE3S

WiFi模组介绍–TYWE3S

1. 模块概述

TYWE3S是由杭州涂鸦科技有限公司开发的一款低功耗嵌入式Wi-Fi模块。它由一个高集成度的无线射频芯片ESP8266和少量外围器件构成,内置了Wi-Fi网络协议栈和丰富的库函数。TYWE3S内嵌低功耗的32位CPU,2Mbyte 闪存,50KB SRAM和丰富的外设资源。

TYWE3S是一个RTOS平台,集成了所有Wi-Fi MAC以及TCP/IP协议的函数库。用户可以基于这些开发满足自己需求的嵌入式Wi-Fi产品。

TYWE3S功能原理图如图1所示:

TYWE1S结构图

1.1 特点

  • 内置低功耗32位CPU,可以兼作应用处理器(主频支持80MHz和160MHz)
  • 工作电压:3V-3.6V
  • 外设:9×GPIOs, 1×UART, 1×ADC
  • Wi-Fi 连通性
    • 802.11b/g/n
    • 通道1-14@2.4GHz
    • 支持WPA/WPA2 安全模式
    • 802.11b模式下+20dBm的输出功率
    • 支持STA/AP/STA+AP工作模式
    • 支持SmartConfig功能(包括Android和iOS设备)
    • 板载PCB天线
    • 工作温度:-20℃-85℃

1.2 主要应用领域

  • 智能楼宇
  • 智慧家居/家电
  • 智能插座、智慧灯
  • 工业无线控制
  • 婴儿监控器
  • 网络摄像头
  • 智能公交

2. 模块接口

2.1 尺寸封装

TYWE3S共有2排引脚,引脚间距为2mm。

TYWE3S 尺寸大小:16±0.3mm (W)×24±0.3mm (L) ×3.4±0.2mm (H) 。

TYWE3S尺寸图如图2所示:

尺寸封装 图2 TYWE3S正面图和背面图

2.2 引脚定义

引脚序号 符号 IO 类型 功能
1 RST I/O 硬件复位引脚(低电平有效,内部已上拉电阻)
2 ADC AI ADC 端口(1),10 位精度的 SAR ADC
3 EN I 模块使能脚,正常使用需要接到 3.3V
4 GPIO16 I/O GPIO_16(使用需要接 10K 上拉电阻)
5 GPIO14 I/O GPIO_14
6 GPIO12 I/O GPIO_12
7 GPIO13 I/O GPIO_13
8 VCC P 模块的电源引脚(3.3V)
9 GND P 电源参考地
10 GPIO15 O GPIO_15(参与模块上电初始化过程,慎用)
11 GPIO2 O UART0_TXD(用于打印模块内部信息)
12 GPIO0 I/O GPIO_0(参与模块上电初始化过程,慎用)
13 GPIO4 I/O GPIO_04
14 GPIO5 I/O GPIO_05
15 RXD0 I/O UART0_RXD(2)
16 TXD0 O UART0_TXD(2)

说明:P表示电源引脚,I/O表示输入输出引脚,AI表示模拟输入引脚。 RST只是模块硬件复位引脚,不能清除WiFi配网信息。

(1):该引脚只可作ADC口,不可用作普通IO口,不使用时,需悬空处理。 作为ADC输入口时,输入电压范围限定为0~1.0V。

(2): UART0为用户串口,模块上电启动时,串口有信息输出,用户可以忽略。

2.3 测试点定义

测试引脚定义如图:

模块引脚定义

3. 电气参数

3.1 绝对电气参数

表3 绝对参数

参数 描述 最小值 最大值 单位
Ts 存储温度 -20 85
VIN 供电电压 -0.3 3.6 V
静电释放电压(人体模型) TAMB-25℃ - 2 KV
静电释放电压(机器模型) TAMB-25℃ - 0.5 KV

3.2 工作条件

表4 正常工作条件

参数 描述 最小值 典型值 最大值 单位
Ta 工作温度 -20 - 85
VCC 工作电压 3.0 3.3 3.6 V
VIL IO 低电平输入 -0.3 - VCC*0.25 V
VIH IO 高电平输入 VCC*0.75 - VCC V
VOL IO 低电平输出 - - VCC*0.1 V
VoH IO 高电平输出 VCC*0.8 - VCC V
Imax IO 驱动电流 - - 12 mA

3.3 Wi-Fi发射功耗

表5 TX连续发送时功耗

符号 模式 速率 发射功率 典型值 单位
IRF 11b 11Mbps +17dBm 220 mA
IRF 11g 54Mbps +15dBm 110 mA
IRF 11n MCS7 +13dBm 100 mA

3.4 Wi-Fi接收功耗

表6 RX连续接收时功耗

符号 模式 速率 典型值 单位
IRF 11b 11Mbps 76 mA
IRF 11g 54Mbps 76 mA
IRF 11n MCS7 76 mA

3.5 工作模式下功耗

表7 TYWE3S 工作电流

工作模式 工作状态,Ta=25℃ 平均值 最大值 单位
快连配网状态 模块处于快连配网状态,WIFI 指示灯快闪 80 151 mA
热点配网状态 模块处在热点配网状态,WIFI 指示灯慢闪 90 451 mA
网络连接状态 模块处于联网工作状态,WiFi 指示灯常亮 58.5 411 mA
断网状态 模块处于断网工作状态,WiFi 指示灯常灭 80 430 mA

4. 射频特性

4.1 基本射频特性

表8 射频基本特性

参数项 详细说明
工作频率 2.412~2.484GHz
Wi-Fi标准 IEEE 802.11b/g/n(通道1-14)
数据传输速率 11b:1,2,5.5, 11 (Mbps) 11g:6,9,12,18,24,36,48,54(Mbps) 11n:HT20 MCS0~7
天线类型 PCB 天线

4.2 Wi-Fi 输出功率

表9 TX连续发送时功率

参数项 最小值 典型值 最大值 单位
RF平均输出功率,802.11b CCK Mode 1M - 20 - dBm
RF平均输出功率,802.11g OFDM Mode 54M - 17 - dBm
RF平均输出功率,802.11n OFDM Mode MCS7 - 14 - dBm
频率误差 -10 - 10 ppm

4.3 Wi-Fi 接收灵敏度

表10 RX灵敏度

参数项 最小值 典型值 最大值 单位
PER<8%,RX灵敏度,802.11b CCK Mode 1M - -91 - dBm
PER<10%,RX灵敏度,802.11g OFDM Mode 54M - -75 - dBm
PER<10%,RX灵敏度,802.11n OFDM Mode MCS7 - -72 - dBm

5. 天线信息

5.1 天线类型

TYWE3S使用的是PCB天线是2.4G WIFI频段的MIFA板载天线。

5.1 降低天线干扰

为确保Wi-Fi性能的最优化,建议模块天线部分和其他金属件距离至少在15mm以上。 由于TYWE3S的使用是通过SMT工艺,贴到主控板上配合其他元器件一起应用,那么PCB天线的摆放位置和摆放方式会直接影响RF性能。以下是我们推荐的摆放位置,和不建议的摆放位置。

推荐使用方案1和方案2的摆放位置,天线在板框外或天线附近挖空,性能和单独模块RF测试性能基本一致。

如果设计受限必须将PCB天线放在底板上,可以参考方案3的摆放方式,天线在板框内,但天线附近不敷铜和走线,但射频性能会有一些损失,差不多衰减1-2dBm。

不建议使用方案4的摆放位置,天线在板框内,且天线下敷铜或走线,射频信号会有明显的衰减。

6. 封装信息及生产指导

6.1 机械尺寸

PCB的长宽厚的机械尺寸为:16±0.3mm (W)×24±0.3mm (L) ×0.8±0.1mm (H),其他尺寸公差为±0.1mm。

图3 TYWE3S机械尺寸图

机械尺寸2

图4 TYWE3S侧视图

6.2 PCB推荐封装

生产封装

图5 TYWE3S原理图引脚对应图

生产封装

图6 TYWE3S PCB封装图

6.3 生产指南

出厂的模块存储条件如下:

1、防潮袋必须存储在温度<30℃,湿度<85%RH的环境中。

2、干燥包装的产品,其保质期应该是从包装密封之日起6个月的时间。

注意事项:

1、在生产全过程中,各工位操作人员必须戴静电环。

2、操作时,严防模块沾水或污物。

6.4 推荐炉温曲线

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