ZTU-IPEX 模组规格书

ZTU-IPEX 是一款低功耗嵌入式 Zigbee 模组。它由一颗高集成度的无线射频处理器芯片Z2和少量外围器件构成，内置了 802.15.4 PHY/MAC Zigbee 网络协议栈和丰富的库函数。ZTU-IPEX 内嵌低功耗的 32 位 CPU内核，1MByte 闪存程序存储器，64KB RAM 数据存储器和丰富的外设资源。

产品概述

ZTU-IPEX 是一个 FreeRTOS 平台，集成了所有 Zigbee 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 Zigbee 产品。

特性

• 内置低功耗 32 位 CPU处理器
• 主频支持 48 MHz
• 宽工作电压：1.8 V–3.6 V
• 外设：9×GPIOs, 1×UART, 2×ADC
• Zigbee连通性
  • 支持 802.15.4 MAC/PHY
  • 工作信道 11 - 26@2.400-2.483GHz，空口速率 250Kbps
  • 最大+10dBm 的输出功率，输出功率动态 >35dB
  • 终端设备主动配网
  • 内置板载 PCB 天线, 预留Ipex头
  • IPEX接口天线，天线增益3.3dBi
  • 工作温度：-40℃ to 105℃
  • 支持硬件加密，支持AES 128

应用领域

• 智能楼宇、园区
• 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

更新说明

更新日期	更新内容	更新后版本
2021-3-28	新建文档	V1.0.0

模组接口

尺寸封装

ZTU-IPEX 共有3排引脚，引脚间距为 1.4±0.1mm。

ZTU-IPEX 尺寸大小：20.3±0.35mm (W) × 15.8±0.35mm (L) × 3±0.15mm (H)。

ZTU-IPEX 尺寸如下图所示：

引脚定义

引脚序号	符号	IO类型	功能
1	D3	I/O	普通IO引脚，对应IC的D3(Pin32)
2	D7	I/O	普通IO引脚，对应IC的D7(Pin2)
3	C0	I/O	普通IO引脚，对应IC的C0(Pin20)
4	SWS	I/O	烧录引脚，对应IC的SWS（Pin5）
5	B6	I	ADC引脚，对应IC的B6（Pin16）
6	A0	I/O	普通IO引脚，对应IC的A0（Pin3）
7	A1	I/O	普通IO引脚，对应IC的A1（Pin4）
8	C2	I/O	支持硬件PWM，对应IC的C2（Pin22）
9	C3	I/O	支持硬件PWM，对应IC的C3（Pin23）
10	D2	I/O	支持硬件PWM，对应IC的D2（Pin31）
11	B4	I/O	支持硬件PWM，对应IC的B4（Pin14）
12	B5	I/O	支持硬件PWM，对应IC的B5（Pin15）
13	GND	P	电源接地引脚
14	VCC	P	电源引脚（3.3V）
15	B1	I/O	Uart_TXD，对应IC的B1（Pin6）
16	B7	I/O	Uart_RXD，对应IC的B7（Pin17）
17	C4	I/O	ADC引脚，对应IC的C4（Pin24）
18	RST	I/O	复位引脚，低电平有效
19	C1	I/O	普通IO引脚，对应IC的C1（Pin21）
20	D4	I/O	普通IO引脚，对应IC的D4（Pin1）
21	NC	I/O	空接

说明：* P 表示电源引脚，I/O 表示输入输出引脚。

电气参数

绝对电气参数

参数	描述	最小值	最大值	单位
Ta	工作温度	-40	105	℃
VBAT	供电电压	1.8	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

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	-40	-	105	℃
VCC	工作电压	1.8	3.3	3.6	V
VIL	IO低电平输入	-	-	IOVDD*0.3	V
VIH	IO高电平输入	IOVDD*0.7	-	-	V
VOL	IO低电平输出	-	-	IOVDD*0.2	V
VOH	IO高电平输出	IOVDD*0.8	-	-	V

连续发射和接收时功耗

工作状态	模式	速率	发射功率/接收	平均值	峰值(典型值)	单位
发射	-	250Kbps	+0dBm	4.64	4.73	mA
发射	-	250Kbps	+10dBm	8.9	9	mA
接收	-	250Kbps	连续接收	6.9	7	mA

工作电流

工作模式	工作状态，Ta=25℃	平均值	最大值(典型值)	单位
快连配网状态	模组处于快连配网状态	9.5	13.5	mA
网络连接状态	模组处于联网工作状态	8.9	10.5	mA
深度睡眠模式	深度睡眠模式，保留 32KB SRAM	1.4	-	uA

射频参数

基本射频特性

参数项	详细说明
工作频率	2.405~2.480GHz
Zigbee标准	IEEE 802.15.4
数据传输速率	250Kbps
天线类型	外接IPEX天线，天线增益3.3dBi

发射性能

TX连续发送性能

参数项	最小值	典型值	最大值	单位
最大输出功率(250Kbps)	-	10	-	dBm
最小输出功率(250Kbps)	-	-25	-	dBm
输出功率调节步进	-	0.5	1	dBm
输出频谱临道抑制度	-	-31	-	dBc
频率误差	-10	-	10	ppm

接收性能

RX灵敏度

参数项	最小值	典型值	最大值	单位
PER<8%，RX灵敏度(250Kbps)	-102	-101	-99	dBm

天线信息

天线类型

只有 IPEX外接天线接入方式。

降低天线干扰

在Zigbee模组上使用PCB板载天线时，为确保Zigbee性能的最优化，建议模组天线部分和其他金属件距离至少在15mm以上。
用户PCB板在天线区域勿走线甚至覆铜，以免影响天线性能。

封装信息及生产指导

机械尺寸

PCB尺寸大小：20.3±0.35mm (W) × 15.8±0.35mm (L) × 3±0.15mm (H)。

侧视图

原理图封装

PCB封装图-插针

ZTU-IPEX 可选用 SMT 贴片式或排针插件。 插件尺寸如下图所示：

PCB封装图-SMT

生产指南

• 出厂的邮票口封装模组必须由 SMT 机器贴片，拆开包装后必须在 24 小时内完成焊接。否则，需放置在湿度不超过 10%RH 的干燥柜内，或重新进行真空包装并记录暴露时间，总暴露时间不超过 168 小时。
  • SMT 贴片所需仪器或设备：
    • 贴片机
    • SPI
    • 回流焊
    • 炉温测试仪
    • AOI
  • 烘烤所需仪器或设备：
    • 柜式烘烤箱
    • 防静电耐高温托盘
    • 防静电耐高温手套
• 出厂的模组存储条件如下：
  • 防潮袋必须储存在温度＜40℃、湿度＜90%RH的环境中
  • 干燥包装的产品，保质期为从包装密封之日起 12 个月的时间
  • 密封包装内装有湿度指示卡
    
• 出厂的模组当出现可能受潮的情况下需要进行烘烤：
  • 拆封前发现真空包装袋破损
  • 拆封后发现包装袋内没有湿度指示卡
  • 拆封后如果湿度指示卡读取到 10% 及以上色环变为粉色
  • 拆封后总暴露时间超过 168 小时
  • 从首次密封包装之日起超过 12 个月
• 烘烤参数如下：
  • 烘烤温度：卷盘包装 60℃≤5%RH，托盘包装 125℃≤5%RH（耐高温托盘非吸塑盒拖盘）
  • 烘烤时间：卷盘包装 48 小时，托盘包装12小时
  • 报警温度设定：卷盘包装 65℃，托盘包装 135℃
  • 自然条件下冷却 ＜36℃ 后，即可进行生产
  • 烘烤次数：1 次
  • 若烘烤拆封后 168 小时内没有使用完，请再次进行烘烤
  • 如果拆封时间超过 168 小时未经过烘烤，禁止使用波峰焊接工艺焊接此批次模组。因模组为 3 级湿敏器件超过允许的暴露时间很可能受潮，进行高温焊接时，可能导致器件失效或焊接不良。
• 在整个生产过程中请对模组进行静电放电（ESD）保护。
• 为了确保产品合格率，建议使用 SPI 和 AOI 测试设备来监控锡膏印刷和贴装品质。

推荐炉温曲线

请根据回流焊曲线图进行 SMT 贴片，峰值温度 245℃。以 SAC305 合金焊膏为例，回流焊温度曲线如下图所示：

曲线图示图标说明：

• A：温度轴

• B：时间轴

• C：合金液相线温度：217-220℃

• D：升温斜率：1-3℃/s

• E：恒温时间：60-120s，恒温温度：150-200℃

• F：液相线以上时间：50-70s

• G：峰值温度：235-245℃

• H：降温斜率：1-4℃/s

  说明：以上推荐曲线以 SAC305 合金焊膏为例。其他合金焊膏请按焊膏规格书推荐炉温曲线设置。

存储条件

模组MOQ与包装信息

产品型号	MOQ（pcs）	出货包装方式	每个卷盘存放模组数	每箱包装卷盘数
ZTU-IPEX	4000	载带卷盘	1000	4