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ZTU-IPEX 模组规格书

更新时间:2021-11-01 11:45:09下载pdf

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:

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引脚定义

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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。

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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)。

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侧视图

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原理图封装

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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:

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PCB封装图-SMT

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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
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  • 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:

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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

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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