TS24-U 模组规格书

TS24-U 是由涂鸦智能开发的一款 Matter over Thread 模组。它由一颗高集成度的无线射频处理器芯片 EFR32MG24 和少量外围器件构成，内置了 802.15.4 PHY/MAC Thread 网络协议栈和丰富的库函数。

产品概述

TS24-U 内嵌低功耗的 32 位 ARM Cortex-M33 内核，1536 KByte 闪存程序存储器，192KB RAM 数据存储器和丰富的外设资源，集成了所有的 Thread 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 Thread 产品。

特性

• 内置低功耗 32 位 CPU，ARM Cortex-M33 处理器，带有 DSP 指令和浮点单元可以兼作应用处理器
• 主频支持 78 MHz
• 宽工作电压：2.0 V–3.8 V
• 外设：9×GPIOs，1×UART，2×ADC，5×PWM
• Thread 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
  • 35μA/MHz 运行时功耗，5μA 休眠电流
  • 内置板载 PCB 天线
  • 板载 PCB 天线，天线增益 -1dBi
  • 工作温度：-40℃ 到 105℃
  • 支持硬件加密，支持 AES 128/256
• 蓝牙 LE RF 特性
  • 兼容蓝牙 LE
  • 射频数据速率高达 2Mbps
  • TX 发射功率：+5dBm
  • RX 接收灵敏度：-96dBm@蓝牙 LE 1Mbps

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

模组接口

尺寸封装

TS24-U 共有 3 排引脚，两侧边引脚间距为 1.4±0.1mm，底部引脚间距 1.8±0.1mm。

TS24-U 尺寸大小：20.3±0.35mm (L) × 15.8±0.35mm (W) × 3.0±0.15mm (H)。

TS24-U 尺寸如下图所示：

引脚定义

引脚序号	符号	IO 类型	功能
1	PB4	I/O	普通 IO 引脚，对应 IC 的 PB04
2	PB3	I/O	普通 IO 引脚，对应 IC 的 PB03
3	PA2	I/O	烧录引脚，SWDIO，对应 IC 的 PA02
4	PA1	I/O	烧录引脚，SWCLK，对应 IC 的 PA01
5	PB2	I	ADC 引脚，对应 IC 的 PB02
6	PA0	I/O	普通 IO 引脚，对应 IC 的 PA00，低功耗方案的用户数据发送口
7	PB0	I/O	普通 IO 引脚，对应 IC 的 PB00，低功耗方案的用户数据接收口
8	PC2	I/O	支持硬件 PWM，对应 IC 的 PC02
9	PC1	I/O	支持硬件 PWM，对应 IC 的 PC01
10	PA4	I/O	支持硬件 PWM，对应 IC 的 PA04
11	PA5	I/O	支持硬件 PWM，对应 IC 的 PA05
12	PA6	I/O	支持硬件 PWM，对应 IC 的 PA06
13	GND	P	电源接地引脚
14	VCC	P	电源引脚（3.3V）
15	TX0	I/O	UART_TXD0，用户数据发送口，烧录授权引脚，对应 IC 的 PD03
16	RX0	I/O	UART_RXD0，用户数据接收口，烧录授权引脚，对应 IC 的 PD02
17	PA8	I	ADC 引脚，对应 IC 的 PA08
18	RST	I/O	复位引脚，低电平有效，对应 IC 的 RESETn
19	PA7	I/O	普通 IO 引脚，对应 IC 的 PA07
20	PA3	I/O	普通 IO 引脚，对应 IC 的 PA03
21	PB1	I/O	普通 IO 引脚，对应 IC 的 PB01

电气参数

绝对电气参数

参数	描述	最小值	最大值	单位
Ts	存储温度	-50	150	℃
VBAT	供电电压	2.0	3.8	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	2.0	3.3	3.8	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	+19dBm	175	180	mA
发射	-	250Kbps	+10dBm	55	60	mA
发射	-	250Kbps	+0dBm	22	24	mA
接收	-	250Kbps	连续接收	7	9	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	备注
快连配网状态	模组处于快连配网状态	450	500	μA	低功耗固件
网络连接状态	模组处于联网工作状态	150	200	μA	低功耗固件
网络连接状态	模组处于联网空闲状态	55	70	μA	低功耗固件
深度睡眠模式	深度睡眠模式，保留 192KB Flash	5	-	μA

射频参数

基本射频特性

Zigbee 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	PCB 板载天线，天线增益 -1dBi

蓝牙参数项	详细说明
工作频率	2.4GHz ISM band
无线标准	蓝牙 LE 5.3
数据传输速率	1Mbps/2Mbps
天线类型	板载 PCB 天线，天线增益 -1dBi

发射性能

TX 连续发送性能

Zigbee 参数项	最小值	典型值	最大值	单位
输出功率（250Kbps）	-30	15	19	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	-15	-	15	ppm

蓝牙参数项	最小值	典型值	最大值	单位
RF 平均输出功率	-	4.5	5	dBm
20dB 调制信号带宽（1M）	-	2500	-	KHz

接收性能

RX 灵敏度

Zigbee 参数项	最小值	典型值	最大值	单位
PER<8%，RX 灵敏度（250Kbps）	-104	-104	-103	dBm

蓝牙参数项	最小值	典型值	最大值	单位
RX 灵敏度 1 Mbps	-	-96	-	dBm
RX 灵敏度 2 Mbps	-	-93.5	-	dBm
频率偏移误差 1 Mbps	-250	-	+300	KHz
同信道干扰抑制	-	-	-10	dB

天线信息

天线类型

PCB 板载天线接入方式。

降低天线干扰

在 Thread 模组上使用 PCB 板载天线时，为确保射频辐射性能的最优化，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 板载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) ×1.0±0.1mm (H)。

侧视图

原理图封装

推荐封装

生产指南

1. 涂鸦出厂的可贴可插封装模组根据客户底板设计方案选择组装方式，底板设计为贴片封装时使用 SMT 贴片制程进行生产，如果底板设计为插件封装时使用波峰焊制程进行生产。模组产品拆开包装后建议在 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 制程）SMT 贴片所需仪器或设备：
     • 贴片机
     • SPI
     • 回流焊
     • 炉温测试仪
     • AOI
   • （波峰焊制程）波峰焊所需的仪器或设备：
     • 波峰焊设备
     • 波峰焊接治具
     • 恒温烙铁
     • 锡条、锡丝、助焊剂
     • 炉温测试仪
   • 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

2. 涂鸦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：

     

3. 涂鸦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。

4. 烘烤参数如下：

   • 烘烤温度：卷盘包装 40℃，湿度小于等于 5%RH。托盘包装 125℃，小于等于 5%RH（耐高温托盘非吸塑盒拖盘）。
   • 烘烤时间：卷盘包装 168 小时，托盘包装 12 小时。
   • 报警温度设定：卷盘包装 50℃，托盘包装 135℃。
   • 自然条件下冷却到 36℃ 以下后，即可进行生产。
   • 若烘烤后暴露时间大于 168 小时没有使用完，请再次进行烘烤。
   • 如果暴露时间超过 168 小时未经过烘烤，不建议使用回流焊或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产品可能受潮，进行高温焊接时可能会导致器件失效或焊接不良。

5. 在整个生产过程中，请对模组进行静电放电（ESD）保护。

6. 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

请根据制程选择相应的焊接方式，SMT 参考回流焊接炉温曲线推荐，波峰焊制程参考波峰焊接炉温曲线推荐。设定炉温与实测炉温有一定差距，本文所示温度均为实测温度。

方式一：SMT 制程（SMT 回流焊接推荐炉温曲线）

请参考回流焊炉温曲线要求进行炉温设定，回流焊温度曲线如下图所示：

• A：温度轴

• B：时间轴

• C：合金液相线温度区间为 217-220℃

• D：升温斜率为 1-3℃/s

• E：恒温时间为 60-120s，恒温温度区间为 150-200℃

• F：液相线以上时间为 50-70s

• G：峰值温度为 235-245℃

• H：降温斜率为 1-4℃/s

  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。

方式二：波峰焊制程（波峰焊接炉温曲线）

请参考波峰焊接炉温建议进行炉温设定，峰值温度 260℃±5℃，波峰焊接温度曲线如下图所示：

波峰焊接炉温曲线建议		手工补焊温度建议
预热温度	80-130℃	焊接温度	360℃±20℃
预热时间	75-100S	焊接时间	小于 3S/点
波峰接触时间	3-5S	NA	NA
锡缸温度	260±5℃	NA	NA
升温斜率	≤2℃/S	NA	NA
降温斜率	≤6℃/S	NA	NA

储存条件

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（pcs）	每箱包装卷盘数
TS24-U	4400	载带卷盘	1100	4