VWXR2-ES在线语音模组规格书

产品概述

涂鸦IoT语音模组VWXR2-ES是基于XR872AT研发的搭载语音唤醒&降噪算法的IoT应用WI-FI模组，支持WLAN 802.11b/g/n+ARM Cotex-M4F，内置416KB SRAM和4MB PSRAM，匹配涂鸦云端语音技能+开发者平台，可帮助客户实现IoT产品的语音入口赋能，很好的支持了低成本在线语音控制的终端产品。

相比于VWXR2，VWXR2-ES更改了部分PIN脚的位置，新增了对外接功放的支持，可以更好满足客户在部分娱乐应用场景下需要大功率运放的需求。

语音模组示例方案：

特点

• 内置低功耗32位cpu，可兼做处理器,主频最高支持380MHz
• 工作电压：2.7-5.5V
• 外设：9*GPIO，2*Uart，2*ADC
• 天线支持：板载+可选ipex
• 采样率：16K/16bit
• 语音输入：内置2路音频ADC，可直接模拟mic
• 音频输出：1路
• 板载音频功放：最大支持2.6W
• 外部功放支持：LOUT输出，支持外接功放
• 推荐唤醒距离：<=3m
• 推荐工作底噪：<=60dbC
• 默认语音技能：天气、百科、日历、计算器、成语、翻译、已支持音乐内容点播- 支持线性双MIC，间距灵活可调（>40mm）,ID和MD结构设计灵活，易集成

唤醒率：

指标	距离	指标标准
平均安静唤醒率	3米	≥95%
平均打断唤醒率	1米	≥90%
平均噪音唤醒率 （55-65dbc）	3米	≥90%
误唤醒次数	2米	24小时<=3次

说明：唤醒率因受唤醒模型的大小、结构、硬件电路、麦克风灵敏度和信噪比、播放喇叭饱和度失真度等参数影响，此指标标准只作为参考。

主要应用领域：

• 智能家居，大小家电
• 语音面板开关

模块接口

尺寸封装

VWXR2-ES共有三排引脚，引脚间距为1.5mm；

VWXR2-ES尺寸大小：20±0.35mm（W）*30±0.35mm（L）*3.6±0.15mm（H），正面尺寸图如图所示：

引脚定义

如下图，VWXR2-ES需要外接MIC和喇叭才能完成语音交互，对于语音模组默认需要的一些外设我们推荐以下处理方式：

• 麦克风（必选）：mic的引脚固定，必须外接两个MIC，MIC间距推荐40-80mm，具体的mic规格推荐可以咨询涂鸦技术人员；
• 喇叭（可选）：对于需要声音交互的客户，VWXR2-ES内置功放和解码器，可根据需求外接1-2.6W的喇叭，如不需喇叭，也可选择下述的灯光交互方式；
• 语音状态指示灯（可选）：对于成本敏感、产品空间有限无法安装喇叭、或不需声音反馈交互的客户，VWXR2-ES也支持双色指示灯交互，用户可不接喇叭，根据指示灯反馈来提示用户语音控制IoT的结果；
  
  VWXR2-ES的具体接口引脚如表1所示：

引脚序号	功能	描述
1	GPIO	GPIOA0
2	GPIOA1
3	GPIOA2
4	GPIOA3
5	GPIOB16
6	GPIOB17（默认为配网&禁麦按键）
11	RST	系统复位，低电平复位
12	PWM0	PWM调光接口（默认为语音状态指示灯，推荐红色）
13	PWM1	PWM 调光接口（默认为语音状态指示灯，推荐蓝色）
14	PWM3	PWM 调光接口
15	PWM5	PWM 调光接口
16	PWM6	PWM 调光接口
18	SPK+	喇叭正极
19	SPK-	喇叭负极
21	MIC1-	MIC1负极
22	MIC1+	MIC1正极
23	MIC2+	MIC2正极
24	MIC2-	MIC2负极
27	LOUT	音频模拟信号输出（接外部功放）
28	SPK-EN	外部功放检测，外部功放使能控制
30	TWI0-SCL	I2C
31	TWI0-SDA
32	IR_RX	红外接收引脚
33	IR_TX	红外发射引脚
34	UART0-TX	日志串口，烧录串口
35	UART0-RX
36	ADC_CH5	外部模拟信号检测
37	ADC_CH0	ADC按键接口
38	UART1_RX
39	UART1_TX
7、10、17、20、25、26、29	GND	GND
8、9	5V	5V电源

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	-40	70	℃
VCC	供电电压	3.3V	5.5	V
静电释放电压（人体模型）	TAMB-25℃	-	±2000	KV
静电释放电压（机器模型）	TAMB-25℃	-	-	KV
推荐供电电压5V

工作条件

参数	描述	最小值	典型值	最大值	单位
Ta	工作温度	-5	25	45	℃
VCC	工作电压	3.3	5	5.5	V
Vil	IO低电平输入	-0.3	-	1.32	V
Vih	IO高电平输入	2.06	-	3.6	V
Vol	IO低电平输出	-0.3	-	0.4	V
Voh	IO高电平输出	2.9	-	3.6	V
Imax	IO驱动电流	-35	-	35	mA

Wi-Fi发射功耗

Wifi TX	模式	速率	发射功率	典型值	单位
	11b	11Mbps	17dBm	267.2	mA
	11g	54Mbps	15dBm	272.0	mA
	11n	MCS7	15dBm	246.0	mA

备注：VBAT=3.6V，VDD_ANA=1.8V,internal TOP LDO supply。

Wi-Fi接收功耗

WIFI RX	参数 模式 速率	典型值	单位
ACTIVE	1M DSSS	72	mA
	54M OFDM	84	mA
DEEP SLEEP	11b	55	mA
	11g	-	mA

备注：VBAT=3.6V

工作模式下功耗

工作模式	工作状态，Ta=25℃，VCC=5V PA 输出功率为0.5W，SPK为4欧姆	平均值	最大值	单位
快联配网状态	模块处于快联配网状态	157	418.9	mA
空闲网络连接状态	模块处于联网状态	88.2	288.6	mA
语音控制状态	模块处于联网，同时语音唤醒	120	370	mA

射频特性

基本射频特性

参数项	详细说明
工作频率	2.400~2.4835GHz
Wi-Fi标准	IEEE802.11b/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:HT20MCS0~7
天线类型	PCB 天线

Wi-Fi输出功率（TX连续发送功率,VBAT=5V）

参数项	最小值	典型值	最大值	单位
RF 平均输出功率，802.11bCCKMode-- 11M	16	17	-	dBm
RF 平均输出功率，802.11gOFDMMode --54M	13	14.5	-	dBm
RF 平均输出功率，802.11nOFDMMode --MCS7	12	13.5	-	dBm
频率误差	-20	-	20	ppm

Wi-Fi接收灵敏度（RX灵敏度,VBAT=3.6V）

参数项	最小值	典型值	最大值	单位
RF 平均输出功率，802.11bCCKMode --11M	-87.8	-89.8	-	dBm
RF 平均输出功率，802.11gOFDMMode --54M	-74.4	-76.4	-	dBm
RF 平均输出功率，802.11nOFDMMode --MCS7	-72.3	-74.3	-	dBm

天线信息

天线类型

VWXR2-ES默认使用的 PCB 天线是 2.4GWiFi 频段的 MIFA 板载天线，天线增益为-0.25dBi。

降低天线干扰

为确保 RF 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 M1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，但天线附近不覆铜和走线。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，且天线下覆铜或走线。射频信号会 明显的衰减。

• 方案 1：天线在板框外

• 方案 2：天线沿板边放置，且下方挖空

  

• 方案 3：天线沿板边放置，且下方均不覆铜 方案 4：天线板框内放置，且下方挖空

PCB推荐封装

注：[ ]外数值单位为mm，[ ]内数值单位为inch

生产指南

1. 涂鸦出厂的贴片封装模组建议使用SMT机器贴片，拆开包装后建议在24小时内完成焊接，如果拆封后未使用完建议放置在湿度不超过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
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60℃，湿度小于等于5%RH；托盘包装125℃，湿度小于等于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

请根据回流焊曲线图进行SMT贴片，峰值温度245℃，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：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

  注意：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。

储存条件