WBRU-IPEX模组规格书

WBRU-IPEX 是由涂鸦智能开发的一款低功耗嵌入式 Wi-Fi+蓝牙模组。它由一个高集成度的无线射频芯片 W701-VA2-CG 构成，内置了 Wi-Fi 网络协议栈和丰富的库函数。

产品概述

WBRU-IPEX 还包含低功耗的 KM4 MCU，WLAN MAC，1T1R WLAN，最高主频 100MHz，内置 256K SRAM ，芯片内置 2Mbyte flash 和丰富的外设资源。

WBRU-IPEX 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。

特性

• 内置低功耗 KM4 MCU，可以兼作应用处理器
  主频 100MHz
• 工作电压：3V-3.6V
• 外设：14×GPIOs, 1×UART, 1×Log_Tx
• Wi-Fi 和蓝牙连通性：
  • 802.11 B/G/N20
  • 通道 1-14@2.4GHz(CH1-11 for US/CA, CH1-13 for EU/CN)
  • 支持 WEP/WPA/WPA2/WPA2 PSK（AES） 安全模式
  • 支持Bluetooth 4.2 Low Energy
  • 802.11b 模式下+20dBm 的输出功率
  • 支持 Wi-Fi 快连配网功能（包括 Android 和 iOS 设备）
  • 外接FPC-IPEX 天线
  • 工作温度：-20℃ to 85℃

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

WBRU-IPEX 共有 3 排引脚，两侧引脚间距为 1.4mm，底部引脚间距为 1.8mm。

WBRU-IPEX 尺寸大小：15.8±0.35 mm (W)×20.3±0.35 mm (L) ×2.7±0.15 mm (H)。WBRU-IPEX尺寸图如下图所示：

引脚定义

引脚	符号	I/O 类型	功能
1	PA8	I/O	GPIOA_8，普通GPIO，可以复用为SPI_SCK，IC Pin22
2	PA9	I/O	GPIOA_9，普通GPIO，可以复用为SPI_MOSI，IC Pin23
3	PA2	I/O	GPIOA_2，硬件PWM，IC Pin18
4	PA3	I/O	GPIOA_3，硬件PWM，IC Pin19
5	PA4	I/O	GPIOA_4，硬件PWM，IC Pin20
6	L_RX	I/O	GPIOA_15，UART_Log_RXD(用于接收模组外部日志信息)，可配置成普通GPIO
7	L_TX	I/O	GPIOA_16，UART_Log_TXD(用于发送模组内部日志信息)，可配置成普通GPIO
8	PA11	I/O	GPIOA_11，硬件PWM，IC Pin25
9	PA12	I/O	GPIOA_12，硬件PWM，IC Pin26
10	PA17	I/O	GPIOA_17，硬件PWM，IC Pin38
11	PA18	I/O	GPIOA_18，硬件PWM，IC Pin39
12	PA19	I/O	GPIOA_19，硬件PWM，IC Pin40
13	GND	P	电源参考地
14	VCC	P	模组电源引脚（3.3V）
15	TX	I/O	GPIOA_14，UART0_TXD（用户数据串口）
16	RX	I/O	GPIOA_13，UART0_RXD（用户数据串口）
17	PA20	I/O	GPIOA_20，普通GPIO，IC Pin1
18	EN	I/O	模组使能引脚，高电平有效，模组已上拉高电平，用户可外部控制该引脚
19	PA0	I/O	GPIOA_0，外部不建议上拉，上拉后会进入测试模式，IC Pin15
20	PA10	I/O	GPIOA_10，普通GPIO，可以复用为SPI_MISO，IC Pin24
21	PA7	I/O	GPIOA_7，普通GPIO，可以复用为SPI_CS，IC Pin21

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
Ts	存储温度	-40	125	℃
VDD	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

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	℃
VDD	工作电压	3.0	-	3.6	V
VIL	IO低电平输入	-	-	0.8	V
VIH	IO高电平输入	2.0	-	-	V
VOL	IO低电平输出	-	-	0.4	V
VOH	IO高电平输出	2.4	-	-	V
Imax	IO驱动电流	-	-	16	mA
Cpad	输入引脚电容	-	2	-	pF

射频功耗

TX 连续发送时功耗：

符号	模式	功率	平均值	峰值（典型值）	单位
IRF	11b 11Mbps	17dBm	217	268	mA
IRF	11b 11Mbps	18dBm	231	283	mA
IRF	11g 54Mbps	15dBm	159	188	mA
IRF	11g 54Mbps	17.5dBm	177	213	mA
IRF	11n BW20 MCS7	13dBm	145	167	mA
IRF	11n BW20 MCS7	16.5dBm	165	193	mA

RX 连续接收时功耗：

符号	模式	平均值	峰值（典型值）	单位
IRF	11B 11M	63	65	mA
IRF	11G 54M	65	67	mA
IRF	11N HT20 MCS7	65	67	mA

工作功耗

工作模式	工作状态，TA=25℃	平均值	峰值（典型值）	单位
快连配网状态（蓝牙配网）	模组处于快连配网状态，WIFI 指示灯快闪	61	272	mA
快连配网状态（AP配网）	模组处于热点配网状态，WiFi 指示灯慢闪	59	272	mA
快连配网状态（AP配网）	模组处于快连配网状态，WIFI 指示灯快闪	62	280	mA
网络连接空闲状态	模组处于联网工作状态，WiFi 指示灯常亮	51	260	mA
网络连接操作状态	模组处于联网工作状态，WiFi 指示灯常亮	59	268	mA
弱网连接状态	模组和热点处于弱网连接状态，WiFi 指示灯常亮	62	264	mA
网络断连状态	模组处于断网工作状态，WiFi 指示灯常灭	57	268	mA
模组Disable状态	模组处于EN拉低状态	1.5	1.6	mA

射频参数

基本射频特性

参数项	详细说明
频率范围	2.400~2.4835GHz
Wi-Fi标准	IEEE 802.11b/g/n(通道 1-14)
蓝牙标准	蓝牙4.2
数据传输速率	11b:1,2,5.5, 11 (Mbps)
数据传输速率	11g:6,9,12,18,24,36,48,54(Mbps)
数据传输速率	11n:HT20 MCS0~7
天线类型	FPC IPEX天线

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
RF平均输出功率，802.11b CCK Mode 1M	-	17.5	-	dBm
RF平均输出功率，802.11g OFDM Mode 54M	-	14.5	-	dBm
RF平均输出功率，802.11n OFDM Mode MCS7	-	13.5	-	dBm
RF平均输出功率，蓝牙 4.2 1M	-	6.5	-	dBm
频率误差	-20	-	20	ppm
EVM@802.11b CCK 11Mbps Mode 17.5dBm	-	-	-10	dB
EVM@802.11g OFDM 54Mbps Mode 14.5dBm	-	-	-29	dB
EVM@802.11n OFDM MCS7 Mode 13.5dBm	-	-	-30	dB

接收性能：

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	-	-97	-	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
PER<10%，RX灵敏度， 蓝牙 4.2 1M	-	-93	-	dBm

天线信息

天线类型

通过配置电阻可选择外接FPC IPEX天线接入方式。

降低天线干扰

在 Wi-Fi 模组上使用 PCB 板载天线时，为确保 Wi-Fi 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。

天线连接器规格

上电下电时序

上电时序

W701 芯片对上电时序有要求，建议 3.3V 电压从 0V 爬升到 3.3V 的时间在 20ms 之内。

下电时序

Symbol	参数	最小值	典型值	最大值	单位
TPRDY	3.3V ready time	0.6	-	20	ms
CHIP_EN	CHIP_EN ready time	0.6	-	20	ms
VBOR	BOR occurs after 3.3V is lower than this voltage	2	-	-	V
TRST	The required time that 3.3V is lower than VBOR	1	-	-	ms

封装信息及生产指导

机械尺寸

WBRU-IPEX的PCB机械尺寸大小：15.8±0.35 mm (W)×20.3±0.35 mm (L) ×1.0±0.1 mm (H)。WBRU-IPEX的机械尺寸如下图所示。

说明：默认的尺寸公差为± 0.35mm，关键尺寸如果客户有明确要求，请沟通后在规格书中进行明确的标定。

PCB推荐封装

WBRU-IPEX 原理图引脚对应图：

WBRU-IPEX PCB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60℃，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

  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。

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	每箱包装卷盘数
WBRU-IPEX	4400	载带卷盘	1100	4