ZSU-IPEX模组规格书

ZSU-IPEX 是由涂鸦智能开发的一款Zigbee 模组。它由一颗高集成度的无线射频处理器芯片 EFR32MG21A020F1024IM32-B 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。

产品概述

ZSU-IPEX 内嵌低功耗的 32 位 ARM Cortex-M33 内核，1024 KByte 闪存程序存储器，96KB RAM 数据存储器和丰富的外设资源，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，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 80 MHz
• 宽工作电压：2.0 V–3.8 V
• 外设：9×GPIOs, 1×UART, 2×ADC，5×PWM
• 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+20dBm 的输出功率
  • 60uA/MHz 运行时功耗，5uA 休眠电流
  • IPEX天线方式，天线增益3.1dBi
  • 工作温度：-40℃ to 105℃
  • 支持硬件加密，支持AES 128/256

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

更新说明

更新日期	更新内容	更新后版本
2021-06-30	新建规格书文档	V1.0.0

模组接口

尺寸封装

ZSU-IPEX 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。

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

ZSU-IPEX 尺寸如下图所示：

引脚定义

引脚序号	符号	IO类型	功能
1	PC04	I/O	普通IO引脚，对应IC的PC04(Pin5)
2	PC05	I/O	普通IO引脚，对应IC的PC05(Pin6)
3	PA02	I/O	烧录引脚，SWDIO，对应IC的PA02（Pin19）
4	PA01	I/O	烧录引脚，SWCLK，对应IC的PA01（Pin18）
5	PC01	I	ADC引脚，对应IC的PC01（Pin2）
6	PD03	I/O	普通IO引脚，对应IC的PD03（Pin29）
7	PD04	I/O	普通IO引脚，对应IC的PD04（Pin28）
8	PB01	I/O	支持硬件PWM，对应IC的PB01（Pin15）
9	PB00	I/O	支持硬件PWM，对应IC的PB00（Pin16）
10	PA00	I/O	支持硬件PWM，对应IC的PA00（Pin17）
11	PA03	I/O	支持硬件PWM，对应IC的PA03（Pin20）
12	PA04	I/O	支持硬件PWM，对应IC的PA04（Pin21）
13	GND	P	电源接地引脚
14	VCC	P	电源引脚（3.3V）
15	TXD0	I/O	UART_TXD0，烧录授权引脚，对应IC的PA05（Pin22）
16	RXD0	I/O	UART_RXD0，烧录授权引脚，对应IC的PA06（Pin23）
17	PD02	I	ADC引脚，对应IC的PD02（Pin30）
18	NRST	I/O	复位引脚，低电平有效,对应IC的RESETn（Pin9）
19	PD01	I/O	普通IO引脚，对应IC的PD01(Pin31)
20	PC02	I/O	普通IO引脚，对应IC的PC02(Pin3)
21	PC03	I/O	普通IO引脚，对应IC的PC03(Pin4)

• P 表示电源引脚，I/O 表示输入输出引脚。
• Pin3, 4,13,14,18为烧录管脚，默认无需引出，客户底板走线注意避让。

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	+20dBm	200	211	mA
发射	-	250Kbps	+10dBm	62	65	mA
发射	-	250Kbps	+0dBm	27	29	mA
接收	-	250Kbps	连续接收	11	15	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	12	38	mA
网络连接状态	模组处于联网工作状态	13	70	mA
网络连接状态	模组处于联网空闲状态	12	14	mA
深度睡眠模式	深度睡眠模式，保留 64KB Flash	5	-	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	IPEX天线，天线增益3.33dBi

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
输出功率(250Kbps)	-30	15	20	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

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

ZSU-IPEX使用的是新一代IPEX 天线座，结构尺寸如下：

。
客户可以选择涂鸦库内的天线，例如：1.17.01.00219

降低天线干扰

为确保性能的最优化，建议模组天线部分和其他金属件距离至少在15mm以上。

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（pcs）	每箱包装卷盘数
ZSU-IPEX	4400	载带卷盘	1100	4

附录：声明

FCC Caution: Any changes or modifications not expressly approved by the party responsible for compliance could void the user’s authority to operate this device.

This device complies with Part 15 of the FCC Rules. Operation is subject to the following two conditions: (1) This device may not cause harmful interference, and (2) this device must accept any interference received, including interference that may cause undesired operation.

Note: This device has been tested and found to comply with the limits for a Class B digital device, according to part 15 of the FCC Rules. These limits are designed to provide reasonable protection against harmful interference in a residential installation. This device generates, uses, and can radiate radio frequency energy and, if not installed and used following the instructions, may cause harmful interference to radio communications. However, there is no guarantee that interference will not occur in a particular installation.

If this device does cause harmful interference to radio or television reception, which can be determined by turning the device off and on, the user is encouraged to try to correct the interference by one or more of the following measures:

• Reorient or relocate the receiving antenna.
• Increase the separation between the device and receiver.
• Connect the device into an outlet on a circuit different from that to which the receiver is connected.
• Consult the dealer or an experienced radio/TV technician for help.

Radiation Exposure Statement

This device complies with FCC radiation exposure limits set forth for an uncontrolled rolled environment. This device should be installed and operated with a minimum distance of 20cm between the radiator and your body.

Important Note

This radio module must not be installed to co-locate and operating simultaneously with other radios in the host system except following FCC multi-transmitter product procedures. Additional testing and device authorization may be required to operate simultaneously with other radios.

The availability of some specific channels and/or operational frequency bands are country dependent and are firmware programmed at the factory to match the intended destination. The firmware setting is not accessible by the end-user.

The host product manufacturer is responsible for compliance with any other FCC rules that apply to the host not covered by the modular transmitter grant of certification. The final host product still requires Part 15 Subpart B compliance testing with the modular transmitter installed.

The end-user manual shall include all required regulatory information/warnings as shown in this manual, including “This product must be installed and operated with a minimum distance of 20 cm between the radiator and user body”.

This device has got an FCC ID: 2ANDL-ZSU-IPEX. The end product must be labeled in a visible area with the following: “Contains Transmitter Module FCC ID: 2ANDL-ZSU-IPEX”.

This device is intended only for OEM integrators under the following conditions:

The antenna must be installed such that 20cm is maintained between the antenna and users, and the transmitter module may not be co-located with any other transmitter or antenna.

As long as the 2 conditions above are met, further transmitter tests will not be required. However, the OEM integrator is still responsible for testing their end-product for any additional compliance requirements required with this module installed.

Declaration of Conformity European Notice

Hereby, Hangzhou Tuya Information Technology Co., Ltd declares that this module product is in compliance with essential requirements and other relevant provisions of Directive 2014/53/EU,2011/65/EU. A copy of the Declaration of conformity can be found at https://www.tuya.com.

This product must not be disposed of as normal household waste, in accordance with the EU directive for waste electrical and electronic equipment (WEEE-2012/19/EU). Instead, it should be disposed of by returning it to the point of sale, or to a municipal recycling collection point.

The device could be used with a separation distance of 20cm to the human body.组