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CBU 模组

更新时间:2021-09-26 03:58:28下载pdf

本文介绍了 CBU 模组在硬件设计开发时需要了解的相关信息。

适用范围

CBU 是由杭州涂鸦信息技术有限公司开发的一款低功耗嵌入式 Wi-Fi 模组。它由一个高集成度的无线射频芯片 BK7231N 和少量外围器件构成,可以支持 AP 和 STA 双角色连接,并同时支持 BLE 连接。

特性

  • 内置低功耗 32 位 CPU,256 KB RAM 和 2MB flash
  • 主频最高可达 120MHz
  • 支持 802.11 b/g/n 的完整功能
  • 完整的蓝牙共存接口
  • 802.11b模式下最大+16dBm的输出功率
  • 蓝牙模式支持6 dBm 发射功率
  • 支持SmartConfig和AP两种配网方式(包括Android和IOS设备)
  • 天线可以选择 PCB 天线或者 FPC 天线
  • 板载 PCB 天线,天线峰值增益 2.2dBi
  • 工作电压:3.0V~3.6V
  • 工作温度:-40℃~105℃

更多详情,请参考 CBU模组规格书

最小系统电路

CBU 模组

设计注意事项

不同工作模式供电设计

工作模式 工作状态,Ta=25℃ 平均值 最大值(典型值) 单位
蓝牙配网状态 模组处于快连配网状态,Wi-Fi 指示灯快闪 70 270 mA
AP 配网状态 模组处在热点配网状态,Wi-Fi 指示灯慢闪 80 305 mA
EZ 配网状态 模组处于快连配网状态,Wi-Fi 指示灯快闪 87 380 mA
网络连接状态 模组处于联网工作状态, Wi-Fi 指示灯常亮 73 355 mA
弱网连接状态 模组和热点处于弱网连接状态, Wi-Fi 指示灯常亮 205 350 mA
网络断连状态 模组处于断网工作状态, Wi-Fi 指示灯常灭 70 270 mA
模组Disable状态 模组处于CEN拉低状态 330 - uA

射频功耗

工作状态 模式 速率 发射功率/接收 峰值(典型值) 单位
发射 11b 11Mbps +16dBm 300 mA
发射 11g 54Mbps +15dBm 280 mA
发射 11n MCS7 +14dBm 273 mA
接收 11b 11Mbps 连续接收 82 mA
接收 11g 54Mbps 连续接收 82 mA
接收 11n MCS7 连续接收 82 mA
  • 模组工作最大的平均功耗:3.3V/205mA,TX 发射的峰值电流最高可达到 300mA。 考虑外围电源端的大电解电容冷启动时的大电流充电,建议选择电源时,选择供电稳态功率 ≥3.3V/300mA,尖峰电流限流值 ≥400mA。
    在整体产品设计时,电源选择,需要累加上其他器件的功耗。
  • 电源滤波电容 C1,C2 排布时尽量靠近电源引脚。
  • 特殊 I/O 口说明:
    • ADC 引脚:检测电压范围 0~2.4V,转换精度 10 位有效数据
    • 外设 UART1 对应引脚是 RX1 和 TX1,默认是用户对接串口,也是固件烧录口,可配置普通 I/O 口。
    • 外设 UART2 对应引脚是 RX2 和 TX2,默认是日志打印口,正常情况下,可配置为普通 I/O 口,但在引脚使用充裕的情况下,建议不要用于其他功能。
    • 外设 PWM 为 5 路独立的硬件 PWM,对应引脚是 P6、P7、P8、P24、P26,可配置为普通 I/O 口使用。
    • 复位引脚 CEN,内部有上拉电阻,不使用时,可悬空处理。

天线净空说明

注意事项

  • 天线辐射方向外壳不可使用金属材质、或在塑料壳体表面使用含有金属成分的喷漆和镀层,天线周围避免使用金属螺丝、金属铆钉或其他金属器件影响天线的辐射。
  • 顶盖到天线的距离会影响天线的性能,外壳距离天线越远,性能影响越小。
    CBU 模组
  • 上下壳到天线的距离会影响天线的性能,外壳距离天线越远,性能影响越小。
    CBU 模组
  • 模组尽量离开喇叭、电源开关、Camera、HDMI、USB 等其他高速信号,避免引起干扰。
  • 天线附近避免金属遮挡,如有同频信号干扰需充分评估保证隔离度。

放置方式

  • 水平放置
    模组建议放置在底板边缘,天线朝外,模组 GND 与底板 GND 平齐,并且充分连接。
    CBU 模组
  • 嵌入放置
    模组嵌入底板上,在底板上开槽,开槽深度要与模组的地齐平或更深一点,开槽宽度距离模组板边要间隔≥15mm。
    如果开槽宽度继续加宽,性能相应提高,但相较于水平放置模式相对弱些。
    CBU 模组
  • 垂直放置
    模组垂直插入底板卡槽内,天线朝上,模组 GND 与底板 GND 充分连接。理想情况下,天线周围净空 ≥15mm。

RF相关测试项目及指标

由于天线对周围器件和外壳的距离比较敏感,因此建议完成整机后,做相关 RF 的测试验证产品 RF 的性能,以下表格罗列了可测试的 RF 测试项目及指标。

序号 测试项目 测试指标
1 室内环境拉距 ≥25m
2 室外空旷环境拉距 ≥75m
3 整机信令模式 TRP(测试模式为11B 1Mbps) ≥10dBm
4 整机 TIS ≤-62dBm

注意

  • 第 3 和 4 测试项需要借助天线厂家或认证机构的暗室进行测试。
  • 测试项目适用大部分 Wi-Fi 产品,但对于一些特殊产品不能适用。