TYZS4-IPEX 模组规格书

TYZS4-IPEX 是由涂鸦智能开发的一款低功耗嵌入式 Zigbee 模组。它由一颗高集成度的无线射频处理器芯片 EFR32MG1B232F256GM48 和少量外围器件构成，内嵌低功耗的 32 位 ARM Cortex-M4 内核，256KByte 闪存程序存储器，32KB RAM 数据存储器和丰富的外设资源。

产品概述

TYZS4-IPEX 是一个能开发 Zigbee 应用的 Silicon 平台模组，硬件内置 PA 和 DC-DC，软件上提供完整的 Zigbee 基础 API。用户可以基于这些开发满足自己需求的嵌入式 Zigbee 产品。
TYZS4-IPEX 功能原理如下图所示。

特点

• 内置低功耗 32 位 ARM Cortex-M4 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 40MHz
• 宽工作电压：2.2V-3.8V
• 外设：4×GPIOs，1×UART（带流控）
• Zigbee 工作特性：
  • 支持 802.15.4 MAC/PHY
  • 工作信道 11 - 26 @2.400-2.483GHz，空口速率 250Kbps
  • 内置 DC-DC 电路，有利于最大程度提高电源效率
  • 最大达 +19dBm 的输出功率
  • 63 µA/MHz 运行时功耗，1.4 µA 休眠电流
  • 终端设备主动配网
  • Ipex 接头，可搭配多种外置天线
  • 工作温度：-40℃ 到 85℃
  • 支持硬件加密，支持 AES 128/256
  • 支持无线空口抓包

主要应用领域

• 智能楼宇
• 智慧家居/家电
• 智能插座、智慧照明
• 工业无线控制
• 健康和测量
• 资产追踪

模组接口

尺寸封装

• TYZS4-IPEX 共有 2 排引脚，引脚间距为 2mm。

• TYZS4-IPEX 尺寸大小为 21±0.35mm (W) × 28±0.35mm (L) × 3.5±0.15mm (H) 。

  TYZS4-IPEX 尺寸如下图所示：

  

引脚定义

TYZS4-IPEX 接口引脚定义如下表所示：

引脚序号	符号	IO 类型	功能
1	nRST	I	硬件复位引脚，低电平时芯片被复位住。模组自带上电复位，用户视实际情形可不用该管脚。
2	FRC_DCLK	I/O	PTI 调试口，PTI 全称：packet trace interface。对应 PB11。
3	SWDIO	I/O	JLINK 烧录数据通信口，应用程序中可以配置成 GPIO。 对应 PF1。
4	SWCLK	I/O	JLINK 烧录时钟信号，应用程序中可以配置成 GPIO。对应 PF0。
5	SWO	I/O	JLINK 调试通信状态下可以作为输出管脚/应用程序中可以做 GPIO 使用。对应 PF2。
6	PWM3	I/O	做 GPIO 使用。对应 PF4。
7	PWM1	I/O	做 GPIO 使用。 对应 PF5。
8	VCC	P	模组的电源供电引脚（典型供电电压： 3.3V）。
9	GND	P	模组的参考地。
10	UART_RTS	I/O	预留的全串口 UART RTS 信号，应用程序中也可做 GPIO 使用。对应 PA4。
11	FRC_DFRAME	I/O	PTI 调试口，FRC_DFRAME。Target packet trace interface Frame signal。对应 PB13。
12	FRC_DOUT	I/O	PTI 调试口，FRC_DOUT，PTI 数据信号。对应 PB12。
13	PWM2	I/O	预留 PWM 输出，也可做 GPIO 使用。 对应 PA2。
14	UART_CTS	I/O	预留的全串口 UART CTS 信号。对应 PA5。
15	RXD	I/O	UART0_RXD 串口接收，接外部上位机的 UART_TX。对应 PA1。
16	TXD	O	UART0_TXD，串口发送，接外部上位机的 UART_RX。对应 PA0。

说明：

• P 表示电源引脚，I/O 表示输入输出引脚，AI 表示模拟输入引脚。
• nRST 只是模组硬件复位引脚，不能清除 Zigbee 配网信息。

测试点定义

TYZS4-IPEX 的测试引脚定义如下表所示：

引脚序号	符号	I/O 类型	功能
-	-	I	用于模组生产测试

说明：测试引脚不推荐使用。

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	℃
VCC	供电电压	-0.3	3.8	V
静电释放电压（人体模型）	TAMB-25℃	-	2.5	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	-40	-	85	℃
VCC	工作电压	1.8	3.3	3.8	V
VIL	I/O 低电平输入	-0.3	-	VCC*0.25	V
VIH	I/O 高电平输入	VCC*0.75	-	VCC	V
VOL	I/O 低电平输出	-	-	VCC*0.1	V
VOH	I/O 高电平输出	VCC*0.8	-	VCC	V
Imax	I/O 驱动电流	-	-	12	mA

Zigbee 连续发射功耗

符号	速率	发射功率	典型值	单位
IRF	250Kbps	+19dBm	120	mA
IRF	250Kbps	+13dBm	50	mA
IRF	250Kbps	+10dBm	32	mA
IRF	250Kbps	+4dBm	17	mA
IRF	250Kbps	+1dBm	11.8	mA

说明：上述数据测试时， 连续发数即 duty cycle=100%。

Zigbee 连续接收功耗

符号	速率	典型值	单位
IRF	250Kbps	8	mA

说明：在 UART 处于 active 状态时，接收电流为 14mA。

工作模式下功耗

工作模式	工作状态，Ta=25℃	平均值	最大值	单位
快连配网状态	模组处于快连配网状态	10	40	mA
网络连接状态	模组处于联网工作状态	3	6	mA
深度睡眠模式	深度睡眠模式，保留 64KB RAM	3	5	uA

射频特征

基本射频特征

参数项	详细说明
工作评率	2.400~2.484GHz
物理层标准	IEEE 802.15.4
数据传输速率	250Kbps
天线类型	搭配外置Ipex 接头天线
视距传输距离	＞ 120m

Zigbee 输出性能

参数项	最小值	典型值	最大值	单位
最大输出功率	-	+10	+19	dBm
最小输出功率	-	-30	-	dBm
输出功率调节步进	-	0.5	1	dB
频率误差	-15	-	+15	ppm
输出频谱临道抑制度	-	-31	-	dBc

说明：最大输出功率可达 +19dBm，常规使用下功率输出可以调节，大功率输出可用于极端复杂环境下的覆盖传输，例如做网关级别的室内/室外空间覆盖。

Zigbee 接收灵敏度

参数项	最小值	典型值	最大值	单位
接收灵敏度，PER<10%	-	-101	-	dBm

天线信息

天线类型

配合带 Ipex 接头的外置天线，例如 FPC 天线，用于在复杂安装环境中的覆盖。

IPEX 座子的尺寸如下：

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

搭配外置天线时，为确保无线性能的最优，需要保证周围净空区。建议模组天线部分和其他金属件的距离至少 15mm 以上。建议转接板对应天线区域进行镂空处理使得效果最佳。

用户 PCB 板在天线区域周边勿走线和勿覆铜，以免影响天线辐射性能。

模组的 PCB 板载天线区域参考下文 TYZS4-IPEX 机械尺寸图。

封装信息及生产指导

机械尺寸

PCB 推荐封装

接线方式

TYZS4-IPEX 做网关模组时的参考接线方式如下：

模组端信号	MCU 端信号	说明
UART_CTS	UART_RTS	115200 的硬件流控版本要接，ZS4-IPEX 默认版本支持，不接硬件流控，波特率为 57600，跟提供者确认版本
UART_RTS	UART_CTS	115200 的硬件流控版本要接，ZS4-IPEX 默认版本支持，不接硬件流控，波特率为 57600，跟提供者确认版本
RX	TX	-
TX	RX	-
VCC	VCC	电源管脚
GND	GND	接地管脚
nRST	GPIO	GPIO 默认高电平
FRC_DCLK	GPIO	GPIO 默认低电平
PW1（REQUEST）	STATE	PTA（默认版本不支持，跟提供者确认版本）
PW2（GRANT）	ACT	PTA（默认版本不支持，跟提供者确认版本）
PW3（PRIORITY）	PRI	PTA（默认版本不支持，跟提供者确认版本）

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℃。以 SAC305 合金焊膏为例，回流焊温度曲线如下图所示：

曲线图示图标说明：

• 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

  说明：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。

存储条件

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
TYZS4-IPEX	2800	载带卷盘	700	4