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WBR2D 模组规格书

更新时间:2021-09-15 05:40:04下载pdf

WBR2D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W701D-VA1-CG和少量外围器件构成,内置了Wi-Fi网络协议栈和蓝牙网络协议以及丰富的库函数。

产品概述

WBR2D内嵌低功耗的32位CPU,512KB SRAM和加挂4MByte的FLASH以及丰富的外设资源。WBR2D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 32 位 CPU,可以兼作应用处理器
  • 主频最高可支持 200MHz
  • 工作电压:3.3±0.3V
  • 外设:5×GPIOs,1×UART(用户),1×ADC
  • Wi-Fi 连通性
    • 802.11a/ b/g/n 1x1,2.4G&5G
    • 通道1-14@2.4GHz;36-177@5G
    • 支持 WEP/WPA/WPA2/WPA2 PSK(AES) 安全模式
    • 802.11b模式下最大+17dBm的输出功率;802.11a模式下最大+15dbm
    • 支持STA/AP/STA+AP工作模式
    • 支持SmartConfig和AP两种配网方式(包括Android和IOS设备)
    • 板载PCB天线,天线增益2dBi@2.4G;2.6dBi@5G
    • 工作温度:-20℃ to 85℃
  • 蓝牙 LE连通性
    • 支持蓝牙 LE(V5.0)
    • 最高可达到+9dbm输出功率
    • PCB天线,天线增益2dBi@2.4G,和WiFi共用天线
    • 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

更新说明

更新日期 更新内容 更新后版本
2019-10-10 新建文档 V1.0.0
2019-12-16 修改排版 V1.0.1
2019-12-31 增加蓝牙信息 V1.0.2
2020-6-18 增加复位IC以及GPIO毛刺处理指导 V1.0.3

模组接口

尺寸封装

WBR2D尺寸大小:15±0.35mm (W)×18±0.35mm (L) ×2.0±0.15mm (H)。

WBR2D 尺寸图:
WBR2D 模组规格书
WBR2D 模组规格书

引脚定义

WBR2D 模组规格书

引脚序号 符号 IO类型 功能
1 3.3V P 模组电源引脚3.3V
2 A28 I/O 通用GPIO引脚,硬件PWM,对应IC的PA28
3 GND P 电源参考地
4 A26 I/O 通用GPIO引脚,硬件PWM,对应IC的PA26
5 RX/B2 I/O 用户串口RXD输入引脚
6 A25 I/O 通用GPIO引脚,硬件PWM,对应IC的PA25
7 TX/B1 I/O 用户串口TXD输入引脚
8 ADC AI ADC输入端口
9 A12 I/O 通用GPIO引脚,硬件PWM,对应IC的PA12
10 EN I/O 外部使能复位引脚
11 A13 I/O 通用GPIO引脚,硬件PWM,对应IC的PA13

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。

测试点定义

引脚序号 符号 IO类型 功能
- TEST 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 -20 85
VBAT 供电电压 3.0 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

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 -20 - 85
VBAT 供电电压 3.0 3.3 3.6 V
VIL IO低电平输入 -0.3 - VCC*0.25 V
VIH IO高电平输入 VCC*0.75 - VCC V
VOL IO低电平输出 - - VCC*0.1 V
VoH IO高电平输出 VCC*0.8 - VCC V
Imax IO驱动电流 - - 12 mA

连续发射和接收时功耗

2.4G发射接收

工作状态 模式 速率 发射功率/接收 典型值 单位
发射 11b 11Mbps +18dBm 250 mA
发射 11g 54Mbps +17dBm 180 mA
发射 11n-HT20 MCS7 +16dBm 170 mA
发射 11n-HT40 MCS7 +16dBm 150 mA
接收 11b 11Mbps 连续接收 70 mA
接收 11g 54Mbps 连续接收 72 mA
接收 11n-HT20 MCS7 连续接收 70 mA
接收 11n-HT40 MCS7 连续接收 73 mA

5G发射接收

工作状态 模式 速率 发射功率/接收 典型值 单位
发射 11a 54Mbps +15dBm 300 mA
发射 11n-HT20 MCS7 +15dBm 230 mA
发射 11n-HT40 MCS7 +14dBm 220 mA
接收 11a 54Mbps 连续接收 71 mA
接收 11n-HT20 MCS7 连续接收 72 mA
接收 11n-HT40 MCS7 连续接收 76 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,Wi-Fi指示灯快闪 57 184 mA
热点配网状态 模组处在热点配网状态,Wi-Fi指示灯慢闪 203 392 mA
网络连接状态 模组处于联网工作状态,Wi-Fi指示灯常亮 55 98 mA
断网状态 模组处于断网工作状态, Wi-Fi 指示灯常灭 53 59 mA

射频参数

基本射频特性

参数项 详细说明
工作频率 2.412~2.484GHz; 5.180~5.885GHz
Wi-Fi标准 IEEE 802.11a/b/g/n(通道1-14;通道36-177)
数据传输速率 11b:1,2,5.5, 11 (Mbps); 11a/g:6,9,12,18,24,36,48,54(Mbps); 11n: HT20 MCS0~7; HT40 MCS0~7
天线类型 PCB天线,天线增益2dBi@2.4G;2.6dBi@5G

发射性能

2.4G-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 11M - 17 - dBm
RF平均输出功率,802.11g OFDM Mode 54M - 16 - dBm
RF平均输出功率,802.11n HT20 Mode MCS7 - 15 - dBm
RF平均输出功率,802.11n HT40 Mode MCS7 - 14 - dBm
频率误差 -10 - 10 ppm

5G-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,802.11aOFDM Mode 54M - 14 - dBm
RF平均输出功率,802.11n HT20 Mode MCS7 - 13 - dBm
RF平均输出功率,802.11n HT40 Mode MCS7 - 12 - dBm
频率误差 -10 - 10 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,802.11b DSSS Mode 11M - -91 - dBm
PER<10%,RX灵敏度,802.11a/g OFDM Mode 54 M - -75 - dBm
PER<10%,RX灵敏度,802.11n OFDM Mode HT20-MCS7 - -72 - dBm

天线信息

天线类型

只有 PCB 板载天线接入方式。

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。

用户PCB板在天线区域勿走线甚至覆铜,以免影响天线性能。布局要点是:确保印制天线正下方或者正上方没有基板介质;确保印制天线的周围远离金属铜皮,这样可以最大程度上保证天线的辐射效果。

WBR2D 模组规格书

模组的PCB板载天线区域参考“机械尺寸图”。

上电时序和复位

上电时序

RTL8720DN 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40mS之内。

WBR2D 模组规格书

符号 参数 最小值 典型值 最大值 单位
TPRDY 3.3V ready time 0.6 40 mS
CHIP_EN CHIP_EN ready time 0.6 40 mS

复位

模组的底板设计时,模组的CHIP_EN脚预留复位IC,推荐IC型号为贝岭BL8506-27NRO,SOT23封装,参考电路如下.

WBR2D 模组规格书

GPIO引脚处理

模组个别引脚(PA12,PA13,PA15,PA25,PA28,PA26)在芯片没完全工作前会有瞬时高电平脉冲,芯片工作以后就一切正常了。对于这些引脚,如果直接用做驱动光源或继电器使用时,为了避免上电瞬间毛刺的影响可以做如下参考处理。

在引脚的输出端口下拉1K电阻,然后串联一个二极管,此时经过二极管后GPIO的电压会下降到2.7V左右。红色框代表客户底板上原有的驱动管,二极管D1和下拉1K需要新加。

若是直接驱动灯类,则在MOS管的栅极下拉10K电阻,若非直接驱动灯类且等到模组正式起来后才发出PWM信号,则不用加下拉电阻和二极管。

若是驱动继电器,可以根据实际情况把二极管换成0欧姆。

WBR2D 模组规格书

封装信息及生产指导

机械尺寸

PCB尺寸大小:15±0.35mm (W)×18±0.35mm (L) ×0.8±0.1mm (H)。
WBR2D 模组规格书

侧视图

WBR2D 模组规格书

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。

原理图封装

WBR2D 模组规格书

PCB封装图

WBR2D 可选用直插

WBR2D 模组规格书

生产指南

  1. 涂鸦出厂的直插式模组建议优先使用波峰焊接设备焊接,在无法使用波峰焊接设备焊接时才使用手工焊接,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。
  2. 焊接所需设备和材料:
    • 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
  3. 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
  4. 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
  5. 烘烤参数如下:
    • 烘烤温度:卷盘包装60℃,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很可能受潮,进行高温焊接时可能导致器件失效或焊接不良。
  6. 在整个生产过程中请对模组进行静电放电(ESD)保护。
  7. 为了确保产品的良好品质,生产时需重点关注助焊剂的喷涂量,波峰高度,波峰焊锡缸内的锡渣和铜含量是否超标,波峰焊接治具开窗和治具厚度是否合适以及波峰焊接炉温曲线的合理性。

推荐炉温曲线和温度建议

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:

图8炉温曲线图

WBR2D 模组规格书

焊接温度建议:

波峰焊接炉温曲线建议 手工焊接温度建议
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

涂鸦出厂的模组存储条件如下:

  • 防潮袋真空包装储存在温度<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:

    WBR2D 模组规格书

    WBR2D 模组规格书

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
WBR2D 4000 载带卷盘 1000 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-WBR2D. The end product must be labeled in a visible area with the following: “Contains Transmitter Module FCC ID: 2ANDL-WBR2D”.

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

WBR2D 模组规格书

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.

WBR2D 模组规格书

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.