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涂鸦 IoT 开发平台

WBR3S 模组规格书

更新时间:2022-08-04 03:01:02下载pdf

WBR3S 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 RTL8720CS-VA1 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

WBR3S 内嵌低功耗的 32 位 CPU、512KB SRAM、加挂 4MByte 的 FLASH 以及丰富的外设资源。

WBR3S 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:8×GPIOs、1×UART(用户)、1×ADC
  • Wi-Fi 连通性
    • 802.11 b/g/n 1x1,2.4G
    • 通道1-14@2.4GHz
    • 支持 WEP/WPA/WPA2/WPA2 PSK(AES)WPA3 安全模式
    • 802.11b 模式下最大 +17dBm 的输出功率;
    • 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 1.7dBi@2.4G
    • 工作温度:-20℃ 到 85℃
  • 蓝牙连通性
    • 支持蓝牙(V5.0)
    • 最高可达到 +6dbm 输出功率
    • PCB 天线,天线增益1.7dBi@2.4G,和 Wi-Fi 共用天线
    • 工作温度:-20℃ 到 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

WBR3S 共有 2 排引脚,引脚间距为 2±0.1mm。

WBR3S 尺寸大小:24±0.3mm (L) × 16±0.3mm (W) × 2.8±0.15mm (H)。

WBR3S 尺寸图:

WBR3S 模组规格书WBR3S 模组规格书

说明:公差说明常规外形公差 +/-0.35mm。涉及到插件装配的位置公差都缩到 ±0.1mm,1mm 的板厚公差 ±0.1mm。

引脚定义

WBR3S 模组规格书

引脚序号 符号 IO 类型 功能
1 RST I/O 复位 Reset 引脚
2 ADC AI ADC(1),对应 IC 的 PB3
3 EN I 模组使能脚,对应 IC 的 CHIP_EN
4 PA15 I/O 普通 IO 引脚,对应 IC 的 PA15
5 PA13 P 需要支持硬件 PWM,对应 IC 的 PA13
6 PA12 I/O 支持硬件 PWM 功能,对应 IC 的 PA12
7 PA26 I/O 需要支持硬件PWM,对应 IC 的 PA26
8 VCC P 模组的电源引脚(3.3V)
9 GND P 电源参考地
10 PA25 O 普通 IO 引脚,对应 IC 的 PA25
11 LOG_TX O UART0_TXD(用于打印模组内部信息),对应 IC 的 UART_TXD
12 PB20 I/O 普通 IO 引脚,对应 IC 的 PB20
13 PB21 I/O 需要支持硬件 PWM,对应 IC 的 PB21
14 PA28 I/O 需要支持硬件 PWM,对应 IC 的 PA28
15 RXD/PB2 I/O UART0_RXD(2),对应 IC 的 PB2
16 TXD/PB1 I/O UART0_TXD(2),对应 IC 的 PB1

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。
  • RST 只是模组硬件复位引脚,不能清除 Wi-Fi 配网信息。
  • (1):该引脚只可作 ADC 口,不可用作普通 IO 口,不使用时,需悬空处理。作为 ADC 输入口时,输入电压范围限定为 0-1.0V。
  • (2): UART0 为用户串口,模组上电启动时,串口有信息输出,用户可以忽略。

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

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
Wi-Fi标准 IEEE 802.11b/g/n(通道1-14)
数据传输速率
  • 11b:1、2、5.5、11 Mbps
  • 11g: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 1.7dBi@2.4G

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

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,802.11g 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。

WBR3S 模组规格书

模组的 PCB 板载天线区域参考 机械尺寸图

GPIO 引脚处理

模组个别引脚(PA12、PA13、PA15、PA25、PA28 和 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。

    WBR3S 模组规格书

封装信息及生产指导

机械尺寸

PCB 尺寸大小:24±0.3mm (L) × 16±0.3mm (W) × 0.8±0.1mm (H)。。

WBR3S 模组规格书

侧视图

WBR3S 模组规格书

说明:默认的尺寸公差为 +/- 0.3mm,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

WBR3S 模组规格书

PCB 封装图-插针

WBR3S 可选用 SMT 贴片

PCB 封装图-SMT

WBR3S 模组规格书

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:

      WBR3S 模组规格书

  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 40℃,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 168 小时,托盘包装 12 小时。
    • 报警温度设定:卷盘包装 50℃,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。
  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温度设定,峰值温度 245℃,回流焊温度曲线如下图所示:

WBR3S 模组规格书

  • 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

    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。

储存条件

WBR3S 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
WBR3S 3600 载带卷盘 900 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 to 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 operate 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-WBR3S. The end product must be labeled in a visible area with the following: “Contains Transmitter Module FCC ID: 2ANDL-WBR3S”.

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

WBR3S 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.

WBR3S 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.