ESP8266 Wifi模塊無線物聯網闆卡模塊
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ESP8266 Wifi模塊無線物聯網闆卡模塊
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V1.0 | 楊先文 | 2022.05.19 | 原來的 | |
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WT8266-S2 Wi-Fi模塊是一款低功耗、高性能的Wi-Fi網絡控制模塊。 可滿足智能電網、樓宇自動化、安防、智能家居、遠程醫療等物聯網應用需求。
模塊核心處理器ESP8266集成Tensilica L106 Diamond系列32位處理器增強版,封裝尺寸更小,16位緊湊模式,主頻支持80MHz和160MHz,支持RTOS,集成Wi-Fi MAC/BB/RF/PA / LNA,板載 PCB 天線。
該模塊支持標準的 IEEE802.11 b/g/n 協議,完整的 TCP/IP 協議棧。它可用於託管應用程序或從另一個應用程序處理器卸載 Wi-Fi 網絡功能。
主要特點
- 歌劇卷tag電子:3.3V
- 工作溫度 -40-85°C
- 中央處理器 Tensilica L106
- 內存 50KB 可用
- 閃存 16Mbit/32Mbit 16Mbit 默認
- 系統
- 802.11b/g/n
- 集成 Tensilica L106 超低功耗 32 位微型 MCU,帶 16 位 RSIC。 CPU時鐘速度為80MHz。 最高也可以達到160MHz。
- WIFI 2.4 GHz 支持WPA/WPA2
- 超小18.6mm*15.0mm
- 集成10位高精度ADC
- 集成 TCP/IP 棧
- 集成TR開關、balun、LNA、Power amp麗爾和匹配網絡
- 集成 PLL、穩壓器和電源管理組件,20b 模式下輸出功率為 +802.11 dBm
- 支持天線分集
- 深度睡眠電流<20uA,掉電漏電流<5uA
- 豐富的處理器接口:SDIO 2.0, (H) SPI, UART, I2C, I2S, IRDA, PWM, GPIO
- STBC、1×1 MIMO、2×1 MIMO、A-MPDU 和 A-MSDU 聚合和 0.4 秒保護間隔
- 喚醒、建立連接並在 < 2ms 內傳輸數據包
- 待機功耗<1.0mW (DTIM3)
- 支持AT遠程升級和雲端OTA升級
- 支持STA/AP/STA+AP工作模式
硬體規格
3.1系統圖
3.2管腳說明
表 1 管腳定義及說明
別針 | 姓名 | 描述 |
1 | 電源電壓 | 3.3V 電源 VDD |
2 | IO4 | 通用輸入輸出口4 |
3 | IO0 | 通用輸入輸出口0 |
4 | IO2 | GPIO2;UART1_TXD |
5 | IO15 | GPIO15;美度; HSPICS;UART0_RTS |
6 | 接地 | 接地 |
7 | IO13 | 通用輸入輸出口 13; HSPI_MOSI;UART0_CTS |
8 | IO5 | 通用輸入輸出口5 |
9 | 接收0 | UART0_RXD;GPIO3 |
10 | 接地 | 接地 |
11 | TX0 | UART0_TXD;GPIO1 |
12 | 快速恢復時間 | 重置模塊 |
13 | 類比數位轉換器 | 檢測芯片VDD3P3供電電壓tage 或 ADC 引腳輸入電壓tage(同一個我不可用) |
14 | EN | 芯片使能。 高:亮,芯片工作正常; 低:O ,小電流 |
15 | IO16 | GPIO16; 深度睡眠喚醒,通過連接到 RST 引腳 |
16 | IO12 | GPIO12;HSPI_MISO |
17 | IO14 | GPIO14;HSPI_CLK |
18 | 接地 | 接地 |
19 | 接地 | 接地墊 |
筆記
表 2 管腳模式
模式 | IO15 | IO0 | IO2 |
UART下載模式 | 低的 | 低的 | 高的 |
閃存啟動模式 | 低的 | 高的 | 高的 |
表-3 接口說明
姓名 | 別針 | 功能說明 |
HSPI 介面 |
1012(味噌),1013(MOSI),我014(時鐘),I015(CS) | 可外接SPI Flash、顯示器、MCU等。 |
脈寬調製 介面 |
1012(右),1015(綠),1013(乙) | 官方demo提供4路PWM(用戶可擴展為8路),可用於控制燈、蜂鳴器、繼電器、電機等。 |
紅外接口 | 1014(1R_T),105(IR_R) | 紅外遙控接口的功能可以通過軟件編程實現。 此接口使用 NEC 編碼、調製和解調。 調製載波信號的頻率為 38KHz。 |
模數轉換器接口 | 類比數位轉換器 | ESP8266EX 集成了一個 10 位精度的 SARADC。 ADC IN接口用於測試電源電壓tagVDD3P3(引腳 3 和引腳 4)的 e,以及輸入電壓tagTOUT 的 e(引腳 6)。 它可以用於傳感器應用。 |
12C接口 | I014(SCL)、IO2(SDA) | 可外接傳感器、顯示器等。 |
UART接口 | UARTO: TX0(UOTXD),RX0(UORXD), 1015(RTS),I013(CTS) UART1:102(TX0) | 可以連接帶有UART接口的設備 下載:UOTXD+UORXD 或 GPIO2+UORXD 通信: (UARTO):UOTXD、UORXD、MTDO(UORTS)、MTCK(UOCTS) Debug: UART1_TXD(GPIO2)可以用來打印調試信息 |
默認情況下,UARTO 會在設備上電啟動時輸出一些打印信息。 如果這個問題對某些具體應用有影響,用戶可以在初始化時調換UART內部引腳,即將UOTXD、UORXD與UORTS、UOCTS調換。 |
I2S介面 | I2S 輸入 IO12 (I2SI_DATA); IO13 (I2SI_BCK); IO14 (I2SI_WS); | 主要用於音頻採集、處理和傳輸。 |
3.3電氣特性
3.3.1最大額定值
表- 4. 最大額定值
量程 | 條件 | 價值 | 單元 |
儲存溫度 | / | -45 至 125 | ℃ |
最高焊接溫度 | / | 260 | ℃ |
供應量tage | IPC/JEDEC J-STD-020 | +3.0 至 +3.6 | V |
3.3.2推薦運行環境
表 -5 推薦的操作環境
在職的 環境 | 姓名 | 最低價值 | 典型值 | 最大值 | 單元 |
工作溫度 | / | -40 | 20 | 85 | ℃ |
供應量tage | 電源電壓 | 3.0 | 3.3 | 3.6 | V |
3.3.3數字端口特性
表 -6 數字端口特性
港口 | 典型值 | 最低價值 | 最大值 | 單元 |
輸入低邏輯電平 | 維利爾 | -0.3 | 0.25電源電壓 | V |
輸入高邏輯電平 | VIH | 0.75vdd | 電源電壓+0.3 | V |
輸出低邏輯電平 | 音量 | N | 0.1電源電壓 | V |
輸出高邏輯電平 | 音量 | 0.8電源電壓 | N | V |
3.4功耗
3.4.1 運行時功耗
表 -7 操作 g 功耗
模式 | 標準 | 速率 | 典型值 | 單元 |
Tx | 11b | 1 | 215 | mA |
11 | 197 | |||
11克 | 6 | 197 | ||
54 | 145 | |||
11n | MCS7 | 120 | ||
Rx | 所有費率 | 56 | mA |
筆記: RX模式數據包長度為1024字節;
3.4.2 待機功耗
以下電流消耗基於 3.3V 電源和 25°C 環境以及內部穩壓器。值是在沒有 SAW 濾波器的天線端口處測量的。 所有傳輸測量值均基於 90% 佔空比、連續傳輸模式。
表-8 待機功耗
模式 | 地位 | 典型值 | ||||
支援 | 調製解調器休眠 | 15毫安 | ||||
淺睡眠 | 0.9毫安 | |||||
深度睡眠 | 20微安 | |||||
離開 | 0.5微安 | |||||
省電模式 (2.4G)(禁用低功耗監聽)¹ | DTIM 期間 | 目前的缺點。 (嘛) | T1(毫秒) | T2(毫秒) | Tbeacon(毫秒) | T3(毫秒) |
數據傳輸時間 1 | 1.2 | 2.01 | 0.36 | 0.99 | 0.39 | |
數據傳輸時間 3 | 0.9 | 1.99 | 0.32 | 1.06 | 0.41 |
- 調製解調器睡眠需要 CPU 工作,如在 PWM 或 I2S 應用程序中一樣。 根據 802.11 標準(如 U-APSD),關閉 Wi-Fi 調製解調器電路以節省電力,同時保持 Wi-Fi 連接但沒有數據傳輸。 例如在DTIM3中,保持sleep 300mswake 3ms週期接收AP的Beacon包,電流約為15mA。
- 在 Light-Sleep 期間,CPU 可能會在 Wi-Fi 切換等應用程序中掛起。 在沒有數據傳輸的情況下,可以關閉 Wi-Fi 調製解調器電路並暫停 CPU 以根據 802.11 標準 (U-APSD) 節省電量。 比如在DTIM3中,保持sleep 300ms-wake 3mscycle接收AP的Beacon包,電流約為0.9mA。
- 深度睡眠不需要維持 Wi-Fi 連接。 對於數據傳輸間隔較長的應用,例如溫度傳感器每 100 秒檢查一次溫度,休眠 300 秒並喚醒連接到 AP(大約需要 0.3~1 秒),整體平均電流小於 1mA。
3.5射頻特性
3.5.1RF 配置和無線 LAN 的一般規範
表 9 RF 配置和無線 LAN 的一般規格
專案 | 規格 | 單元 | |
國家/地區代碼 | 預訂的 | ||
Center Frequency | 11b | 2.412-2.472 | 百萬赫 |
11克 | 2.412-2.472 | 百萬赫 | |
11n HT20 | 2.412-2.472 | 百萬赫 | |
速度 | 11b | 1, 2, 5.5, 11 | Mbps |
11克 | 6、9、12、18、24、36、48、54 | Mbps | |
11n'流 | MCSO, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 | Mbps | |
調製類型 | 11b | DSSS | – |
11克/噸 | 正交頻分複用 | – |
3.5.2 RF Tx 特性
表 10 發射特性
標記 | 參數 | 條件 | 最低價值 | 典型的 價值 | 最大限度 價值 | 單元 |
富特克斯 | 輸入頻率 | — | 2.412 | — | 2.484 | 百萬赫 |
噘 | 輸出功率 | |||||
11b | 1Mbps | — | 19.5 | — | 分貝 | |
11Mbps | — | 18.5 | — | 分貝 | ||
54Mbps | — | 16 | — | 分貝 | ||
MCS7 | — | 14 | — | 分貝 |
3.5.3RF 接收特性
表 11 射頻接收特性
標記 | 參數 | 條件 | 最低價值 | 典型的 價值 | 最大限度 價值 | 單元 |
外匯 | 輸入頻率 | — | 2.412 | — | 2.484 | 百萬赫 |
斯爾夫 | 靈敏度 | |||||
DSSS | 1Mbps | — | -98 | — | 分貝 | |
11Mbps | — | -91 | — | 分貝 | ||
正交頻分複用 | 6Mbps | — | -93 | — | 分貝 | |
54Mbps | — | -75 | — | 分貝 | ||
HT20 | MCS7 | — | -71 | — | 分貝 |
機械尺寸
4.1模塊尺寸
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4.2 原理圖
產品試用
FCC 法規遵從性
本設備符合 FCC 規則的第 IS 部分。 操作需滿足以下兩個條件:
- 該設備可能不會造成有害幹擾。
- 該設備必須接受任何收到的干擾,包括可能導致意外操作的干擾。
筆記: 本設備經過測試,符合 FCC 規則第 15 部分對 B 類數位設備的限制。這些限制旨在提供合理的保護,防止住宅安裝中的有害幹擾。該設備會產生使用並輻射射頻能量,如果不按照說明安裝和使用,可能會對無線電通訊造成有害幹擾。但是,不能保證在特定安裝中不會發生幹擾。如果該設備確實對無線電或電視接收造成有害幹擾(可以透過關閉和開啟設備來確定),我們鼓勵使用者嘗試透過以下一項或多項措施來糾正幹擾:
- 重新調整接收天線的方向或位置。
- 增加設備和接收器之間的距離。
- 將設備連接到與接收器所連接的電路不同的電路上的插座。
- 請諮詢經銷商或經驗豐富的廣播/電視技術人員尋求協助
筆記: 對於未經授權修改本設備而造成的任何無線電或電視幹擾,製造商不承擔任何責任。此類修改可能會使使用者失去操作設備的權限。
射頻暴露
本設備符合針對非受控環境規定的 FCC 輻射暴露限制。 安裝和操作本設備時,散熱器與您的身體之間的距離至少應為 20 厘米。 此發射器不得與任何其他天線或發射器位於同一地點或一起運行。 原始設備製造商 (OEM) 說明
OEM 必須先證明最終產品符合無意散熱器(FCC 第 15.107 和 15.109 節),然後再聲明最終產品符合 FCC 規則和條例的第 15 部分。 集成到直接或間接連接到交流線路的設備中必須添加 H 類許可更改。
OEM 必須遵守 FCC 標籤要求。 如果模塊的標籤在安裝時不可見,則必須在成品的外部貼上一個額外的永久性標籤,上面寫著:“包含發射器模塊 FCC ID:2AVENESP8266”。 此外,標籤和最終產品的用戶手冊中應包含以下聲明:“本設備符合 FCC 規則的第 15 部分。 操作需滿足以下兩個條件:
- 本設備可能不會造成有害干擾,並且
- 此設備必須接受收到的任何干擾,包括可能導致意外操作的干擾。”
該模塊僅限於安裝在移動或固定應用中。 所有其他操作配置都需要單獨批准,包括關於第 2.1093 部分的便攜式配置和不同的天線配置。
如果一個或多個模塊已經在相同的預期最終使用操作條件下(包括同時傳輸操作)進行了測試和授予,則只能在沒有額外授權的情況下使用。 如果它們尚未以這種方式進行測試和授權,則可能需要進行額外的測試和/或提交 FCC 申請。 解決額外測試條件的最直接方法是讓負責認證至少一個模塊的受讓人提交許可變更申請。 當有模塊受讓人時 file 允許的更改不切實際或不可行,以下指南為主機製造商提供了一些額外的選擇。 使用可能需要額外測試和/或 FCC 申請文件的模塊的集成是: (A) 用於需要額外射頻暴露合規信息(例如,MPE 評估或 SAR 測試)的設備中的模塊; (B) 受限和/或拆分模塊不滿足所有模塊要求; (C) 先前未一起授權的獨立並置發射機的同時傳輸。
該模塊經過完全模塊化認證,僅限 OEM 安裝。 集成到直接或間接連接到交流線路的設備中必須添加 II 類許可變更。 (OEM) 集成商必須確保包括集成模塊在內的整個最終產品的合規性。 如果適用,可能需要根據協同定位或同時傳輸問題來解決附加測量(15B)和/或設備授權(例如驗證)。 (OEM)提醒集成商確保這些安裝說明不會提供給最終用戶
IC 監管合規性
本設備符合 CAN ICES-003 (B)/NMB-003(B) 標準。
該設備包含符合加拿大創新、科學和經濟發展部免許可 RSS 的免許可發射器/接收器。操作須滿足以下兩個條件:
- 該設備可能不會造成乾擾。
- 該設備必須能夠承受任何干擾,包括可能導致設備意外運作的干擾。
射頻暴露
本設備符合針對非受控環境規定的 IC 輻射暴露限制。安裝和操作本設備時,散熱器與您的身體之間的距離應至少為 20 公分。此發射器不得與任何其他天線或發射器位於同一地點或一起運作。
最終產品的 IC 標記要求:
最終產品必須在可見區域標記以下內容“包含 IC:28067-ESP8266”
主機營銷名稱 (HMN) 必須標明在主機產品或產品包裝或產品資料外部的任何位置,這些名稱應隨主機產品提供或在線提供。
此無線電發射器 [ IC: 28067-ESP8266] 已獲得加拿大創新、科學和經濟發展部的批准,可以使用下面列出的天線類型進行操作,並標明了最大允許增益。 此列表中未包含的天線類型,如果其增益大於所列任何類型所指示的最大增益,則嚴禁與此設備一起使用。
頻率範圍製造商峰值增益阻抗天線類型 2412-2462MHz Runicc 1.56dBi 50 Q FPC 天線
頻率範圍 | 製造商 | 峰值增益 | 阻抗 | 天線類型 |
2412-2462MHz | 潤尼克 | 1.56dBi | 50問 | 軟板天線 |
KDB996369 D03 的要求
2.2 適用的 FCC 規則列表
列出適用於模塊化變送器的 FCC 規則。 這些規則專門規定了工作頻段、功率、雜散發射和工作基頻。 不要列出是否符合無意散熱器規則(第 15 部分 B 子部分),因為這不是擴展到主機製造商的模塊授權的條件。 另請參閱下文第 2.10 節,了解需要通知主機製造商需要進一步測試 .3
解釋: 該模塊符合 FCC 第 15C 部分(15.247)的要求。
2.3 總結具體操作使用條件
描述適用於模組化發射器的使用條件,包括例如amp對天線等有任何限制。amp例如,如果使用需要降低功率或補償電纜損耗的點對點天線,則此信息必須包含在說明中。 如果使用條件限制擴展到專業用戶,則說明必須聲明此信息也擴展到主機製造商的說明手冊。 此外,可能還需要某些信息,例如每個頻帶的峰值增益和最小增益,特別適用於 5 GHz DFS 頻帶中的主設備。
解釋: EUT 有一個 FPC 天線,天線使用不可更換的永久連接天線。
2.4 有限模組程序
如果模組化發射機被批准為“受限模組”,則模組製造商負責批准此受限模組所使用的主機環境。受限模組的製造商必須在備案和安裝說明中描述受限模組製造商用來驗證主機是否滿足滿足模組限制條件的必要要求的替代方法。
有限的模組製造商可以靈活地定義其替代方法來解決限制初始批准的條件,例如:屏蔽、最小訊號 amp緯度、緩衝調變/資料輸入或電源調節。替代方法可以包括有限的模組製造商重新view在給予主機製造商批准之前提供詳細的測試數據或主機設計。 當需要證明特定主機的合規性時,此有限模塊程序也適用於射頻暴露評估。 模塊製造商必須說明如何維持對將安裝模塊化發射器的產品的控制,以始終確保產品完全合規。 對於最初授予有限模塊的特定主機以外的其他主機,需要對模塊授予進行 II 類許可更改,以將其他主機註冊為也獲得該模塊批准的特定主機。 說明:該模塊不是受限模塊。
2.5 走線天線設計
對於採用走線天線設計的模組化發射機,請參閱 KDB 出版物 11 D996369 常見問題 – 微帶天線和走線模組的問題 02 中的指南。集成資訊應包括 TCB review 針對以下方面的整合說明:走線設計佈局、零件清單 (BOM)、天線、連接器和隔離要求。
a) 包括允許差異的信息(例如,適用於每種天線類型的跡線邊界限制、厚度、長度、寬度、形狀、介電常數和阻抗);
b) 每種設計都應考慮不同的類型(例如,頻率倍數的天線長度、波長和天線形狀(相位中的跡線)會影響天線增益,必須加以考慮);
c) 應以允許主機製造商設計印刷電路(PC)板佈局的方式提供參數;
d) 製造商和規格的適當零件; e) 設計驗證的測試程序; 和
f) 確保符合性的生產測試程序。
模組受讓人應提供通知,表明與說明中描述的天線跡線定義參數的任何偏差,要求主機產品製造商必須通知模組受讓人他們希望更改天線跡線設計。在這種情況下,需要提交 II 類許可變更申請 filed 由受讓人或主機製造商通過更改 FCC ID(新申請)程序以及隨後的 II 類許可更改申請來承擔責任。 說明:是的,帶有走線天線設計的模塊,並且本手冊已經展示了走線設計、天線、連接器和隔離要求的佈局。
2.6 射頻暴露注意事項
模塊受讓人必須清楚明確地說明允許主機產品製造商使用模塊的 RF 暴露條件。 RF 暴露信息需要兩種類型的說明:(1) 主機產品製造商,定義應用條件(移動、便攜式 – 距離人體 xx 厘米); (2) 主機產品製造商需要在其最終產品手冊中向最終用戶提供的附加文本。 如果未提供 RF 暴露聲明和使用條件,則要求主機產品製造商通過更改 FCC ID(新申請)對模塊負責。
解釋: 該模塊符合針對不受控環境規定的 FCC RF 輻射暴露限制,安裝和操作該設備時,輻射器與您的身體之間的距離至少應為 20 厘米。” 本模塊設計符合FCC聲明,FCC ID為:2AVENESP8266。
2.7 天線
說明中必須提供認證申請中包含的天線清單。對於批准為有限模組的模組化發射機,所有適用的專業安裝人員說明必須作為向主機產品製造商提供的資訊的一部分包含在內。天線清單也應標識天線類型(單極、PIFA、偶極等)(請注意,例如ample“全向天線”不被視為特定的“天線類型”))。
對於主機產品製造商負責外部連接器的情況,例如amp如果採用 RF 接腳和天線走線設計,整合說明應告知安裝人員,主機產品中使用的第 15 部分授權的發射器必須使用獨特的天線連接器。模組製造商應提供可接受的獨特連接器清單。
解釋: EUT 有一個 FPC 天線,天線使用獨特的永久連接天線。
2.8 標籤和合規訊息
受資助者有責任確保其模組持續符合 FCC 規則。這包括建議主機產品製造商需要在其成品中提供實體或電子標籤,註明「包含 FCC ID」。請參閱射頻設備標籤和使用者資訊指南 – KDB 出版物 784748。 說明:該 使用此模塊的主機系統,應在可見區域的標籤上標明以下文字:“包含 FCC ID:2AVENESP8266,包含 IC:28067-ESP8266”
2.9 有關測試模式和附加測試要求的資訊5
KDB 出版物 996369 D04 模塊集成指南中提供了測試主機產品的其他指南。 測試模式應考慮主機中獨立模塊化發射器以及主機產品中多個同時發射模塊或其他發射器的不同操作條件。 受讓人應提供有關如何針對主機中獨立模塊化發射器的不同操作條件配置主機產品評估測試模式的信息,以及主機中多個同時發射模塊或其他發射器的信息。 受贈者可以通過提供特殊的方式、模式或指令來增加其模塊化發射器的實用性,這些方法、模式或指令可以通過啟用發射器來模擬或表徵連接。 這可以大大簡化主機製造商確定安裝在主機中的模塊是否符合 FCC 要求的過程。
解釋: 頂部頻段可以通過啟用發射器提供模擬或表徵連接的指令來增加我們模塊化發射器的實用性。
2.10 附加測試,第 15 部分 B 子部分免責聲明
受資助者應包含一份聲明,表明模組化發射器僅獲得FCC 授權,適用於撥款中列出的特定規則部分(即FCC 發射器規則),並且主機產品製造商有責任遵守適用於該模組的任何其他FCC 規則。如果受資助者將其產品推銷為符合第15 部分B 子部分(當它還包含無意輻射器數位電路時),則受資助者應提供通知,說明最終主機產品仍需要使用模組化發射器進行第15 部分B 子部分合規性測試安裝。
解釋: 該模塊沒有無意輻射器數字電路,因此該模塊不需要 FCC Part 15 Subpart B 的評估。主機應由 FCC Subpart B 評估。
規格
2.5版
2022/4/28
文件/資源
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無線tag ESP8266 Wifi模塊無線物聯網闆卡模塊 [pdf] 使用者手冊 ESP8266 Wifi模塊 無線物聯網板模塊,ESP8266,Wifi模塊 無線物聯網板模塊,無線物聯網板模塊,物聯網板模塊 |