Ai-WB2-01S это миниатюрный модуль Wi-Fi и BLE, разработанный компанией Shenzhen Ai-Thinker Technology Co., Ltd. Модуль оборудован чипом BL602, это SoC (на основе ядра 32-bit RISC CPU [3] с пониженным энергопотреблением и 276KB RAM), поддерживающий протоколы Wi-Fi 802.11b/g/n и BLE 5.0. Этот чип может широко применяться в устройствах Интернета Вещей (Internet of Things, IoT), переносных устройствах, устройствах для умного дома и т. п.

Рис. 1. Архитектура чипа BL602.

Основные характеристики модуля Ai-WB2-01S:

• 8-выводный двухрядный коннектор "папа".
• Поддерживается протокол IEEE 802.11 B/g/n.
• Средства безопасности Wi-Fi поддерживают WPS/WEP/WPA/WPA2 Personal/WPA2 Enterprise/WPA3.
• Полоса пропускания 20 МГц, максимальная скорость 72.2 Mbps.
• Поддержка Bluetooth 5.0, Bluetooth Mesh, в BLE возможны режимы станции (Station + BLE), станции + точки доступа (Station + SoftAP + BLE).
• 32-bit RISC CPU и 276KB RAM.
• Защищенный запуск (Secure Startup), поддерживаются образы с проверкой сигнатур ECC-256.
• Поддерживается real-time расшифровка AES (OTFAD) содержимого SPI Flash, подключенной в режиме QSPI, и поддерживается режим AES 128 CTR.
• Поддерживаются системы шифрования AES 128, 192 и 256 бит.
• Поддерживается SHA-1/224/256.
• True Random Number Generator (TRNG).
• Public Key Accelerator (PKA), поддерживающий базовые операции с большими числами, программное предоставление подписи, проверки и т. п.
• UART, PWM, ADC, GPIO.
• Аппаратный модуль Wi-Fi MAC/BB/RF/PA/LNA/BT.
• Поддержка нескольких режимов сна. В режиме глубокого сна ток потребления 12 мкА.
• Универсальный набор AT-инструкций для быстрого старта.
• Поддержка разработки прошивки в среде Windows и Linux (SDK с примерами приложений [6]).

Таблица 1. Основные параметры.

Рис. 3. Общий вид на модуль Ai-WB2-01S.

Рис. 4. Размеры модуля Ai-WB2-01S в миллиметрах.

Рис. 5. Расшифровка гравировки на крышке экрана.

[Описание выводов]

Рис. 6a. Выводы модуля Ai-WB2-01S.

Рис. 6b. Перемычки модуля Ai-WB2-01S.

Назначение перемычек:

(1) Эта перемычка установлена на заводе. Нижний конец перемычки соединен с выводом 6 модуля EN/NC, верхний соединен с выводом CHIP_EN чипа BL602 (выв. 12 корпуса).
(2) Эта перемычка не установлена на заводе. Нижний конец перемычки соединен с выводом 7 модуля RST/NC, верхний соединен с выводом CHIP_EN чипа BL602 (выв. 12 корпуса).
(3) Эта перемычка не установлена на заводе. Нижний конец перемычки соединен с выводом 2 модуля IO8/NC, верхний соединен с выводом CPIO8 чипа BL602 (выв. 17 корпуса).

Таблица 6. Назначение выводов.

Примечание: если в момент включения питания вывод управления загрузкой (Bootstrap GPIO8) находится в лог. 1, то модуль входит в режим программирования (запустится Boot ROM чипа). Если Bootstrap GPIO8 в лог. 0 (это режим по умолчанию, причем GPIO8 с завода не выведен на штырек коннектора), то модуль запустится в нормальном режиме (стартует запрограммированное firmware).

Рис. 7. Принципиальная схема модуля Ai-WB2-01S.

[Информация по применению]

Рис. 11. Традиционная схема подключения модуля Ai-WB2-01S.

Если IO порт используется в режиме PWM (ШИМ), то рекомендуется подключить внешний нижний нагрузочный резистор 4.7K снаружи модуля. Особенно это важно в приложениях управления яркостью освещения, что позволит предотвратить феномен вспышки при подаче питания или перезагрузки модуля.

По умолчанию выводы IO8/NC и RST/NC никуда не подключены. Чтобы их использовать, необходимо запаять перемычки (см. рисунок 6b и описание перемычек).

Антенна. При проектировании установки модуля в материнскую плату рекомендуется рассмотреть следующие варианты (см. рис. 13):

Опция 1: установка модуля по срезу материнской платы, когда антенна выступает за границы материнской платы.

Опция 2: модуль устанавливается таким образом, что в материнской плате сделан вырез напротив антенны.

Чтобы обеспечить эффективную работу антенны, постарайтесь максимально отдалить антенну от металлических частей материнской платы и корпуса устройства.

Рис. 13. Возможные конфигурации внешней печатной платы и антенны модуля.

Питание. Рекомендуется применять источник питания 3.3V, обеспечивающий пиковый ток 500 мА. Рекомендуется применить LDO стабилизатор напряжения питания. Если используется импульсный DC-DC стабилизатор, рекомендуется достичь пульсаций его выходного напряжения не выше 30 mV. Схема источника питания DC-DC должна обеспечивать стабильное питание при больших пульсациях тока потребления.

Рис. 14. Пример схемы понижающего стабилизатора DC-DC.

GPIO. Модуль позволяет использовать выводы BL602 либо как порты ввода/вывода, управляемые программно, либо как выводы периферийных устройств. Если вы планируете использовать внешние выводы модуля, рекомендуется подключать их к внешним цепям через защитные последовательно подключенные резисторы номиналом 10..100 Ом. Это предотвратит выводы чипа от перегрузки и обеспечит более стабильную работу модуля и поможет в защите от статического электричества и уменьшению влияния радиочастотных помех. Уровни I/O модуля 3.3V. Если внешние устройства подключаются с другими уровнями напряжения, то необходимы средства согласования уровней (для примера см. рис. 15).

Рис. 15. Схема преобразования уровней UART.

Информацию по пайке, условиям хранения, упаковке, контакты компании Ai-Thinker см. даташите на модуль (ai-wb2-01s_v1.0.0_specification.pdf [5]).

[Ссылки]

1. Ai-WB2-01S-Kit site:ai-thinker.com.
2. BL602/BL604 Product Center site:en.bouffalolab.com.
3. RISC-V.
4. BL602 Ai-WB2-32S.
5. 240611Ai-WB2-01S.zip - утилита blflash, исходный код, снятые дампы чтения и записи BL602, документация на платку Ai-WB2-01S.
6. Сборка программ чипов Bouffalo в Linux.