Ai-WB2-32S это модуль с функциями Wi-Fi и BT, разработанный компанией Shenzhen Ai-Thinker Technology Co., LTD. Модуль оборудован SoC-чипом BL602 от Bouffalo Lab [2], который поддерживает протоколы Wi-Fi 802.11b/ g/n и BLE 5.0. Чип BL602 это микроконтроллер, содержиащий на борту 32-битное ядро RISC CPU, 276KB RAM и богатый набор интерфейсов, включая SDIO, SPI, UART, I2C, IR Remote, PWM, ADC, DAC, PIR и конечно порты GPIO. Чип может широко использован в производстве устройств Интернета Вещей (Internet of Things, IoT), мобильных/носимых устройств, устройств умного дома и для других целей.

Рис. 1. Основная блок-схема внутренней архитектуры чипа.

Возможности модуля:

· Корпус SMD-38.
· Поддержка протокола IEEE 802.11 b/g/n.
· Поддержка Wi-Fi Security WPS/WEP/WPA/WPA2 Personal/WPA2 Enterprise/WPA3.
· Полоса пропускания 20 МГц с максимальной скоростью передачи данных 72.2 Mbps.
· Bluetooth BLE 5.0, Bluetooth Mesh.
· Поддержка режимов Station + BLE, Station + SoftAP + BLE.
· 32-bit RISC CPU, 276KB RAM.
· Безопасный процесс запуска (Secure Startup), поддержка зеркалирования с сигнатурой ECC-256.
· Поддержка расшифровки на лету памяти программ (QSPI/SPI Flash On-The-Fly AES Decryption) на основе AES 128 CTR.
· Поддержка подсистемы шифрования AES 128/192/256-bit.
· Поддержка SHA-1/224/256.
· Встроенный аппаратный генератор случайных чисел (True Random Number Generator, TRNG).
· Ускоритель обработки публичного ключа (Public Key Accelerator, PKA), с поддержкой большого количества базовых операций: ПО обеспечивает генерацию и проверку цифровой подписи и другой программный интерфейс.
· Интерфейсы SDIO, SPI, UART, I2C, IR remote, PWM, ADC, DAC, PIR, GPIO.
· Интегрированная аппаратура Wi-Fi MAC/BB/RF/PA/LNA/BT.
· Поддержк различных режимов пониженного энергопотребления, в режиме глубокого сна (deep sleep) ток потребления 12 мкА.
· Универсальная AT-инструкция для быстрого старта.
· Поддерживает разработку ПО в среде Windows и Linux.

Таблица 1. Описание основных параметров.

{spoiler table=Таблицы параметров Ai-WB2-32S opened=0}

Таблица 2. Электрические характеристики.

Таблица 3. RF-параметры Wi-Fi.

Таблица 4. RF-параметры BLE.

[Питание]

Следующие параметры по энергопотреблению основаны на напряжении питания 3.3V, температуре окружающего воздуха 25°C, и были измерены при использовании внутреннего регулятора напряжения.

· Все измерения были произведены с антенным фильтром.
· Все передаваемые данные основаны на 100% скважности в режиме непрерывной передачи.

Таблица 5. Энергопотребление.

{/spoiler}

Рис. 3. Внешний отладочной платы Ai-WB2-32S.

Рис. 4. Размеры модуля Ai-WB2-32S.

Рис. 5. Кодирование маркировки.

[Назначение выводов]

Модуль Ai-WB2-32S имеет 38 внешних выводов, однако многие из них не используются (NC).

Рис. 6. Расположение выводов на корпусе модуля Ai-WB2-32S.

Таблица 6. Функциональное назначение выводов.

Примечание (1): этот вывод не рекомендуется использовать, потому что он совместно задействован в модуле Flash. Если Вы хотите его использовать, то свяжитесь с компанией Ai-Thinker.

Рис. 7. Схема модуля Ai-WB2-32S.

Рис. 9. Схема отладочной платы на Ai-WB2-32S.

[Рекомендации для разработки]

Рис. 11. Типовая схема минимального подключения.

· Если порт GPIO используется для вывода PWM, то рекомендуется подключить внешний 4.7K pull-down резистор. Особенно это важно в приложениях для управления освещением, чтобы предотвратить внезапную вспышку света в момент первоначальной загрузки чипа при включении питания.
· Ножки IO0/IO1/IO2/IO8/NC/IO20/IO21/IO22 по умолчанию недоступны. Чтобы их использовать, свяжитесь с компанией Ai-Thinker.

Рис. 12. Рекомендуемые размеры посадочного места.

Разводка антенны. Рекомендуются 2 метода установки модуля на основную печатную плату (см. рис. 13):

Вариант 1: поместите модуль на срез материнской печатной платы, чтобы область антенны выступала наружу за края материнской платы.

Вариант 2: поместите модуль в специально сделанный вырез материнской платы.

Рис. 13. Размещение модуля на основной плате проектируемого устройства.

Источник питания.

· Рекомендуется напряжение питания 3.3V, допускающий пиковый ток свыше 500 мА.
· Для стабилизации питания рекомендуется использовать LDO; если используется DC-DC, то рекомендуется обеспечить уровень пульсаций напряжения не выше 30 mV.
· Для стабилизатора DC-DC рекомендуется зарезервировать дополнительную нагрузочную способность до 2A, чтобы обеспечить отсутствие просадки напряжения питания при импульсах тока потребления.
· По шине питания 3.3V рекомендуется установить устройство подавления выбросов статического электричества (ESD).

Рис. 14. Пример схемы организации питания на основе микросхемы DC-DC преобразователя SY8120.

GPIO. Рекомендации по использованию портов ввода/вывода (IO):

· Некоторые порты IO совместно используются вместе с периферийными устройствами чипа. Если их необходимо использовать, то рекомендуется последовательно включить резистор 10-100 Ом. Это предотвратит от лишних выбросов тока при переключении и обеспечит лучшие условия для снижения помех (EMI) и также улучшит защиту от ESD.
· Для специальных портов IO, которые должны быть подтянуты к лог. 1 или лог. 0 для обеспечения специальных условий запуска, обращайтесь к указаниям по использованию даташита BL602 [].
· Уровни IO модуля 3.3V. Если напряжения уровней сигналов основной платы и модуля не совпадают, то необходимы дополнительные специальные схемы согласования уровней (см. рис. 15).
· Если порт IO напрямую подключен к внешним цепям или разъемам, то необходимо предусмотреть специальные схемы защиты от ESD.

Рис. 15. Пример схемы согласования уровней RXD и TXD для UART 5V.

Рекомендации по условиям хранения, пайки, и другую информацию см. в [1].

[Ссылки]

1. Ai-WB2-32S-Kit site:ai-thinker.com.
2. BL602/BL604 Product Center site:en.bouffalolab.com.