有时候,很难想象一个新的消费者或商业产品没有Wifi。甚至我的车库门都可以通过Wifi连接到我的家庭网络(我猜还有我所有的其他家电)并且可以用智能手机应用程序控制。无论您是为智能家居、智能工厂还是其他应用开发,您的新产品都需要一个或多个无线协议来与其他设备以及在更大的网络上进行交互。
大多数物联网产品中包含Wifi是对该协议巨大成功的证明,但除非您知道如何设计集成天线,否则很难保证小封装尺寸。您可以选择SMA路线并使用外部贴片或橡皮鸭天线,但最好的选择是使用芯片天线或印刷天线来帮助保持产品的小巧。
SMD Wifi模块是很好的选择,可以帮助您跟上开发周期,确保小封装尺寸,并为您提供生产就绪的天线。一些模块将集成MCU与多个数字接口、蓝牙或其他外设。如果您想通过一个简单的SMD Wifi模块缩短设计时间,请查看一些这些组件选项。
Wifi可能是除了蜂窝之外最知名和最常用的无线协议,您可以使用许多组件选项来构建一个具有Wifi功能的物联网产品。那么,使用SMD Wifi模块而不是从单独的组件构建RF前端有什么优势呢?首先,主要好处取决于设计师构建系统。
包含集成天线的Wifi模块非常适合不熟悉天线设计或PCB上RF布线细节的设计师。这是一个相对复杂的学科,不仅仅是在板上放置一个天线连接器那么简单。设计师可以利用一个经过验证的硬件解决方案,而不是设计一个印刷天线或选择COTS天线。他们也不需要担心高频设计的细节问题,如模块上的放置和阻抗匹配网络设计。
市场上的一些Wifi模块不仅仅是在平面模块上放置一个收发器和天线。一些Wifi模块在封装中集成了超出收发器的其他组件,例如:
第三个主要好处是在于整体的元件数量和电路板尺寸。SMD Wifi模块可以在设计中减少这两者。然而,在成本方面,集成的SMD Wifi模块的成本可能高于单独购买分离组件。如果这显著抵消了设计时间,提高了产量/质量,并简化了设计的某些方面,那么SMD Wifi模块提供了真正的价值。
下面展示的模块只是市场上的一小部分,但它们提供了集成有标准Wifi天线设计的SoCs的绝佳示例。这些模块的成本也相对较低,使它们适用于不同的系统。
Würth Elektronik的Calypse模块是一个低调的Wifi模块,支持802.11 b/g/n(2.4 GHz)。该模块可以通过UART连接与轻量级MCU通信,用于应用程序如传感器监控。Calypso模块还包括一个配置模式,允许用户通过智能手机或平板电脑的Web应用连接到Wifi网络。该模块还包括一个低功耗操作睡眠模式,以节省物联网产品的电池电力。
我最喜欢的集成MCU的SMD Wifi模块是Texas Instruments的CC3235MODAx。我在多个涉及新天线和波导设计的RF产品中使用了MODS版本,但MODAx变体直接在模块上集成了PCB天线。TI还为这些模块提供了大量支持,包括在Code Composer中的SDK和设计库,就像他们的旗舰MCU和其他SoCs一样。如果你想用这款SoC回到老学校风格,TI还提供了CC3235的QFN变体。
这些模块在802.11 a/b/g/n(双频带5 GHz与2.4 GHz共存)下运行,它们包括任何优秀MCU中你期望看到的标准数字接口(SPI、I2C、大量GPIO和UART)。其他特性包括256 KB RAM/1 MB Flash、4通道12位ADC和看门狗定时器。
ESP-WROOM-32SMD Wifi模块是另一个支持蓝牙经典版、BLE和802.11 b/g/n的MCU选项。这个组件通过将PCB天线集成到带有镀金SMD焊盘的模块上,扩展了众所周知的ESP32平台。这个模块的一些应用包括通用数据采集、电机控制、环境监测和轻工业产品。
我喜欢这个模块,因为它的小尺寸因素(它比上面展示的CC3235MODAx模块还要小),但它并没有牺牲I/O数量。尽管你会得到蓝牙的额外功能,但这个模块在产品文献中并没有被评为5 GHz,尽管它确实符合802.11n标准。它还包括一个18通道12位SAR ADC,以支持来自传感器或其他组件的测量。
除了SMD Wifi模块,物联网产品还需要一系列其他组件才能正常工作并与其他设备接口。一些其他必要的组件包括:
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