帶集成天線(xiàn)的最佳SMD Wifi模塊選項

2022-08-11

帶集成天線(xiàn)的最佳SMD Wifi模塊選項

有時(shí)很難想到?jīng)]有Wifi的新消費或商業(yè)產(chǎn)品。甚至我的車(chē)庫門(mén)也可以通過(guò)Wifi連接到我的家庭網(wǎng)絡(luò )（我想我的所有其他電器），并且可以通過(guò)智能手機應用程序進(jìn)行控制。無(wú)論您是為智能家居、智能工廠(chǎng)還是一系列其他應用程序開(kāi)發(fā)，您的新產(chǎn)品都需要一個(gè)或多個(gè)無(wú)線(xiàn)協(xié)議來(lái)與其他設備和更大的網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行交互。

大多數物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中包含Wifi證明了該協(xié)議的巨大成功，但除非您知道如何設計集成天線(xiàn)，否則很難確保小封裝尺寸。您可以走SMA路線(xiàn)并使用外部貼片或橡皮鴨天線(xiàn)，但最好的選擇是使用芯片天線(xiàn)或印刷天線(xiàn)來(lái)幫助保持產(chǎn)品體積小。

SMD Wifi模塊是很好的選擇，可以幫助您跟上開(kāi)發(fā)周期，確保小封裝尺寸，并為您提供生產(chǎn)就緒的天線(xiàn)。一些模塊將集成具有多個(gè)數字接口、藍牙或其他外圍設備的MCU。如果您想使用簡(jiǎn)單的SMD Wifi模塊縮短設計時(shí)間，請查看其中一些組件選項。

為什么要使用SMD Wifi模塊？

Wifi可能是僅次于蜂窩網(wǎng)絡(luò )的最知名和最常用的無(wú)線(xiàn)協(xié)議，您可以使用許多組件選項來(lái)構建支持Wifi的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。那么使用SMD Wifi模塊而不是從單獨的組件中構建 RF 前端有什么優(yōu)勢呢？首先，主要好處取決于設計者構建系統。

簡(jiǎn)單的射頻設計

包含集成天線(xiàn)的Wifi模塊非常適合不熟悉天線(xiàn)設計或PCB上RF路由的細節的設計人員。這是一個(gè)相對復雜的學(xué)科，其范圍不僅僅是在板上放置天線(xiàn)連接器。設計師可以利用經(jīng)過(guò)驗證的硬件解決方案，而不是設計印刷天線(xiàn)或選COTS天線(xiàn)。他們也無(wú)需擔心高頻設計的細節，例如模塊上的放置和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò )設計。

一體化

市場(chǎng)上的一些Wifi模塊不僅僅是將收發(fā)器和天線(xiàn)放在平面模塊上。一些Wifi模塊將其他組件集成到收發(fā)器之外的包中，例如：

具有中等時(shí)鐘速率的標準MC內核

收發(fā)器/MCU內核周?chē)钠帘?span>

藍牙收發(fā)器

數字控制和數據采集接口

設計時(shí)間和成本

第三個(gè)主要好處是在整體組件數量和電路板尺寸方面。SMD Wifi模塊可以幫助減少設計中的兩者。但是，在成本方面，集成的SMD Wifi模塊可能比單獨購買(mǎi)單獨的組件具有更高的成本。如果這顯著(zhù)抵消了設計時(shí)間，提高了產(chǎn)量/質(zhì)量，并簡(jiǎn)化了設計的某些方面，那么SMD Wifi模塊提供了真正的價(jià)值。

一些SMD Wifi模塊選項

下面顯示的模塊只是您在市場(chǎng)上可以找到的幾個(gè)模塊，但它們提供了直接在模塊上采用標準 Wifi天線(xiàn)設計的集成SoC的絕佳示例。這些模塊的成本也相對較低，使其可用于一系列不同的系統。

伍爾特電子2610011025000

Würth Elektronik的Calypse 模塊是一款在802.11 b/g/n (2.4 GHz)下運行的小尺寸Wifi模塊。該模塊可以通過(guò)UART連接與輕量級MCU進(jìn)行通信，用于傳感器監控等應用。Calypso模塊還包括一個(gè)配置模式，允許用戶(hù)通過(guò)他們的智能手機或平板電腦與網(wǎng)絡(luò )應用程序連接到 Wifi網(wǎng)絡(luò )。該模塊還包括低功耗運行睡眠模式，以節省物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的電池電量。

德州儀器CC3235MODAx

我最喜歡的帶有集成MCU的SMD Wifi模塊是Texas Instruments的CC3235MODAx。我在多個(gè)涉及新天線(xiàn)和波導設計的射頻產(chǎn)品中使用了MODS版本，但MODAx變體直接在模塊上集成了PCB天線(xiàn)。TI還通過(guò)Code Composer中的SDK和設計庫為這些模塊提供大量支持，就像他們的旗艦MCU和其他SoC一樣。如果您想使用這款SoC走老路，TI還提供QFN 變體的CC3235。

這些模塊以802.11 a/b/g/n（5 GHz雙頻帶與2.4 GHz共存）運行，它們包括您期望在任何出色的MCU中看到的標準數字接口（SPI、I2C、大量GPIO、和UART）。其他功能包括256 KB RAM/1 MB閃存、4通道12位ADC和看門(mén)狗定時(shí)器。

樂(lè )鑫 ESP-WROOM-32

ESP-WROOM-32 SMD Wifi 模塊是另一種在單個(gè)封裝中支持藍牙經(jīng)典、BLE和802.11 b/g/n 的MCU選項。該組件在著(zhù)名的ESP32 平臺上進(jìn)行了擴展，將PCB天線(xiàn)集成到帶有齒形SMD 焊盤(pán)的模塊上，以便于安裝。該模塊的一些應用包括通用數據采集、電機控制、環(huán)境監測和輕工業(yè)產(chǎn)品。

我喜歡這個(gè)模塊，因為它外形小巧（它比上面顯示的CC3235MODAx 模塊?。?，但它不會(huì )犧牲I/O數量。盡管您添加了藍牙，但該模塊在產(chǎn)品文獻中并未額定為5 GHz，盡管它確實(shí)符合802.11n標準。它還包括一個(gè)18通道12位SAR ADC，以支持來(lái)自傳感器或其他組件的測量。

在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中補充Wifi模塊的其他組件

除了SMD Wifi模塊外，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品還需要一系列其他組件才能正常運行并與其他設備連接。其他一些基本組件包括：

通用和專(zhuān)用模擬放大器

處理器、ADC和傳感器

USB PHY和連接器

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的穩壓器