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氦氪模块硬件说明文档

1. 模块概述

Hekr V1.1 是由杭州氦氪科技有限公司开发的一款低功耗嵌入式 Wi-Fi 模块。这款模块搭载了一个高集成度、性价比极高的无线射频芯片 ESP8266EX,包含低功耗 32 位 CPU、2Mbyte flash 及 UART 通信接口,内置的 Wi-Fi 网络协议栈和丰富的库函数极大地缩短 Wi-Fi 设备的前期开发时间。

1.1 硬件构成框图

1.2应用领域

  • 智能家居
  • 智慧建筑
  • 工业互联
  • 网络监控
  • 智慧照明
  • 传感云节点
  • 可穿戴电子

1.3 模块特点

  • 工作电压:3V ~ 3.6V
  • 内置低功率 32 位 CPU:可以兼作应用处理器
  • 板载 PCB 天线
  • 待机状态消耗功耗小于 0.1mW(DTIM3)
  • 支持 HekrConfig(一键配网)功能(包括Android和IOS设备)
  • 内置 TCP/IP 协议栈
  • 内置 10 bit 高精度 ADC
  • 内置 UART串行接口
  • 内置 多路GPIO
  • 板载 PCB 天线
  • 已通过 CE、FCC、RoHS 认证
  • 待机状态消耗功率小于1.0mW (DTIM3)
  • 工作温度范围 -40 ~ 85℃

2.模块参数

2.1主要参数

硬件参数数据接口UART、PWM、IIC、GPIO
工作电压标准供电3.3V,可容忍±0.3V
工作电流正常工作状态70mA,发射瞬间最大电流230mA
存储温度Ts-40℃ ~ 125℃
最大焊接温度Tm250℃
软件参数网络协议 IPv4, TCP/UDP/HTTP/FTP
安全机制WPA/WPA2
加密类型WEP/TKIP/AES
升级固件本地串口烧录、云端升级

2.2 尺寸参数

Hekr V1.1 Wi-Fi 模块外观尺寸为 21.87mm(L) x 14.06mm(W) x 3.00mm(H),引脚间距为2mm(如下图所示)。

模组内采用的是 26MHz 晶振,使用 3dBi 的 PCB 板载天线。

2.3 引脚定义

模块引脚定义说明请参考下图:

Pin Name Function
1 RST 模块复位引脚
2 3V3 电源输入
3 GND 电源地
4 SDA IIC数据线,PWM输出,GPIO14输入输出。默认为Wi-Fi状态输出指示灯
5 SCK IIC时钟线,PWM输出,GPIO13输入输出,默认为一键配置引脚
6 RXD RXD 串口输入,GPIO3输入输出
7 TXD TXD 串口输出,GPIO1输入输出。注意:TXD上电时要拉高,不能拉低

2.4 工作参数

参数 描述 最小值 典型值 最大值 单位
T 工作温度 -40 - 85
VDD 工作电压 3.0 - 3.6 V
Imax IO驱动电流 - - 12 mA
Cpad 输入引脚电容 - 2 - pF
VIL IO口输入低电平 -0.3 - 0.25VDD V
VIH IO口输入高电平 0.75VDD - 3.6 V
VOL IO口输出低电平 - - 0.1VDD V
VOH IO口输出高电平 0.8VDD - - V

3. Wi-Fi 特性

3.1 基本射频特性

参数项
工作频率 2.400 ~ 2.500Ghz
协议标准 IEEE 802.11n/g/b(通道1-14)
天线类型 PCB 天线
11b 2.412 ~ 2.472Ghz
11g 2.412 ~ 2.472Ghz
11n HT20 2.412 ~ 2.472Ghz
11b 1, 2, 5.5, 11 Mbps
11g 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps
11n 1stream MCS0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
11b DSSS
11g/n OFDM

3.2 Wi-Fi输出功率

参数项
802.11b CCK Mode (11M)平均输出功率 +20dBm
802.11g OFDM Mode (54M)平均输出功率 +17dBm
802.11n OFDM Mode (MCS7)平均输出功率 +14dBm

3.3 Wi-Fi接收灵敏度

参数项
802.11b CCK Mode (11M)灵敏度 -91dBm
802.11g OFDM Mode (54M)灵敏度 -75dBm
802.11n OFDM Mode (MCS7)灵敏度 -72dBm

3.4 Wi-Fi状态指示

模块上 LED 灯用来指示 Wi-Fi 连接状态,同时,为支持用户扩展,将 SDA(GPIO14)作为 Wi-Fi 状态指示引脚,便于用户外接 LED,其电平状态与板载 LED 指示灯同步。

  1. 亮 2s、灭 2s:进入一键配置模式
  2. 亮 0.1s、灭 5s:已经登录上服务器(正常状态
  3. 亮 0.1s、灭 1s:无法登录上服务器
  4. 亮 0.1s、灭 0.5s:服务器域名解析失败(可能路由器外网不通)
  5. 常亮:配网超时或 Wi-Fi 连接失败(配网时 Wi-Fi 密码错误、Wi-Fi 网络状况不好)

4. 外围电路设计推荐

SCK(GPIO13)为一键配置引脚,需外接上拉电阻。

SCK 保持低电平3秒后拉高电平,模块会进入一键配置模式。注:模块同时清空了配置参数 SSID 和 password。

4.1 应用说明

本模块适合于数据透传通信,简单类控制,如插座、LED 灯、传感器等。串口通信协议可根据厂家家电功能控制需求定制。

4.2 电路设计注意事项

  • 如果需要使用 Wi-Fi 一键配置功能,设备必须有触发机制使氦氪 Wi-Fi 模块进入 Wi-Fi 配置模式。且需要有指示灯可以显示 Wi-Fi 配置的状态。参见模块管脚功能定义或者透传协议-模块协议部分
  • 电源输入端做好滤波处理,可添加 π 型滤波电路,另外可在模块电源输入端添加一个 47uF 的大电容,以满足芯片发射信号瞬间的电流需求。模块放置最好远离干扰源,如:变压器,电感,时钟线,晶振等。
  • 在模块布局上应给模块天线留出一定的净空区域,需要确保天线部分和其它金属器件距离至少 5mm 以上。下图中阴影部分标示区域需要远离金属器件、传感器、干扰源以及其它可能造成信号干扰的材料。天线无干扰区域最小距离如下图所示

5. 仓储指南

5.1 存储条件

  • 模块须存储在温度 < 40℃,湿度 < 85%RH 的环境中。
  • 在生产全过程中,操作人员须做好静电防护措施。
  • 操作时,严防模块沾水、污物及灰尘。

6. 附录

附1 模块资料下载

Hekr_v1.1_Wi-Fi模块说明书及模块封装文件.zip

Hekr_v1.1_Wi-Fi模块认证证书.zip

WiFi模块使用说明

附2 模块实物图片

附3 模块 FCC 认证证书

最新版文档请访问 在线文档 http://docs.hekr.me