edit

硬件使用说明

本文旨在介绍氦氪提供的2款模块:Hekr V1.1模块WT8266-S2的硬件操作说明及相关注意事项。

Hekr V1.1模块操作说明

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。

WT8266-S2模块操作说明

模块介绍

  • WT8266-S2外观尺寸为18.6mm * 15.0mm * 3.05mm ,引脚间距为1mm(如下图所示)。
  • 该模组的核心处理器是ESP8266,采用容量为2MB的SPI Flash。
  • 模组内采用的是26MHz晶振,外置 I-PEX 连接器,可外接天线。

准备工作

  • 准备好USB转TTL串口硬件工具并且下载对应工具的驱动程序
  • 解压并打开资料包中的串口调试助手(或者在以下链接中获取串口调试助手:http://pan.baidu.com/s/1sjmoVVn
  • 根据模块所应用的产品接入方式(透传/主控)的不同,WT8266-S2模块有2种不同的外围硬件电路连接方式,用户可根据产品需求确定不同的外围电路连接方式。

1. WT8266-S2模块透传接线说明

按下图搭建模块外围硬件电路:

说明:
1:模块IO输出最大电流 12mA。 
2:模块电源典型值为3.3V DC。 
3:模块低电平复位有效。 
4:模块正常运行需要满足IO15拉低到GND,EN拉高到3.3V。 并且EN上电要在VCC之后。 
5:模块固件在线升级需要在满足3的条件下,IO0拉低后,并 复位模块。固件升级完成后,IO0释放,并复位模块。 
6:模块的URXD接MCU的TXD,模块的UTXD接MCU的RXD. 
7:模块外围滤波电路请根据实际情况添加。

接线说明

WIFI模块的RXD、TXD引脚分别接到USB转TTL串口硬件工具的TXD、RXD引脚 模块的GPIO14引脚接LED灯串联限流电阻R2到GND作为WIFI信号指示灯 模块的GPIO13引脚接一个上拉电阻R1到3V3,接一个按键KEY到GND 按键 KEY 为ESP 物理配置按键

备注

除了通过串口指令进入一键配置模式以及读取Wi-Fi模块状态外,也可以直接通过引脚GPIO13、GPIO14来实现。串口命令控制或者GPIO电平控制方式根据实际项目选择一种即可(本说明采用GPIO控制方式)。 默认状态下,GPIO14为Wi-Fi状态指示输出,可接LED灯用于指示Wi-Fi网络状态。

  1. LED灯不亮表示没有连接上路由器
  2. 间隔0.5秒灭表示连上路由器但无法连接服务器(路由器外网异常)
  3. 间隔1秒灭表示无法登录到服务器
  4. 间隔2秒灭表示进入一键配置模式
  5. 间隔5秒灭表示已经登录到服务器(正常状态)

默认状态下,GPIO13为一键配置使能及恢复出厂设置引脚,外部需加上拉电阻(如上图所示)。 低电平5秒后拉高电平,模块清除原有配置信息后进入一键配置模式。

透传模式波特率参数:波特率:9600,数据位:8,校验位:None,停止位:1,流控:None

2. WT8266-S2模块主控接线说明

按下图搭建模块外围硬件电路:

引脚 说明
RST 不接
3V3 3.3V供电
GND 数字地
GPIO14 继电器控制 高电平导通,低电平关断,开机上电为低电平,继电器关断
GPIO13 开关状态指示灯 高电平导通发光表示继电器导通,低电平关断表示继电器关断
URXD WIFI状态指示灯 高电平导通发光,低电平关断
UTXD 按键 硬件上拉,按下为低电平

UTXD 为ESP 物理配置按键引脚

备注

默认状态下,RXD为Wi-Fi状态指示输出,可接LED灯用于指示Wi-Fi网络状态。

  1. LED灯不亮表示没有连接上路由器
  2. 间隔0.5秒灭表示连上路由器但无法连接服务器(路由器外网异常)
  3. 间隔1秒灭表示无法登录到服务器
  4. 间隔2秒灭表示进入一键配置模式
  5. 间隔5秒灭表示已经登录到服务器(正常状态)

默认状态下,TXD为一键配置使能及恢复出厂设置引脚,外部需加上拉电阻(如上图所示)。 低电平5秒后拉高电平,模块清除原有配置信息后进入一键配置模式。

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。 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:

部分客户的MCU串口高电平为5V,模块串口高电平为3.3V,因此需要增加电平转换电路将MCU与模块的串口电平相互匹配。

下图为5V-3V3电平转换参考电路:

透传产品通信示例

Tip

此处以设置ProdKey作为示例

以下介绍了当模块处于透传模式时,对模块进行数据收发的操作示例。

1. 设置串口调试助手

打开友善串口调试助手,点击“以后注册”,按下图进行设置

Tip

串口:选择串口调试工具所对应的COM口
波特率:9600,数据位:8,校验位:None,停止位:1,流控:None
接收设置、发送设置:Hex

点击"开始"图标: 打开串口通信

2. 产品秘钥ProdKey设置

ProdKey是厂家在氦氪console控制台注册生成的产品型号唯一标识码。 由开发者在控制台上添加产品时自动生成,长度为16Byte.

ProdKey用于区分不同产品型号,可将实际产品与页面相互对应,合作客户的MCU程序中必须要加入ProdKey设置流程以保证显示相对应的页面。

下面为产品秘钥ProdKey的设置过程示例

  1. 已获取console平台账号的客户可使用账号密码登录console平台,获取产品秘钥(ProdKey).尚未获取console账号的客户可直接使用 公版LED灯ProdKey:01bb3fe12bcca0860eaa3932caf3e139 进行操作体验。
  2. 根据产品秘钥ProdKey设置帧格式将获取的ProdKey转换为对应的ProdKey设置帧。转换后的示例帧如下:
设备发送:48 16 FE 01 21 01 BB 3F E1 2B CC A0 86 0E AA 39 32 CA F3 E1 39 71
模块应答:48 16 FE 01 21 01 BB 3F E1 2B CC A0 86 0E AA 39 32 CA F3 E1 39 71

给模块成功发送ProdKey设置帧后重新进行配网,显示页面即会变为ProdKey对应产品的页面。

串口助手操作示例如下: