PSF-X04应用指导书

PSF-X04应用指导书 - 图1图片描述

版本V1.0

版权©2019

关于本手册

  1.          本手册介绍了PSF-X04应用指导书产品参数，包含以下章节。
章 标题 内容
第一章 产品简介 概述PSF-B04的特点和功能应用
第二章 电气特性 介绍模块的电气性能基本参数
第三章 模块类型及管脚定义 提供模块类型、管脚定义功能说明
第四章 功能描述 描述模块功能及具体说明
第五章 WIFI射频指标 介绍模块的射频指标
第六章 PCB设计 提供了模块布局及PCB layout注意事项
第六章 封装信息 提供模块封装尺寸图

一、 产品简介

​ 

  1.            PSF-X04是深圳酷宅科技有限公司（简称：酷宅科技）一款基于ESP8285的超低功耗的Wi-Fi四通道开关模

块，拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术，专为移动设备和物联网应用设计，可将用户的物理设备连接

到Wi-Fi无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能。该模块可以作为4个家用电器的开关控制。既可以

通过本地的按键控制，也可以通过连接APP（易微联）远程控制。

  1.     PSF-X04封装方式多样，天线可支持IPEX接口天线、陶瓷天线。可广泛应用于智能电网、智能交通、智能家

具、手持设备、工业控制等领域。

​

产品特性

  • 内置 32 位 MCU，可兼作应用处理器
  • 支持无线802.11 b/g/n 标准
  • Wi-Fi @2.4 GHz，支持WPA/WPA2安全模式
  • 802.11b 模式下+20.5dBm的最大输出功率
  • 支持本地硬件开关控制
  • 支持定时器操作
  • 支持 Wi-Fi 远程控制
  • 支持兼容配对模式 / 快速配对模式
  • 支持OTA升级

二、电气特性

2.1、额定参数

  1.                                   条件：VDD=3.3V±10%，GND=0V；室温25°C下测试。
型号 类型
型号 PSF-X04
主芯片 ESP8285
硬件接口 UART，GPIO
工作电压 2.7V~3.6V
GPIO驱动能力 Max：12mA
工作电流 平均电流：≈80mA，
最大工作电流：210mA
待机: <200uA
工作温度 0℃~45℃
存储环境 温度：-10℃~75℃，相对湿度：20%RH~80%RH
无线网络类型 STA/AP/STA+AP
安全机制 WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK
加密类型 WEP64/WEP128/TKIP/AES
固件升级 OTA 远程升级

2.2、Wi-Fi 参数

  1.                                          条件：VDD=3.3V±10%，GND=0V；室温 25°C 下测试。
类型 参数
无线标准 IEEE 802.11b/g/n
频率范围 2.412GHz-2.484GHz
发射功率 802.11b: 20±2dBm (@11Mbps)
802.11g: 17±2dBm (@54Mbps)
802.11n: 14±2dBm (@HT20,MCS7)
接收灵敏度 802.11b: -91 dBm (@11Mbps ,CCK)
802.11g: -75 dBm (@54Mbps, OFDM)
802.11n: -72 dBm (MCS7)
天线类型 PSF-A04：IPEX接口天线
PSF-B04：陶瓷贴片天线

三、模块类型及管脚定义

3.1、模块类型

  1.         PSF-X04多通道开关模块包含两种型号：PSF-A04、PSF-B04。两种模块的区别只是天线类型的不同，PSF-

A04使用IPEX接口天线，PSF-B04使用陶瓷天线，其他方面没有区别。

图片描述

  1.                                                                                  PSF-A04顶视图

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  1.                                                                                  PSF-B04顶视图

3.2、脚位排列顺序

  1.                            PSF-X04模块提供单通道开关控制接口，Wi-Fi指示灯接口，UART串口。

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  1.                                                                               模块引脚顶视图

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  1.                                                                               模块引脚低视图

3.3、管脚定义

  1.                                                                          管脚定义及功能说明
管脚 名称 功能
1 ANT Wi-Fi Antenna注：
1、PSF-A04外接IPEX接口天线时不能使用
2、PSF-B04不能使用
2 ADC ADC接口，输入范围：0 – 1V
3 EN 芯片使能端高电平：有效；低电平：关闭。
注：外部上拉1~10K电阻，接100nF电容到地。
4 GPIO16 4通道总开总关引脚，低电平有效。APP配置引脚，当低电平>5S进入配置模式。
5 GPIO14 通道4开关引脚，低电平有效。APP配置引脚，当低电平>5S进入配置模式。
6 GPIO12 通道1继电器开关，高电平有效，上电默认低电平。
注：作为开关按键，上电瞬间会有一段时间高电平，需要下拉（1~4.7K）电阻到地。
7 STATUS Wi-Fi状态指示灯，接LED灯串联限流电阻到3V3
8 GPIO15 通道4继电器开关，高电平有效，上电默认低电平。
注：芯片配置脚，需要下拉（1~4.7K）电阻到地。
9 GPIO2 可用作烧写闪存时UART1_TX
10 GPIO0 通道1开关引脚，低电平有效。APP配置引脚，当低电平>5S进入配置模式。
11 GPIO4 通道3继电器开关，高电平有效，上电默认低电平。
12 GND GND
13 GPIO9 GPIO9：通道2开关引脚，低电平有效。APP配置引脚，当低电平>5S进入配置模式。
14 GPIO10 通道3开关引脚，低电平有效。APP配置引脚，当低电平>5S进入配置模式。
15 GPIO11 NC
16 GPIO6 NC
17 GPIO7 NC
18 GPIO8 NC
19 GPIO5 通道2继电器开关，高电平有效，上电默认低电平。
20 GND GND
21 RX 用于烧写Flash时UART_RX
22 TX 用于烧写Flash时UART_TX
23 3V3 电源
24 RST 外置复位信号：低电平有效，外部需上拉 10K 电阻到 3.3V，接 100nF电容到地 。

四、功能描述

4.1、模块功能

  1.         PSF-X04模块可作为一个四通道的开关设备，既可以在本地控制开关，也可以通过APP远程控制开关。以下
  3.    是功能说明：

  1. 配置方式：快速配对模式/兼容配对模式 。长按按键（IO0下拉，默认高电平）5s以上进入快速配对模式，

    在此状态下，再长按按键5s以上进入快速配对模式，两种状态都可以配置APP。配置方式具体说明见4.3。

  2. 开关：

    a、 正常状态下，单击按键（四通道任一IO口下拉超过100ms），控制继电器通断（四继电器开关对应IO口输

    1.    出高/低电平）。

    a、 配置状态下，单击按键可退出配置状态。

  3. 定时：包括单次定时、延时定时、重复定时，具体说明见4.5。

  4. 上电状态配置：可通过APP端配置上电开关状态开或是关，默认上电关。

4.2、Wi-Fi状态灯闪烁方式说明

  1.         设备端Wi-Fi状态灯的闪烁方式表征设备当前的网络工作状态，具体状态包括以下七种：

图片描述

​ 设备状态与Wi-Fi状态灯闪烁方式关系示意图

​ Wi-Fi状态灯的闪烁特征以2秒为一个周期，如图所示，低电平灯亮，高电平灯灭。各状态详解：

A . Normal : 设备正常工作，与云服务器连接正常。此时可以通过APP操控设备。在其它任何模式下，

​ 都无法通过 APP操控设备。

B . NO Wifi：设备无法连接到无线路由器。

C . No Server：设备已经连接上无线路由器，但是无法连接到服务器（就是通常理解下的“无法上网”）。

D . Unregistered：表示设备还没有被绑定到任何账户下。一般的，设备需要与易微联账号绑定才可与云服务器 

  1.   通信。在易微联APP“添加设备”可完成绑定操作。

E . Upgrade：表示设备正在固件升级。

F . Setting G1：表示设备正处于兼容配对模式。配置模式用于设备获取移动终端APP提供的加入服务网络的必要

  1.  信息，包括路由器ssid、password和服务器ip、端口号等。

G . Setting G2：表示设备正处于快速配对模式。配置模式用于设备获取移动终端APP提供的加入服务网络的必要

  1.   信息，包括路由器ssid、password和服务器ip、端口号等。两种配置，设备获取相关信息的方式不同，详见下
  3.   节所述。

4.3、Wi-Fi模块的基本工作流程

​ I． 配置

  1.             设备模块在未加入局域网时就是一个“信息孤岛”，设备端操作配合易微联APP设置，使设备获取加入服务

网络的必要信息，包括路由器ssid、password和服务器ip、端口号等。模块内置两种配置方式：

​ 1、兼容配对模式：移动终端作为station加入该AP组成局域网实现数据交互。快速配对模式（G状态，

​ 详情见4.2 Wi-Fi状态灯闪烁方式说明）下长按配置按键5S，设备进入兼容配对模式。点击易微联APP

  1.    添 加设备（iOS移动终端需在“设置”菜单内手动连接ssid：ITEAD-10000XXXX， password12345678
  3.    的热Android终端无需此操作），输入家庭路由器的ssid和password，完成设备的上线准备工作。

​ 2、快速配对模式：此方式Wi-Fi模块处于混杂模式（Wi-Fi Promiscuous），通过空快速配对模式：此方

  1.    式Wi-Fi模块处于混杂模式（Wi-Fi Promiscuous），通过空空抓包的形式获取移动终端发出的包含ssid
  3.    和password等信息的加密报文。上节所述A~D任意一个状态内长按配置按键5S，设备进入快速配对模
  5.    式。点击易微联APP添加设备，输入家庭路由器的ssid和password，完成设备的上线配置工作。

​

​ II． 上线

​ 设备模块从上电到连接服务器，需经历以下流程：

​ 1、加入所配置路由器，连接Internet。

​ 2、连接服务器。

​ 3、注册设备，绑定至易微联账户。

​ 4、获取设备应用参数，保持在线 。

​ 以上各个步骤，当连接/获取失败时，均有相应的退避策略和重连接机制，确保设备稳定、实时在线。

​ III． 升级

  1.      模块设备连接升级服务器，下载更新至最新版本固件，实现设备的在线升级。

4.4、定时器功能

​ 定时器功能通过APP配置，定时器分为以下三种:

  1. 单次定时器：在指定时间执行操作。

  2. 延时定时器：经过所设置的时间执行操作。

  3. 重复定时器：日重复执行操作。

4.5、定时功能说明

  1.         PSF-X04支持定时器操作，为了方便客户使用以及让其使用在更多的场景下，易微联APP提供了三种定时模
  3.    式：

  1. 单次定时：这个是最普通的定时设置，让用户可以设置这个设备的工作日程。比如那一天几点几分启动或者关

    闭，或者每周三几点几分启动或者关闭等。跟闹钟的设置类似，尤其是对重复在某些时刻要运行的设备，定时

    后使用起来非常方便。

  2. 延时定时：延时是为了方便用户进行一次性快速的定时操作，比如在多久之后执行启动或者关闭的动作，可以

    非常方便的将某个设备打开后，让它运行一段时间然后关闭。本设备最多支持24小时的延时操作。

  3. 重复定时：重复定时是方便无需在次日进行同时间设置定时操作。比如，设定上班时间闹钟，时间设置好后，

    选择日期（日期天数为一周可选），闹钟就会在选择的日期内设定的时间开启。

五、WIFI射频指标

  1.                                           条件：VDD=3.3V±10%，GND=0V；室温25°C下测试。
描述 最小值 典型值 最大值 单位
输入频率 2412 - 2484 MHz
输出阻抗 - 50 - Ω
输入反射 - - -10 dB
72.2Mbps 下， PA 的输出峰值功率 15.5 16.5 17.5 dbm
802.11b 模式下， PA 的输出峰值功率 19.5 20.5 21.5 dbm

1 . 灵敏度

描述 最小值 典型值 最大值 单位mA
CCK 1Mbps -98 dBm
CCK 11Mbps -91 dBm
6Mbps(1/2BPSK) -93 dBm
54Mbps(3/4 64-QAM) -75 dBm
HT20，MCS7（65Mbps，72.2Mbps) -72 dBm

2 . 邻频抑制

描述 最小值 典型值 最大值 单位mA
OFDM，6Mbps 37 dB
OFDM，54Mbps 21 dB
HT20，MCS0 37 dB
HT20，MCS7 20 dB 
  1.     注：
  3.         1、72.2Mbps是在802.11n模式下，MCS=7，GI=200uS时测得。
  5.         2、802.11b模式下最高可达+21.5dBm的输出功率。

六、PCB设计

  1.   **PCB layout 与模块布局注意事项：**
  3.   1、在PCB layout时注意模块摆放位置，特别是模块的天线部分，尽可能远离干扰源：磁性元件(如马达、电
  5.         感、变压器等)、高频信号器件（如晶振、高频时钟信号等）。
  7.   2、模块摆放位置的PCB上下层尽可能不要走线，做覆铜包地处理，模块天线到模块最近引脚部分的PCB尽可
  9.         能做挖空处理。
  11.   3、模块PCB天线区域及外扩 15 mm 区域需净空（严禁铺铜、⾛线、摆放元件），参考如下图所示：

​ 图片描述

  1.   4、模块的电源（VCC）引脚电容和模块其他引脚电容、电阻尽可能靠近模块引脚摆放，走线路径要短。

七、封装信息

​ 

  1.          封装尺寸图：

图片描述

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