Opzioni di Moduli Wifi Dual-Band per Prodotti IoT

Secondo Security Today, sono previsti 127 dispositivi IoT che si connetteranno online ogni secondo, e ognuno di questi dispositivi dovrà comunicare tramite uno o più protocolli standard. Bluetooth, LoRaWAN, Wifi, servizi cellulari e altri protocolli standard possono apparire su un singolo dispositivo, e integrare queste funzionalità sulla stessa scheda è molto più semplice quando si ha accesso a SoC economici con funzionalità integrate. Tra questi vari protocolli, il Wifi continuerà ad essere il più popolare.

Un modo rapido per integrare il Wifi in nuovi prodotti riducendo il costo totale del prodotto e semplificando la complessità del design è utilizzare un modulo Wifi dual-band. Questi moduli forniscono comunicazione a 2.4 GHz fino a 5.8 GHz, e includono più funzionalità di un semplice trasmettitore Wifi dual-band. Le funzionalità integrate aggiuntive vanno da un MCU integrato con memoria on-board alla connettività Bluetooth. Ecco alcune opzioni di moduli Wifi dual-band che puoi utilizzare per costruire il tuo ecosistema IoT.

Lavorare con un modulo Wifi dual-band

I punti di progettazione PCB coinvolti nel lavorare con un modulo Wifi dual-band non sono più complicati di quelli coinvolti nel lavorare con altri protocolli Wifi. Il design dello stackup, il routing e l'isolamento dei blocchi di circuito sono i punti critici coinvolti nell'assicurare che le parti digitali del sistema e i segnali analogici dal tuo trasmettitore non interferiscano. Quando si costruisce un sistema IoT per la comunicazione dual-band tramite Wifi, come si disporrà la scheda sarà un determinante principale della qualità del segnale e dell'affidabilità. Le stesse idee si applicano ai trasmettitori RF per altri protocolli di comunicazione, come il cellulare o mmWave.

I moduli Wifi dual-band semplificano il processo di progettazione in diversi modi. Un trasmettitore RF è un'ottima opzione se stai innovando qualcosa di completamente nuovo, o se i moduli integrati semplicemente non sono disponibili. I moduli Wifi dual-band integrano capacità di comunicazione oltre i 2.4 GHz e le bande 5/5.8 GHz, ma possono anche includere altre funzionalità desiderabili per i prodotti IoT. Un modulo Wifi dual-band fornisce le seguenti capacità per aiutare a semplificare il tuo processo di progettazione e il design complessivo del sistema:

• Antenna integrata. Questi moduli tendono ad includere un'antenna integrata nel pacchetto, eliminando la necessità di progettare una rete di adattamento dell'impedenza. Questi moduli possono includere un'antenna a chip o un'antenna patch.

• Facilità di programmazione. Questi moduli possono essere programmati tramite interfacce standard (SPI, UART, ecc.), consentendo di selezionare la banda di uscita con un MCU esterno. Alcuni moduli integreranno l'MCU nel pacchetto, e il produttore fornirà un SDK per sviluppare un'applicazione sul modulo.

• Stackup pre-progettato. Questi moduli possono essere forniti su una scheda montabile in superficie o inseribile, che utilizza già uno stackup pre-progettato per garantire l'integrità del segnale e dell'alimentazione.

• Integrazione Bluetooth. Alcuni moduli includeranno l'integrazione Bluetooth, che può essere attivata tramite il firmware o attraverso un pin di abilitazione con un MCU esterno.

• Approvazione per uso modulare FCC. Se desideri vendere il tuo prodotto negli Stati Uniti, dovrà superare gli standard normativi sui prodotti wireless. I migliori moduli Wifi dual-band sul mercato avranno già ricevuto l'approvazione della FCC per l'uso come dispositivo modulare. Assicurati di verificare eventuali approvazioni per altre regioni.

Questi moduli possono avere un costo elevato per parte, ma l'integrazione che offrono può ridurre il costo totale del BOM. Integrare queste funzionalità in un unico pacchetto riduce anche la complessità del routing per la tua sezione analogica. Supponendo che non ci siano altri blocchi di frequenza analogici sul tuo PCB, tutto ciò di cui hai bisogno sarà contenuto in una singola regione, il che facilita il layout del PCB.

Moduli Wifi Dual-band a basso costo

Se vuoi risparmiare tempo e spese nella progettazione e nel layout, ecco alcuni moduli Wifi dual-band che sono diventati popolari di recente. Tutti questi moduli evidenziano l'integrazione possibile con un SoC, così come la facilità con cui possono essere integrati nel tuo prossimo PCB. Questi particolari moduli hanno anche l'approvazione per uso modulare della FCC.

Panasonic, ENW-F9208A1EF

Il SoC Wifi dual-band ENW-F9208A1EF di Panasonic integra un trasmettitore Bluetooth 5.0 e supporta una varietà di applicazioni secondo gli standard IEEE 802.11. Questo componente supporta gli standard di sicurezza 802.11i tramite crittografia AES e altri meccanismi di sicurezza. Supporta anche il Quality of Service 802.11e per applicazioni multimediali. Questo componente richiede alimentazioni di 3.3, 2.2 e 1.8 V, e integra un'antenna a chip con +16 dBm di potenza Tx e -96 dBm di sensibilità Rx.

Diagramma a blocchi del modulo Wifi dual-band ENW-F9208A1EF, dal datasheet ENW-F9208A1EF.

Laird, ST60-2230C-UU

Il modulo Wifi dual-band ST60-2230C-UU di Laird integra tutti i componenti necessari per il Wifi e il Bluetooth dual-band in un unico pacchetto. Questo modulo offre un elevato tasso di trasferimento dati tra il modulo e una scheda madre fino alle velocità di PCIe Gen 2. Questo modulo ha un fattore di forma PCIe Mini con un connettore edge, e include connettori SMA sul modulo per il collegamento ad antenne esterne.

Fotografia del modulo Wifi dual-band ST60-2230C-UU in un connettore edge PCIe, dal datasheet ST60-2230C-UU.

Murata, LBEE5ZZ1CK-982

Il LBEE5ZZ1CK-982 di Murata è un altro modulo Wifi dual-band che offre anche connettività tramite Bluetooth 4.1. Questo modulo si collega a una scheda madre tramite un connettore HIROSE, garantendo un profilo piatto sulla scheda madre. Questo modulo include un'antenna integrata con alta isolazione dagli altri componenti digitali.

Modalità di connessione del modulo Wifi dual-band LBEE5ZZ1CK-982 tramite un connettore HIROSE, dal datasheet LBEE5ZZ1CK-982.

Un modulo Wifi dual-band offre un modo semplice per integrare più funzioni in un unico pacchetto, il che aiuta a ridurre i tempi di progettazione e la complessità. Quando il tuo modulo integra un MCU sulla scheda, puoi concentrarti sullo sviluppo del firmware per garantire la funzionalità richiesta. Sono disponibili altri moduli Wifi equivalenti a banda singola, ma i progettisti di prodotti IoT dovrebbero aspettarsi la necessità di continuare a operare secondo lo standard IEEE 802.11b/g/n/ac nel breve termine. Una volta che la linea di moduli Wifi 6 di Intel diventerà più ampiamente disponibile, i progettisti avranno la possibilità di fornire una maggiore connettività tra più dispositivi.

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