新しい消費者向けまたは商業製品でWifiが搭載されていないものを思いつくのは難しい時があります。私のガレージドアでさえ、Wifiを介して自宅のネットワーク(おそらく他のすべての家電製品も)に接続でき、スマートフォンアプリで制御できます。スマートホーム、スマートファクトリー、またはその他のアプリケーションを開発している場合でも、新製品は他のデバイスやより大きなネットワークとやり取りするために1つ以上の無線プロトコルを必要とします。
ほとんどのIoT製品にWifiが含まれていることは、このプロトコルの大成功を証明していますが、統合アンテナの設計方法を知らない限り、小さなパッケージサイズを確保するのは難しいかもしれません。SMAルートを使用して外部パッチアンテナやラバーダッキーアンテナを使用することもできますが、製品を小さく保つための最良の選択肢は、チップアンテナまたはプリントアンテナを使用することです。
SMD Wifiモジュールは、開発サイクルに追いつき、小さなパッケージサイズを確保し、製造準備が整ったアンテナを提供できる素晴らしいオプションです。一部のモジュールは、複数のデジタルインターフェース、Bluetooth、またはその他の周辺機器を備えたMCUを統合します。シンプルなSMD Wifiモジュールで設計時間を短縮したい場合は、これらのコンポーネントオプションをいくつか見てみましょう。
Wifiは、セルラーに次いで最もよく知られている無線プロトコルであり、Wifi対応のIoT製品を構築するために使用できるコンポーネントオプションが豊富にあります。では、別々のコンポーネントからRFフロントエンドを構築するのではなく、SMD Wifiモジュールを使用する利点は何でしょうか?まず、主な利点はシステムを構築する設計者に依存します。
統合アンテナを含むWifiモジュールは、アンテナ設計やPCB上のRFルーティングの微妙な点に精通していない設計者にとって素晴らしい選択肢です。これは、単にボード上にアンテナコネクタを配置するだけではない、比較的複雑な分野です。プリントアンテナを設計したり、COTSアンテナを選択したりする代わりに、設計者は実証済みのハードウェアソリューションを利用できます。また、モジュール上の配置やインピーダンスマッチングネットワークの設計など、高周波設計の微妙な点を心配する必要もありません。
市場に出ているWifiモジュールの中には、トランシーバーとアンテナを平面モジュール上に配置するだけでなく、トランシーバー以外にも以下のようなコンポーネントをパッケージに統合するものがあります:
標準MCUコア(適度なクロックレート)
トランシーバー/MCUコア周りのシールド
デジタル制御およびデータ取得インターフェース
第三の主な利点は、全体的な部品数とボードサイズの面にあります。SMD Wifiモジュールは、設計においてその両方を削減するのに役立ちます。しかし、コストの面では、統合されたSMD Wifiモジュールは個別に部品を購入するよりも高いコストがかかる場合があります。これが設計時間を大幅に短縮し、収率/品質を向上させ、設計のいくつかの側面を簡素化する場合、SMD Wifiモジュールは実際の価値を提供します。
以下に示すモジュールは市場で見つかるもののほんの一例ですが、モジュール上に直接標準Wifiアンテナ設計を統合したSoCの素晴らしい例を提供します。これらのモジュールは比較的低コストであり、さまざまなシステムに役立ちます。
Würth ElektronikのCalypseモジュールは、802.11 b/g/n(2.4 GHz)の下で動作する低プロファイルWifiモジュールです。このモジュールは、センサーモニタリングなどのアプリケーションにおいて、軽量MCUとUART接続で通信できます。Calypsoモジュールには、ユーザーがスマートフォンやタブレットのWebアプリを介してWifiネットワークに接続できるプロビジョニングモードも含まれています。このモジュールには、IoT製品のバッテリー電力を節約するための低消費電力動作スリープモードも含まれています。
統合MCUを備えた私のお気に入りのSMD Wifiモジュールは、Texas InstrumentsのCC3235MODAxです。私はMODSバージョンを複数のRF製品で使用してきましたが、新しいアンテナと導波管の設計に関わっていますが、MODAxバリアントはモジュール上に直接PCBアンテナを統合しています。TIは、これらのモジュールに対して、Code ComposerのフラグシップMCUや他のSoCと同様に、SDKと設計ライブラリを提供しています。このSoCをオールドスクールで使用したい場合、TIはCC3235をQFNバリアントでも提供しています。
これらのモジュールは802.11 a/b/g/n(5 GHzのデュアルバンドで2.4 GHzの共存)で動作し、どんな素晴らしいMCUにも期待される標準のデジタルインターフェース(SPI、I2C、豊富なGPIO、UART)を含んでいます。その他の機能には、256 KB RAM/1 MB Flash、4チャンネル12ビットADC、およびウォッチドッグタイマーが含まれます。
ESP-WROOM-32 SMD Wifiモジュールは、Bluetooth Classic、BLE、および802.11 b/g/nを単一のパッケージでサポートする別のMCUオプションです。このコンポーネントは、キャステレーションされたSMDパッドを備えたモジュールにPCBアンテナを統合することで、よく知られたESP32プラットフォームを拡張します。このモジュールのアプリケーションには、一般的なデータ取得、モーター制御、環境モニタリング、軽工業製品などが含まれます。
このモジュールは小型フォームファクター(上記のCC3235MODAxモジュールよりも小さい)のおかげで気に入っていますが、I/Oの数を犠牲にしていません。Bluetoothが追加されているにもかかわらず、このモジュールは製品文献で5GHzに対応しているとは記載されていませんが、802.11n規格には準拠しています。また、センサーや他のコンポーネントからの測定をサポートするための18チャンネル12ビットSAR ADCも含まれています。
SMD Wifiモジュールに加えて、IoT製品は適切に機能し、他のデバイスとインターフェースするために、さまざまな他のコンポーネントを必要とします。いくつかの必須コンポーネントには以下が含まれます:
次のIoT製品用にSMD Wifiモジュールを探す必要がある場合、Octopartの高度な検索およびフィルタリング機能を使用して必要な部品を見つけ、最新のコンポーネント開発に追いつくことができます。Octopartの電子部品検索エンジンを使用すると、更新されたディストリビューターの価格データ、部品在庫、仕様にアクセスでき、すべてがユーザーフレンドリーなインターフェースで自由に利用可能です。RFデバイスページをご覧ください必要なコンポーネントを見つけるために。
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