RF-BM-MG24B1

Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd. RF-BM-MG24B1 硬件规格书 EFR32MG24 多协议 2.4 GHz 无线模组 深圳市信驰达科技有限公司 更新日期：2023 年 03月 30 日 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd. 目录  概述 .......................................................................................................................................................... 3  原理框图 .............................................................................................................................................. 3  主要参数 .............................................................................................................................................. 4  模块特性 .............................................................................................................................................. 5  应用 ......................................................................................................................................................6  尺寸与引脚定义 ........................................................................................................................................7  软件修改频偏寄存器 .............................................................................................................................. 10  硬件设计注意事项 .................................................................................................................................. 11  常见问题 .................................................................................................................................................13  传输距离不理想 ................................................................................................................................. 13  易损坏——异常损坏 .......................................................................................................................... 13  误码率太高 .........................................................................................................................................13  回流焊条件 ............................................................................................................................................. 14  静电放电警示 ......................................................................................................................................... 14  版本更新记录 ......................................................................................................................................... 15  联系我们 .................................................................................................................................................15 RF-BM-MG24B1 硬件规格书_20230330 2 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd.  概述 RF-BM-MG24B1 是 信 驰 达 科 技 基 于 美 国 芯 科 SILICON LABS 芯片 EFR32MG24A410F1536IM48-B 为核心自主研发的多协议 2.4 GHz 无线模块，支持 Matter、Zigbee、OpenThread、BLE 、mesh、私有 协议等。非常适合要求高性能和低能耗的安全连接物 联网多协议设备。 模块采用 32 位 ARM Cortex -M33 内核，最大工 作频率为 78.0 MHz。具有 1536 KB 的 Flash 和 256 KB RAM 可满足苛刻应用的需求，同时 为未来增长留出空间。集成了 39 MHz 晶振与 32.768 kHz 低功耗时钟晶振。模块使用板载 PCB 天线，外加屏蔽罩，增加抗干扰能力，以达到工业级应用要求。该模块引出了30 个 I/O ，可配置成多种外设，如：USART、SPI、I2C和 GPIO。 原理框图 图 1. 原理框图 RF-BM-MG24B1 硬件规格书_20230330 3 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd. 主要参数 表 1. 主要参数 芯片型号 EFR32MG24A410F1536IM48-B 2.2 ~ 3.8V (DC-DC)； 工作电压 1.8 ~ 3.8 V (Bypass)； 推荐为 3. 3 V 工作频段 2400 MHz ～ 2483.5 MHz 最大发射功率 + 10 dBm -105.4 dBm@ 250 kbps O-QPSK DSSS 接收灵敏度 -105.7 dBm@ 125 kbps GFSK -97.6 dBm@ 1 Mbps GFSK -94.8 dBm@ 2 Mbps GFSK RAM 256 KB FLASH 1536 KB GPIO数量 30 个 晶振频率 39 MHz、32.768 KHz 模块尺寸 17 * 23.35 * 2.1 mm（±0.2） 封装方式 SMT（邮票半孔） 工作温度 - 40 ℃ ～ + 85 ℃ 储存温度 - 40 ℃ ～ + 125 ℃ RF-BM-MG24B1 硬件规格书_20230330 4 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd. 模块特性  低功耗无线片上系统  高性能 32 位 78.0 MHz ARM Cortex®-M33，带 有 DSP 指令和浮点单元，可实现高效的信号处理  高达 1536 kB 的闪存程序存储器  高达 256 kB 的 RAM 数据存储器  2.4 GHz 无线电操作  矩阵矢量处理器，可实现 AI/ML 加速  射频性能  在 250 kbps O-QPSK 的条件下，灵敏度为 -105.4 dBm  在 125 kbps GFSK 的条件下，灵敏度为 -105.7 dBm  私有 2.4 GHz  多协议  广泛的 MCU 外围设备选择  AD 转换器 (IADC)  12 位，1 Msps；或 16 位，76.9 ksps  特定 OPN 支持高速模式（高达 2 Msps）和高 精度模式（高达 16 位 ENOB，3.8 ksps）  2 个模拟比较器 (ACMP)  2 个 DA 转换器 (VDAC)  多达 32 个带有输出状态保持和异步中断功能的通 用 I/O 引脚  8 信道 DMA 控制器(LDMA)  在 1 Mbps GFSK 的条件下，灵敏度为 -97.6 dBm  16 信道外围设备反射系统 (PRS)  在 2 Mbps GFSK 的条件下，灵敏度为 -94.8 dBm  3 个 16 位定时器/计数器，带 3 个比较/捕获/PWM  最大发射功率为 +10 dBm  低系统能耗  RX 电流为 4.4 mA (1 Mbps GFSK)  RX 电流为 5.1 mA (250 kbps O-QPSK DSSS)  在 0 dBm 输出功率的条件下， TX 电流为 5 mA  在 10 dBm 输出功率的条件下，TX 电流为 19.1 mA  频率为 39.0 MHz 时，在活动模式 (EM0) 下的电 流消耗为 33.4 μA/MHz  在 EM2 深度睡眠模式下，电流为 1.3 μA（保留 16 kB RAM，RTC 从 LFRCO 中运行）  支持的调制格式  2 (G)FSK，可配置完整波形  OQPSK DSSS  (G)MSK  协议支持  Matter  OpenThread  Zigbee  低功耗蓝牙 (BLE 5.3)  Bluetooth mesh RF-BM-MG24B1 硬件规格书_20230330 通道 (TIMER2/3/4)  2 个 32 位定时器/计数器，带 3 个比较/捕获/PWM 通道 (TIMER0/1)  2 个 32 位实时计数器 (SYSRTC/BURTC)  24 位低能耗定时器，用于波形生成 (LETIMER)  16 位脉冲计数器，带有异步操作 (PCNT)  2 个看门狗定时器 (WDOG)  1 个通用同步/异步接收器/发射器 (USART)，支持 UART/SPI/SmartCard (ISO 7816)/IrDA/I2S  2 个增强型通用同步/异步接收器/发射器 (EUSART)，支持 UART/SPI/DALI/IrDA  2 个 I2C 接口，支持 SMBus  32 KHz 睡眠晶体更换为采用精密模式的低频 RC 振荡器 (LFRCO)  小键盘扫描仪，支持最大 6x8 的矩阵 (KEYSCAN)  芯片温度传感器，单点校准后具有 ±1.5 ℃ 精度  宽工作范围  单电源 1.8 V 至 3.8 V  -40 ℃ to +85 ℃  安全库  AES128/192/256 、 ChaCha20-Poly1305 、 SHA1 、 SHA-2/256/384/512 、 ECDSA+ECDH(P- 5 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd. 192 、 P-256 、 P-384 、 P-521) 、 Ed25519 与  安全调试解锁 Curve25519、J-PAKE、PBKDF2 的硬件加密加速  DPA 对策  真随机数生成器 (TRNG)  使用 PUF 进行安全密钥管理  ARM® TrustZone®  防篡改  安全启动（信任安全加载程序的根）  安全认证 应用  智能家居  楼宇自动化  网关和集线器  网关  传感器  传感器  开关  开关  门锁  定位服务  智能插头  照明  AI/ML  预测性维护  LED 灯泡  玻璃破裂检测  灯具  唤醒字检测 RF-BM-MG24B1 硬件规格书_20230330 6 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd.  尺寸与引脚定义 图 2. 尺寸图 图 3. 引脚图 RF-BM-MG24B1 硬件规格书_20230330 7 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd. 表 2. 引脚定义 引脚序号 名称 功能 1 PB05 I/O GPIO 2 PB04 I/O GPIO 3 PB03 I/O GPIO 4 PB02 I/O GPIO 5 PB01 I/O GPIO 6 PB00 I/O GPIO 7 VREFN I Dedicated ADC VREF Negative Input 8 VREFP I Dedicated ADC VREF Positive Input 9 PA00 I/O GPIO 10 PA03 I/O GPIO 11 PA04 I/O GPIO 12 PA05 I/O GPIO 13 PA06 I/O GPIO 14 PA07 I/O GPIO 15 PA08 I/O GPIO 16 PA09 I/O GPIO 17 PA02 I/O GPIO/SWDIO 18 PA01 I/O GPIO/SWCLK 19 PD05 I/O GPIO 20 PD04 I/O GPIO 21 PD03 I/O GPIO 22 PD02 I/O GPIO 23 NC NC NC 24 PC00 I/O GPIO 25 PC01 I/O GPIO 26 PC02 I/O GPIO 27 PC03 I/O GPIO 28 PC04 I/O GPIO 29 PC05 I/O GPIO 30 PC06 I/O GPIO 31 PC07 I/O GPIO RF-BM-MG24B1 硬件规格书_20230330 描述 8 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd. 32 PC08 I/O GPIO 33 PC09 I/O GPIO 34 VDD 电源 35 GND 地 36 RESET 复位脚 RF-BM-MG24B1 硬件规格书_20230330 电 源 正 极 输 入 ： DC-DC 模 式 为 2.2 ~ 3.8 V ， Bypass 模式为1.8 ~ 3.8 V，推荐使用 3.3 V。 / 复位脚，低电平有效（内部上拉）。（DC-DC 模式 下最大电压 1.8 V） 9 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd.  软件修改频偏寄存器 由于芯片的晶振电路部分无匹配电容，所以需要通过软件修改频偏寄存器来为硬件射频 部分做辅助设置，调整频偏。 可以在相应的工程中，找到 sl_device_init_hfxo_config.h 文件，修改 CTUNE 值。 以 empty_RGB 工程为例，先打开工程，找到 Project Explorer 窗口，打开工程文件 夹。然后找到 config 文件夹，找到 sl_device_init_hfxo_config.h 文件并双击打开。 找 到 SL_DEVICE_INIT_HFXO_CTUNE ， 官 方 的 默 认 值 是 140 ， 使 用 我 司 RF-BMMG24Bx 模块，需要修改为 92，若需要改成其他值，直接修改即可（0 ~ 255 范围内）。如 下图所示。 图 4. 修改频偏寄存器 RF-BM-MG24B1 硬件规格书_20230330 10 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd.  硬件设计注意事项 1、推荐使用直流稳压电源对模块进行供电，电源纹波系数尽量小，模块需可靠接地；请注 意电源正负极的正确连接，如反接可能会导致模块永久性损坏； 2、请检查供电电源，确保在推荐供电电压之间，如超过最大值会造成模块永久性损坏； 请检查电源稳定性，电压不能大幅频繁波动； 3、在针对模块设计供电电路时，往往推荐保留 30% 以上余量，有利于整机长期稳定地工 作；模块应尽量远离电源、变压器、高频走线等电磁干扰较大的部分； 4、高频数字走线、高频模拟走线、电源走线必须避开模块下方，若实在不得已需要经过模 块下方，假设模块焊接在 Top Layer，在模块接触部分的 Top Layer 铺地铜（全部铺铜并良好 接地），必须靠近模块数字部分并走线在 Bottom Layer； 5、假设模块焊接或放置在 Top Layer，在 Bottom Layer 或者其他层随意走线也是错误的， 会在不同程度影响模块的杂散以及接收灵敏度； 6、假设模块周围有存在较大电磁干扰的器件也会极大影响模块的性能，跟据干扰的强度建 议适当远离模块，若情况允许可以做适当的隔离与屏蔽； 7、假设模块周围有存在较大电磁干扰的走线（高频数字、高频模拟、电源走线）也会极大 影响模块的性能，跟据干扰的强度建议适当远离模块，若情况允许可以做适当的隔离与屏 蔽； 8、通信线若使用5V电平， 必须使用电平转换电路； 9、尽量远离部分物理层亦为 2.4 GHz 频段的TTL 协议，例如：USB3.0。 10、模块天线布局请参考下图。天线的放置直接影响天线的辐射效率，建议客户在实际的 产品上在进行一次天线调试，黄色区域为keep out ，距离建议大于10 mm： 图 5. 布局建议 RF-BM-MG24B1 硬件规格书_20230330 11 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd. 11、外围电路参考设计如下图所示： 图 6. 外围参考设计 RF-BM-MG24B1 硬件规格书_20230330 12 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd.  常见问题 传输距离不理想 1、当存在直线通信障碍时，通信距离会相应的衰减；温度、湿度，同频干扰，会导致通信 丢包率提高；地面吸收、反射无线电波，靠近地面测试效果较差； 2、海水具有极强的吸收无线电波能力，故海边测试效果差； 3、天线附近有金属物体，或放置于金属壳内，信号衰减会非常严重； 4、功率寄存器设置错误、空中速率设置过高（空中速率越高，距离越近）； 5、室温下电源低压低于推荐值，电压越低发功率越小； 6、使用天线与模块匹配程度较差或天线本身品质问题。 易损坏——异常损坏 1、请检查供电电源，确保在推荐供电电压之间，如超过最大值会造成模块永久性损坏； 请检查电源稳定性，电压不能大幅频繁波动； 2、请确保安装使用过程防静电操作，高频器件静电敏感性； 3、请确保安装使用过程湿度不宜过高，部分元件为湿度敏感器件；如果没有特殊需求不建 议在过高、过低温度下使用。 误码率太高 1、附近有同频信号干扰，远离干扰源或者修改频率、信道避开干扰； 2、电源不理想也可能造成乱码，务必保证电源的可靠性； 3、延长线、馈线品质差或太长，也会造成误码率偏高。 RF-BM-MG24B1 硬件规格书_20230330 13 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd.  回流焊条件 1、加热方法：常规对流或 IR 对流； 2、允许回流焊次数：2 次，基于以下回流焊(条件)(见下图 )； 3、温度曲线：回流焊应按照下列温度曲线(见下图)； 4、最高温度：245°C。 图 7. 部件的焊接耐热性温度曲线(焊接点)  静电放电警示 模块会因静电释放而被损坏，RF-star 建议所有模块应在以下 3 个预防措施下处理： 1、必须遵循防静电措施，不可以裸手拿模块。 2、模块必须放置在能够预防静电的放置区。 3、在产品设计时应该考虑高电压输入或者高频输入处的防静电电路。 静电可能导致的结果为细微的性能下降到整个设备的故障。由于非常小的参数变化都可 能导致设备不符合其认证要求的值限，从而模块会更容易受到损害。 RF-BM-MG24B1 硬件规格书_20230330 14 Shenzhen RF-star Technology Co.,Ltd.  版本更新记录 版本号 文档日期 更新内容 V1.0 2023/03/23 第一次发布 V1.1 2023/03/30 更正频偏寄存器修改值  联系我们 深圳市信驰达科技有限公司 Shenzhen RF-star Technology Co., Ltd. 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