【应用】基于EFR32MG21作为zigbee接入单元和SGM2205作为电源转换芯片设计的智能家居zigbee网关产品
笔者有参与一款智能家居zigbee网关产品研发,该产品内置zigbee单元与WiFi单元。Zigbee单元基于芯科科技多协议无线SOC芯片EFR32MG21A020F512IM32-B设计,WiFi单元基于乐鑫ESP32-DOWD双核芯片设计,zigbee芯片和WiFi芯片通过串口交互数据,并选用圣邦微SGM2205-ADJXTDB8G/TR电源芯片实现5V转3.3V为zigbee和WiFi芯片供电,系统设计框图如图1所示。
图1 系统设计框图
EFR32MG21是 SILICON LABS最新推出的Gecko系列2 SoC芯片,相比Gecko系列1产品具有更高性价比,基于EFR32MG21芯片的外围电路设计原理图如图2所示。本应用之所以选择EFR32MG21作为zigbee接入单元,主要基于其以下特性:
1. 支持zigbee 3.0、蓝牙5.0、Thread多协议运行;
2. 采用32位Cortex-M33内核,相比Cortex-M3内核,安全性更高,更适合家居应用场景;
3. 内置Flash和RAM存储,无需外部存储单元,节约设计成本;
4. 内置PA单元,无需外部PA,可实现最高20dBm功率输出,信号覆盖更好;
5. 无线接收性能好,在125kbps GFSK的条件下,灵敏度为-104.9dBm;
6. 丰富的外设接口,多达20个GPIO,并且可灵活定义外设接口与GPIO管脚的映射;
7. 内置可调晶振负载电容,可简化电路设计。
EFR32MG21还具备如下特性:
1. 最大支持1024KB Flash,96KB RAM,并有多种版本供用户灵活选择;
2. 工作电压范围1.71~3.8V,非常适合电池供电产品选用;
3. 支持EM0-EM4多种模式下工作,EM4模式下工作电流可低至1uA以下(3V供电并使用外部时钟);
4. 典型发射电流185mA(3V供电,在2.4Ghz频段20dbm功率输出);
5. 各种调制模式和通信速率下,典型接收电流都小于10mA;
6. 可在-40 ~+125℃温度范围工作。
图2 EFR32MG21原理图设计
在使用EFR32MG21进行产品设计时注意事项如下:
1、 PCB设计时,滤波电容尽量靠近芯片供电管脚放置;
2、 内部LDO输出不能用于给外部电路功能,并且DECOUPLE电容范围需保障在0.75~2.75uF之间,典型值为1uF,笔者最初设计错用10uF电容,导致EFR32MG21无法正常工作;
3、 AVDD上电不能晚于IOVDD和DVDD;
4、 当EFR32MG21芯片不供电时,RESETN复位输入管脚不能拉高,否则可能导致器件损坏;
本应用选用SGM2205-ADJXTDB8G/TR实现USB接口输入5V电源转换,并为WiFi和zigbee部分提供3.3V电源。 SGM2205系列是圣邦微推出的低压差、低噪声、高耐压LDO ,国产芯片具有较高性价比,实际应用电路如图3所示,工作时实测电源纹波数据如图4所示,电源纹波值55.6mV。本应用选用SGM2205作为电源转换芯片主要基于其以下特性:
1. 可实现800mA持续输出电流,可满足zigbee单元和WiFi单元数据发送时电流需求;
2. 输出噪声低,可提高产品系统稳定性和射频性能指标;
3. 支持过温、过流保护;
4. 可在-40 ~+125℃温度范围工作;
5. 最小3X3mm的TDFN封装,节约PCB面积。
SGM2205还具备如下特性:
1. 输入电压范围:2.5V to 36V;
2. 低压差满载:800mA@480mV;
3. 最低可实现75uA静态功耗;
4. 低温漂、高可靠性;
5. 除TDFN封装外,还支持绿色无卤SOT-223-3、SOIC-8、TO-263-5B和SOT-89-3 封装;
图3 SGM2205原理图设计
图4 SGM2205输出电源纹波
本产品设计采用70mm直径的圆形完成设计,考虑网关产品,需要提高信号覆盖性和信号稳定性,设计中采用了成本适中的马口铁天线设计,并在天线附近PCB做净空处理,最终PCB设计图如图5所示。
图5 产品PCB设计图
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 1
本文由jerry.zhang提供,版权归世强硬创平台所有,非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:世强硬创平台”。
相关推荐
【应用】超低功耗2.4GHz WIFI+蓝牙二合一SoC芯片用于智能照明网关,射频电路集成度高满足小体积需求
WIFI、ZigBee等无线智能灯因为智能家居的普及而得到了很好的发展,多模网关因此应运而生,本文主要介绍旺凌科技的超低功耗2.4GHz WIFI+蓝牙二合一SoC芯片OPL1200在智能照明网关上的应用。
应用方案 发布时间 : 2021-12-01
【应用】低功耗无线SoC Zigbee协议芯片EFR32MG22应用于人体探测器,休眠功耗低至1.4μA
人体探测器在智能家居应用中非常广泛,主要用于检测人员进出监控区域状态,智能家居系统根据检测到的状态执行相应的策略。本文主要讨论Silicon Labs的低功耗无线SoC Zigbee协议芯片EFR32MG22在人体探测器上的应用。
应用方案 发布时间 : 2022-06-15
【应用】国产2.4GHz射频PA+超低功耗Zigbee SoC芯片满足传感器节点低功耗、长距离设计需求
Silicon Labs超低功耗Zigbee芯片EFR32MG22 +中科微2.4GHz射频功放PA AT2401C的组合设计,完美解决传感器节点低功耗的应用需求,又能满足数据发射时候需要的远距离通信要求。
应用方案 发布时间 : 2021-01-20
研讨会2024模拟电源信号链新技术研讨会
描述- 11月7日直播,带来电源管理革新、汽车电子智能化、可再生能源与储能、光通讯与光模块、医疗健康与个人护理等领域电源信号链新产品新技术,点击了解报名。
议题- 信号链:射频开关,ADC,DAC,运放,比较器,数模混合IC,温度传感器 | 电源管理:锂电管理,氮化镓驱动,马达驱动,高低边驱动,DC-DC,AC-DC,电压基准源 | 汽车:车身电子,HUD,激光雷达,智能座舱,OBC,充电桩,T-BOX,氛围灯,车载摄像头,倒车雷达,热管理,BMS | 光通讯,光模块,交换机(POE),AFE,个人护理,医疗健康 | 可再生能源:光伏储能(模拟ADC产品) | 工业:机器人,变频伺服 | 电力:数字电源,电动工具,安防监控 | SG Micro Corp(圣邦微电子)——十大中国IC设计公司之一,模拟集成电路领导者 | 模拟与嵌入式产品和解决方案供应商——思瑞浦(3PEAK) | 以模拟技术为优势的电子器件和微波产品,为客户提供最佳的模拟解决方案——Nisshinbo (日清纺) | 国产首款40V、5A 、AEC 、Q100车规级低能耗高可靠电源降压芯片生产商——芯洲科技(SCT) | 高性能模拟和数模混合半导体供应商——JW JOULWATT(杰华特) | 全球首家Force Touch SoC芯片供应商——芯海科技(CHIPSEA) | 全球电子成就奖●年度微控制器/接口产品奖获得者——国民技术(Nations) | 专业的高性能模拟器件及数模混合芯片解决方案供应商——拓尔微电子(TOLL) | 专注于高性能、高品质模拟/混合信号的芯片设计公司:润石科技(Runic) | 专注于高性能模拟及混合信号芯片设计——领慧立芯(legendsemi) | 致力打造世界一流高端模拟芯片方案供应商——治精微(ZJW) | 高端模拟及数模混合芯片和解决方案供应商——类比半导体(AnalogySemi) | 高性能全范围模拟信号链(放大器/ADC/DAC/基准/电源)芯片供应商——士模(CIMO) | 致力于向客户提供多品类、全系列电源管理芯片产品及解决方案供应商——ETA SEMICONDUCTOR(钰泰半导体) | 专注BMS,电源及可编程模拟芯片的知名半导体厂商——芯祥科技(EnergyMath) | 专注研发小型化、高可靠电源,为客户提供完整可靠的电源解决方案——ZOEYGO(中逸光) | 专业从事电源产品的研发、生产、销售及综合解决方案的模块电源生产厂家——TOPPOWER(顶源科技) | 模拟芯片领先设计商——微源半导体(LPSemi) | 领先的高密度神经刺激芯片和生物传感芯片供应商——Nanochap(暖芯迦) | 专注于高性能信号链集成电路产品研发——芯聚威(Silicoway) |
活动 发布时间 : 2024-06-28
SILICON LABS ZIGBEE 无线 Gecko SoC选型表
EFR32MG无线 Gecko SoC 是在 IoT 设备上实现节能多协议连网的理想之选。芯片解决方案结合了 76.8MHz ARM和高性能 2.4GHz 无线电,旨在为 IoT连接应用提供行业领先的节无线 SoC。
产品型号
|
品类
|
Protocol Stack
|
Frequency Band @ Max TX Power(GHz@dBm)
|
Flash(kB)
|
RAM(kB)
|
GPIO(个数)
|
Operating Temperature(℃)
|
Storage Temperature(℃)
|
Pin Count
|
AVDD Supply Voltage(V)
|
EFR32MG12P433F1024GL125-C
|
Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
|
Bluetooth LE Zigbee Thread Proprietary, Wi-SUN
|
2.4GHz @ 19dBm, Sub-GHz @ 20dBm
|
1024kB
|
256kB
|
65
|
-40℃~85℃
|
-50℃~150℃
|
BGA125
|
1.8V~3.8V
|
选型表 - SILICON LABS 立即选型
【经验】多协议无线 SOC EFR32MG实现ZigBee的OTA操作指南
EFR32MG系列是Silicon Labs公司推出支持多协议无线 SOC,可以单芯片支持私有协议、BLE5.0、BLE MESH、ZigBee和Thread协议,并且可以单芯片支持Sub-GHz和2.4GHz的频段。由于其超低功耗、高射频性能以及高集成度等特点被广泛应用于智能家居、安防、智能工业等市场。在ZigBee的实际应用中,OTA是必不可少的功能,由于选择的型号不同,配置OT
设计经验 发布时间 : 2018-09-24
【经验】芯科科技EFR32MG21A020F512IM32无线SOC固件烧录方法及步骤
笔者设计了一款Zigbee无线通信模块,采用Silicon Labs(芯科科技)EFR32MG21A020F512IM32无线SOC作为主芯片,包含512KB Flash、64KB RAM和丰富硬件外设,最大发射功率20dBm,支持Zigbee 3.0协议,主要用于智能家居中的网关、智能开关等产品的无线连接。本文介绍EFR32MG21A020F512IM32无线SOC固件烧录方法及步骤。
设计经验 发布时间 : 2020-03-16
芯科科技BG27/MG27 SoC系列产品荣获2023年维科杯芯片技术突破奖,专为尺寸极小的物联网设备设计
Silicon Labs的BG27蓝牙SoC以及支持Zigbee及其他专有协议的MG27 SoC系列产品获颁“维科杯OFweek 2023物联网行业创新技术产品奖-芯片技术突破奖殊荣”。
厂牌及品类 发布时间 : 2023-09-12
【经验】创建ZigBee的无线SOC网关工程操作步骤
Silicon Labs公司的EFR32MG系列是针对智能家居市场应用的多协议无线SOC,单芯片支持蓝牙、ZigBee和Thread等协议,尤其是高性价比的系列2产品MG21、MG22,在ZigBee应用方面受到广大工程师的青睐。对于新手来说,使用SOC模式网关是最简单不过,本文就指导大家创建ZigBee的SOC网关工程操作步骤。
设计经验 发布时间 : 2020-04-09
【经验】多协议无线SoC EFR32MG的ZigBee开发之Token使用教程
EFR32MG系列是Silicon Labs公司针对多协议推出的无线SOC,单芯片可以支持Sub-G、蓝牙、Thread和Zigbee多种协议。Token是用来存储非易失性数据的即掉电后也能保存,本文档指导大家如何在EmberZNet PRO应用程序中自定义Token来存储非易失性数据。
设计经验 发布时间 : 2019-02-13
【经验】EFR32MG21系列芯片zigbee射频性能测试
本文介绍使用CMW100测试Silicon Labs EFR32MG21系列芯片zigbee射频性能,从测试硬件、软件准备,测试环境搭建,测试zigbee射频TX和RX射频指标步骤进行详细描述,并描述了测试中的遇到的问题和解决方法。
设计经验 发布时间 : 2020-09-30
【经验】如何创建 Z3GatewayHost 网关?
EFR32MG多协议SoC芯片是 Silicon Labs 专门针对 IOT 推出的 ZigBee 方案,高达19.5dbm的发射功率,-102.7dbm的接收灵敏度,在业界内拥有最佳的RF射频性能,具有最全的Zigbee网络协议,被广泛应用在智能家居,工业控制等行业。在开发 Zigbee 产品时网关是重要的一个部分,本文详细介绍了创建一个 GatewayHost 的方法。
设计经验 发布时间 : 2019-01-01
【选型】集成8通道的国产双向电平转换芯片助力基站FPGA数字部分,可降低系统成本,电源电压范围0.8V~3.6V
74AVC8T245XTS24G/TR集成8通道,满足客户主控与外设之间多电平转换需求,减少电平转换芯片的数量,降低成本。其电源电压范围可以从0.8V到3.6V,满足PFGA与大部分外设之间的电平转换需求,适合用于基站FPGA数字部分电压转换。
器件选型 发布时间 : 2023-03-30
【经验】如何在Gateway Soc (internal flash)中实现 Ota Server?
EFR32MG多协议SoC芯片是Silicon Labs专门针对 IOT 推出的ZigBee方案,高达19.5dbm的发射功率,-102.7dbm的接收灵敏度,在业界内拥有最佳的RF射频性能,具有最全的Zigbee网络协议,被广泛应用在智能家居,工业控制等行业。本文介绍在开发 Zigbee Gateway 时如何在Gateway Soc (internal flash)中实现 Ota Server
设计经验 发布时间 : 2019-01-03
【经验】教你如何修改EFR32MG系列SOC ZigBee工程的CCA阈值
Silicon Labs公司的EFR32MG系列SOC单芯片已被广泛应用于智能家居市场产品中。对于ZigBee协议栈,无论单播还是广播,数据包在发送之前MAC层会检测CCA(Clear Channel Assessment ),如果检测到接收信号强度低于阈值,数据包就不发送。因此需要根据实际情况来设置合理的CCA阈值,本文就指导大家来设置EFR32MG系列SOC的CCA阈值。
设计经验 发布时间 : 2019-01-31
电子商城
品牌:SILICON LABS
品类:Wireless Gecko SoC
价格:¥8.1764
现货: 111,379
品牌:SILICON LABS
品类:Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格:¥27.0929
现货: 98,034
现货市场
品牌:SILICON LABS
品类:Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格:¥2.2924
现货:150,000
服务
Ignion可支持多协议、宽频段的物联网天线方案设计,协议:Wi-Fi、Bluetooth、UWB、Lora、Zigbee、2G、3G、4G、5G、CBRS、GNSS、GSM、LTE-M、NB-IoT等,频段范围:400MHz~10600MHz。
最小起订量: 2500 提交需求>
提供电机的输出反电势波形测试、驱动芯片输入/输出波形测试服务,帮助您根据具体应用场景来选择适合的电机驱动芯片型号,确保电机驱动芯片能够与其他系统组件协同工作达到最佳效果。支持到场/视频直播测试,资深专家全程指导。
实验室地址: 成都 提交需求>
登录 | 立即注册
提交评论