1 ZigBee OEM 모듈 ProBee-ZE20S 데이터쉬트 ( 주 ) Rev 1.0.0
2 ProBee-ZE20S 데이터쉬트 저작권 Copyright 2011 ( 주 ) 세나테크놀로지 All rights reserved. 세나테크놀로지는자사제품을예고없이변경및개선할수있는권리를가지고있습니다. 등록상표 ProBee 는세나테크놀로지의등록상표입니다. Windows 는 Microsoft Corporation의등록상표입니다. Ethernet 은XEROX Corporation의등록상표입니다. 사용자고지시스템고장이심각한결과를유발하는응용분야인경우, 백업시스템이나안전장치를사용하여심각한결과로부터인명및재산을보호하는것이필요합니다. 시스템고장으로인한결과에대한보호는사용자책임입니다. 기술지원 전화 : 1599-6005 팩스 : (02) 2083-2288 이메일 : support@chipsen.com 홈페이지 : http://www.chipsen.com
3 Contents 1 소개 4 1.1 본문서에관하여... 4 1.2 개요... 4 1.3 블록다이어그램... 5 1.4 핀배치도... 6 1.5 핀상세설명... 7 1.6 치수도... 8 1.7 권장 PCB 레이아웃... 10 2 전기적특성 11 2.1 절대적한계치...11 2.2 권장동작범위...11 2.3 전력소모...11 2.4 디지털입출력사양... 12 2.5 ADC 사양... 12 3 RF 특성 13 3.1 송신부특성... 13 3.2 수신부특성... 13 4 장비입출력설명 14 4.1 UART 모드... 14 4.2 리셋... 14 4.3 GPIO... 15 4.4 JTAG... 15 5 응용회로도 16 6 연락처 19
4 1 소개 1.1 본문서에관하여본문서는 ProBee-ZE20S 지그비 OEM 모듈의하드웨어상세사양을소개한데이터쉬트입니다. 본문서는 ZE20S의소프트웨어및사용법을다루지않습니다. 소프트웨어및사용법은별도 ProBee- ZE20S 사용자가이드문서를참고하시기바랍니다. 1.2 개요 ProBee-ZE20S는지그비코어, 라디오 / 안테나회로부및고급레벨소프트웨어라이브러리가결합된일체형지그비 OEM 모듈입니다. OEM 제조업체들은 ZE20S를이용하여손쉽고경제적으로지그비기능을해당장비에짧은개발기간내에내장시킬수있습니다. ZE20S OEM 모듈은지그비기술을이용하여, 특별히저가및저전력을요구하는홈오토메이션이나 스마트에너지관련적용분야에사용되어질수있도록특별히설계되었습니다. ZE20S 는 Ember 사의 EM357 지그비코어를사용하였으며지그비프로표준을만족하여호환성을극대화하였습니다. 저가및저전력의특성에도불구하고, ZE20S 는고성능으로데이터를신뢰성있게전송할수있습니다. ZE20S 의최대전송속도는 250 kbps 이며장애물이없을시실외최대직선도달거리는 1.0 km 에달 합니다. 핵심기능 일체형 2.4GHz, IEEE 802.15.4-2003 호환송수신장치 지그비프로인증 지그비코어 : Ember EM357 송신전력 : +8dBm (Boost mode) 수신감도 : -102dBm @1% BER (Boost mode) 송신전류 : 45mA @3.3V ( 최대 ) 수신전류 : 31mA @3.3V ( 최대 ) 수면전류 : 2uA 전송거리 : 1.0 km @ 3.3V, +5dBi 다이폴안테나 안테나옵션 : 다이폴 1/3/5dBi, U.FL, RPSMA, Chip UART 신호지원 : UART_TXD/RXD, RTS/CTS, DTR/DSR 6 아날로그입력 최대 17 디지털입출력가능 RoHS 호환
5 응용분야 지능형계량기반시설 홈에이리어네트워크 (Home Area Networks, HAN) 네이버후드에이리어네트워크 (Neighborhood Area Networks, NAN) 주택자동화 (Home Automation) 고급조명, 엔터테인먼트및온도조절시스템 서비스기반모니터링, 보안및인식시스템 상업용건물자동화 온도및조명시스템 기타산업용및가정용응용분야 1.3 블록다이어그램 그림 1-1 블록다이어그램
6 1.4 핀배치도 그림 1-2 핀배치도
7 1.5 핀상세설명 표 1-1 핀상세설명 핀번호 이름 기본기능 입 / 출력 설명 1 GND - - Ground 2 Factory Reset Factory Reset IN Digital I/O, Factory reset input, Active low 3 GPIO_0 DIO_0 IN/OUT Digital I/O, Permit joining input 4 GPIO_1 DIO_1 IN/OUT Digital I/O, UART_DTR 5 GPIO_2 DIO_2 IN/OUT Digital I/O, UART_DSR 6 GPIO_3 DIO_3 IN/OUT Digital I/O, UART_CTS 7 GPIO_4 DIO_4 IN/OUT Digital I/O, UART_RTS 8 GPIO_5 DIO_5 IN/OUT Digital I/O 9 GPIO_6 DIO_6 IN/OUT Digital I/O 10 GPIO_7 DIO_7 IN/OUT Digital I/O 11 GPIO_8 DIO_8 IN/OUT Digital I/O 12 VCC - - Power Supply, 3.3V 13 GND - - Ground 14 VCC - - Power Supply, 3.3V 15 JTCK - IN JTAG clock input from debugger 16 JTDO - OUT JTAG data output to debugger 17 JTDI - IN JTAG data input from debugger 18 JTMS - IN JTAG mode select from debugger 19 JRST - IN JTAG reset input from debugger 20 GND - - Ground 21 GND - - Ground 22 /RESET - IN H/W_/Reset, Active low 23 GPIO_16 DIO_16 IN/OUT Digital I/O, Status LED 24 GPIO_15 DIO_15 IN/OUT Digital I/O, Power LED 25 UART_RXD UART_RXD IN UART Data Input 26 UART_TXD UART_TXD OUT UART Data Output 27 GPIO_14 DIO_14 IN/OUT Digital I/O / ADC_5 28 GPIO_13 DIO_13 IN/OUT Digital I/O / ADC_4 29 GPIO_12 DIO_12 IN/OUT Digital I/O / ADC_3 30 GPIO_11 DIO_11 IN/OUT Digital I/O / ADC_2 31 GPIO_10 DIO_10 IN/OUT Digital I/O / ADC_1 32 GPIO_9 DIO_9 IN/OUT Digital I/O / ADC_0 33 GND - - Ground
8 1.6 치수도 그림 1-3 ProBee-ZE20SDU 치수도 그림 1-4 ProBee-ZE20SDS 치수도 그림 1-5 ProBee-ZE20SDC 치수도
9 그림 1-6 ProBee-ZE20SSU 치수도 그림 1-7 ProBee-ZE20SSC 치수도
10 1.7 권장 PCB 레이아웃 그림 1-8 권장 PCB 레이아웃
11 2 전기적특성 2.1 절대적한계치 표 2-1 절대적한계치 Ratings Min Max Unit Storage Temperature -40 +80 C Operating Temperature -40 +80 C Supply voltage VCC -0.3 3.6 V GPIO INPUT -0.3 3.6 V ADC INPUT - 1.21 V Other terminal voltages GND 0.3 VCC + 0.3 V 2.2 권장동작범위 표 2-2 권장동작범위 Ratings Min Typ. Max Unit Operating Temperature -30 25 +70 C Supply voltage VCC 3.0 3.3 - V GPIO INPUT 3.0 3.3 - V ADC INPUT - 1.2 - V 2.3 전력소모 표 2-3 전력소모 Parameter Test Conditions (VCC=3.3V, 25 C) Current Unit TX Transmit max. Boost mode enabled 45 ma TX Transmit max. Boost mode disabled 33 ma TX Transmit min. Boost mode disabled 23 ma TX Transmit max, file transfer @115.2kbps 45 ma RX Receive, Boost mode enabled 31 ma RX Receive, Boost mode disabled 28 ma Idle Not connect, Receiver off 9 ma Sleep Interval(Sleep=1000ms, Wake-up=5ms) 2 µa Power-down Shutdown-mode 1 µa Reset Quiescent, nreset asserted 2 µa
12 2.4 디지털입출력사양 표 2-4 디지털입출력사양 Parameter (VCC= 3.3V, 25 C) Min Typ. Max Unit Input voltage for logic 0 0 0.66 V Input voltage for logic 1 2.64 3.3 V Input current for logic 0-0.5 µa Input current for logic 1 0.8 µa Input pull-up resistor value 30 kω Input pull-down resistor value 30 kω Output voltage for logic 0 0 0.6 V Output voltage for logic 1 2.7 3.3 V Output source current, GPIO[0:12] 4 ma Output source current, GPIO[13:16] 8 ma Output sink current, GPIO[0:12] 4 ma Output sink current, GPIO[13:16] 8 ma 2.5 ADC 사양 표 2-5 ADC 사양 Parameter (VCC= 3.3V, 25 C) Min Typ. Max Unit VREF 1.19 1.2 1.21 V VREF output current 1 ma VREF load capacitance 10 nf Minimum input voltage 0 V Maximum input voltage VREF V Single-ended signal range VREF V Differential signal range -VREF +VREF Common mode range 0 VREF Input referred ADC offset -10 10 mv Input When taking a Sample 1 MΩ Impedance When not taking a Sample 10
13 3 RF 특성 3.1 송신부특성 표 3-1 송신부특성 (VCC = 3.3V, 25 C) Parameter Test Conditions Min Typ. Max Unit Frequency range* 2405 2480 MHz Maximum output power Boost mode enabled 8 dbm Minimum output power Boost mode disabled -50 dbm Error vector magnitude 5 15 % Carrier frequency error -40 +40 ppm * 주파수범위 : 채널번호 16ch (0x0b, 0x0c, 0x0d 0x18, 0x19, 0x1a) 3.2 수신부특성 표 3-2 수신부특성 (VCC = 3.3V, 25 C) Parameter Test Conditions Min Typ. Max Unit Frequency range 2405 2480 MHz Sensitivity 1% PER, 20byte packet -100 dbm defined by IEEE 802.15.4 ACR - High-side IEEE 802.15.4 35 db ACR - Low-side signal at -82dBm - 35 db ACR - 2 nd High-side - 46 db ACR - 2 nd Low-side - 46 db Channel rejection - 39 db for all other channels 802.11g rejection centered - 36 db at +12Mhz or -13MHz Maximum input signal level 0 dbm for correct Operation (low gain) Image suppression - 30 db Relative frequency error(2x40ppm IEEE 802.15.4-120 +120 ppm required by IEEE 802.15.4) signal at -82dBm Relative timing error (2x40ppm -120 +120 ppm required by IEEE 802.15.4) Linear RSSI range 40 db RSSI Range -90-40 db
14 4 장비입출력설명 4.1 UART 모드 SC1_MODE 가 1 로설정되면 SC1 UART 콘트롤러가사용되어집니다. UART 모드사용시성능은표 4-1 과같습니다. 표 4-1 사용가능한 UART 설정 Parameter Possible Values Baud Rate Minimum Baud Rate Maximum Flow Control RTS/CTS(optional) or None Parity None, Odd, or Even Number of Stop Bits 1 or 2 Bits per Channel 7 or 8 SC1 UART 모듈은프로그래머블보드 (baud) 생성기에서생성된클록신호를보드레이트 (baudrate) 클록으로사용하고 24MHz 클록의분할율을이용하여보드레이트를설정합니다. 표 4-2 UART 보드레이트 Baud rate (bps) SC1_UARTPER SC1_UARTFRAC Baud Rate Error (%) 300 40000 0 0 4800 2500 0 0 9600 1250 0 0 19200 625 0 0 38400 312 1 0 57600 208 1-0.08 115200 104 0 +0.16 460800 26 0 +0.16 921600 13 0 +0.16 4.2 리셋 액티브로우핀인 /RESET( 핀 22) 은시스템리셋용입니다. 이핀은슈미트트리거입력을가집니다. /RESET 이인가되면, 모든 ZE20S 레지스트들은초기상태로리셋됩니다. 리셋상태에있을때 ZE20S 는통상적으로 1.5mA 의전류를소모합니다.
15 4.3 GPIO ZE20S 는범용으로사용가능한 17 개의 GPIO 핀을가지고있습니다. 모든 GPIO 핀들은아래와같은 프로그래머블한속성을가지고있습니다. 입력, 출력또는양방향신호중선택가능 내부풀 - 업 (pull-up) 또는풀 - 다운 (pull-down) 을적용할수있습니다 4.4 JTAG ZE20S는표준시리얼와이어와 JTAG(SWJ) 인터페이스를포함합니다. SWJ는 EM357의기본디버그와프로그래밍인터페이스입니다. SWJ는 EM357의내부신호선들에접근할수있는디버깅툴을제공합니다. 그리고, SWJ는 CPU를중단했다가진행하는형태의디버깅뿐만아니라, 메모리나레지스터에접근하는방법을허용합니다. 따라서, EM357을사용한설계에서는 SWJ 신호를사용하도록준비해야합니다. JTAG 핀 : JTCK (15) JTDO (16) JTDI (17) JTMS (18) JRST (19)
16 5 응용회로도 그림 5-1 ZE20S 인터페이스커넥터 그림 5-2 전원및 POR
17 그림 5-3 RS232 시리얼 그림 5-4 USB UART 변환 그림 5-5 GPIO 스위치입력
18 그림 5-6 GPIO LED 출력 그림 5-7 ADC VR 입력
19 6 연락처 웹사이트 http://www.chipsen.com 이메일 영업 :assist@chipsen.com 기술지원 : support@chipsen.com 전화 : 1599-6005 팩스 : (02) 2083-2288