Freescale TWR-WIFI-RS2101

Отличный выбор! TWR-WIFI-RS2101 — это специализированный отладочный модуль (Tower System Module) от Freescale (ныне NXP Semiconductors), предназначенный для добавления беспроводной связи Wi-Fi и Bluetooth в прототипы и разработки на базе микроконтроллеров семейства Kinetis.

Описание

TWR-WIFI-RS2101 — это плата расширения для модульной системы отладки Freescale Tower System. Ее ключевая задача — обеспечить готовое, сертифицированное решение для реализации беспроводного подключения по стандартам Wi-Fi 802.11 b/g/n и Bluetooth 4.0 (включая Low Energy — BLE) в прошивке "single-chip" микроконтроллера.

Основным компонентом модуля является высокоинтегрированный чип RN131C от компании Roving Networks (позже приобретенной Microchip). Этот модуль представляет собой полноценный сетевой контроллер с TCP/IP-стеком, который общается с главным MCU через UART-интерфейс (команды AT или прозрачный режим). Это значительно разгружает основной микроконтроллер от необходимости обработки сетевых протоколов.

Модуль идеально подходит для:

• Быстрого прототипирования IoT-устройств.
• Добавления беспроводного интерфейса в промышленные, потребительские и коммерческие прототипы.
• Изучения принципов работы Wi-Fi и BLE на микроконтроллерах.
• Создания мостов между сенсорными сетями и облачными сервисами.

Технические характеристики

1. Беспроводные интерфейсы:

• Wi-Fi:
  • Стандарт: 802.11 b/g/n (2.4 ГГц)
  • Безопасность: WEP, WPA/WPA2-Personal (TKIP, AES)
  • Режимы работы: Клиент (STA), Точка доступа (AP), Смешанный режим (AP+STA)
  • Встроенный стек TCP/IP (TCP, UDP, HTTP, FTP, DHCP, DNS и др.)
• Bluetooth:
  • Версия: Bluetooth 4.0 с поддержкой Low Energy (BLE)
  • Класс: Класс 1 (до 100 м)
  • Профили: SPP (Serial Port Profile) для эмуляции последовательного порта.

2. Интерфейс подключения к MCU:

• Основной: UART (последовательный порт) через разъем Tower System.
• Скорость обмена данными: До 921.6 кбит/с.
• Управление: Дополнительные GPIO для сброса (RST), режима конфигурации (CFG) и индикации состояния.

3. Питание:

• Напряжение питания: 3.3 В (подается через разъем Tower System).
• Встроенный стабилизатор напряжения.

4. Антенна:

• Интегрированная PCB-антенна на плате.
• Разъем U.FL для подключения внешней антенны (опционально).

5. Механическое и системное:

• Форм-фактор: Модуль для системы Freescale Tower System (совместим с вертикальными "башнями").
• Разъемы: Два 60-контактных разъема Tower (сверху и снизу) для стекирования.
• Светодиоды: Индикация питания и состояния Wi-Fi/Bluetooth.

6. Программное обеспечение:

• Управление через набор AT-команд.
• Поддержка прозрачного режима передачи данных.
• Примеры кода и драйверы в среде разработки MCUXpresso IDE и IAR Embedded Workbench.

Парт-номера и совместимые модели

Основной парт-номер:

• TWR-WIFI-RS2101 — полное обозначение отладочного модуля.

Ключевой компонент на плате (модуль Wi-Fi/BT):

• RN131C (основная версия от Roving Networks/Microchip).
• Аналоги/потомки от Microchip: RN131G, RN171, RN1810 (функционально похожи, но могут иметь отличия в характеристиках и корпусе).

Совместимые отладочные платы (Tower System Controller Boards): Модуль TWR-WIFI-RS2101 совместим со всеми платформами системы Tower, имеющими 3.3В питание и свободный UART. Наиболее популярные и релевантные:

• TWR-K60D100M (на базе MK60DN512VLQ10, Cortex-M4)
• TWR-K70F120M (на базе MK70FN1M0VMJ12, Cortex-M4)
• TWR-K80F150M (на базе MK80FN256VDC15, Cortex-M4)
• TWR-KL25Z48M (на базе MKL25Z128VLK4, Cortex-M0+)
• TWR-KE18F (на базе MKE18F512VLL16, Cortex-M4)
• TWR-LS1021A (для процессоров серии QorIQ, более высокий уровень)

Совместимые процессорные модули (Tower System Processor Modules):

• Практически любой модуль серии TWR-MCx или TWR-Kxx, который устанавливается на базовую плату Tower (TWR-Elevator).

Важное примечание по совместимости: Для работы модуля необходимо:

1. Аппаратная совместимость: Наличие свободного UART-порта на главном MCU, выведенного на разъем Tower, и поддержка напряжения 3.3В.
2. Программная совместимость: Написание или использование готового ПО, которое отправляет AT-команды на RN131C и обрабатывает его ответы. Драйверы и примеры от NXP существуют для конкретных комбинаций плат (например, TWR-K60D100M + TWR-WIFI-RS2101).

Альтернативы и современное состояние: Модуль TWR-WIFI-RS2101 является продуктом своего времени (ориентировочно 2010-е годы). Сегодня NXP предлагает более современные и производительные решения для беспроводной связи, такие как:

• Модули на чипах IW416 (Wi-Fi 4 + Bluetooth 5.2) или IW612 (Wi-Fi 6, BT 5.2, 802.15.4).
• Отладочные платы серии OM15000 для модулей IWx16.
• Встроенные решения на MCU серий RW (K32W148, RW612) с поддержкой Wi-Fi и Bluetooth на одном кристалле.

Однако TWR-WIFI-RS2101 остается отличным учебным инструментом и решением для поддержки legacy-проектов, построенных на архитектуре Tower System.