Код товара: CTTL15299    

RAK2013-00-R01 EG95-NA PiHat Модуль сотовой связи 4G/LTE IoT/M2M для Raspberry Pi

   

  «RAK2013» (в редакции платы-расширения для Raspberry Pi 3B+) - это коммуникационный модуль сотовой связи, который поддерживает технологию Low-Power-Wide-Area (LPWA), наиболее распространённую в приложениях для сетевых устройств Интернет-Вещей (Internet of Things) и M2M.
  Европейская версия модуля с чипом радиомодема EG95-E поддерживает высокоскоростные и низкоскоростные протоколы 4G/LTE категории 4 (Cat 4), UMTS, HSUPA, WCDMA, GSM/GPRS.
  В основу платы расширения RAK2013 интегрированы аудиокодек и аудиоусилитель, поддержка сетей мобильных операторов.
  Она также обладает функцией Voice-over-LTE (VoLTE) для высококачественных (HD) бесперебойных телефонных вызовов.
  Для наиболее лёгкой эксплуатации на платы разведены:
  • Разъём наушников;
  • Разъём микрофона;
  • Разъём динамика, соединённого с усилителем звука.

  По центру платы расположены два ряда штыревых гнeздa, предназначенных для подключения дополнительного модуля расширения с набором сенсоров окружения.
  Соединительный разъём внешнего сенсорного модуля спроектирован согласно стандарту MikroBus.
  Как правило, многие сенсорные модули MikroBus содержат в себе различные средства измерения окружения, такие как:
  • Датчики температуры;
  • Датчики влажности;
  • Трёхосевые акселлерометры;
  • Датчики освещённости.

  Возможность простой и лёгкой интеграции модулей MikroBus в плату RAK2013 Pi HAT упрощает не только передачу данных, но и конструкцию законченного приложения в целом.
  А благодаря большому выбору существующих модулей MikroBus и большому спектру их применения, плата расширения сотовой связи RAK2013 становиться отличным решением, подходящим для приложений наблюдения за окружающей средой или определения присутствия, которым необходима сотовая связь.
  Модуль RAK2013 совместим с расширением RAK2245 Pi HAT благодаря встроенному 40-контактному разъёму.
  Он может функционировать как транзитная сеть сотовой связи для шлюза LoRa, прадлагая значительно большую гибкость IoT-решениям, которым сотовая связь требуется как опция, обеспечивающая надёжность обслуживания.

 Обзор модуля RAK2013 EG95-E Pi HAT

 

 Блок-схема модуля сотовой связи IoT/M2M Rakwireless RAK2013

  Внутренняя архитерктура и внешние интерфейсы RAK2013.

 

 Источник питания

  Плата RAK2013 работает от DC 5 В, и может получать питание через порт USB, или через 5-вольтовые выводы 40-контактного разъёма Raspberry Pi.
  Среднее потребление тока состатвляет 300 мА, в тоже время в режиме GSM900 ток может достигать пиковых 2 А.
  Следует внимательно учитывать максимальные характеристики энергопотребления устройства при выборе подходящего источника питания.

 Интерфейсы

  Линейка моделей на чипах Quectel BG96/EG91/EG95 аппаратно совместима со стандартом Raspberry Pi HAT и оснащена следующими интерфейсами, выводами, перемычками, кнопками и разъёмами:

  • 40-контакный разъём Raspberry Pi;
  • Micro USB;
  • Коннектор MikroBUS;
  • Гнeздo-выход для наушников;
  • Гнeздo-вход для микрофона;
  • Гнeздo-выход для динамика;
  • Кнопка сброса Reset;
  • Кнопка питания PWRKEY;
  • Слот карт Nano SIM;
  • Светодиодная индикация;
  • Перемычку загрузки по USB (USB boot).

  А также два коннектора для подключения антенн:

  • Разъём iPEX внешней антенны LTE (Main);
  • Разъём iPEX внешней антенны GPS/LTE (DIV).

 Интерфейс Micro USB

  Стандарт разъёма Micro-B USB отвечает предъявляемым требования спецификации стандарта USB 2.0.
  Порт Micro USB служит интерфейсом связи для соединения RAK2013 с Raspberry Pi или ПК, по которому осуществляется управление платой или выполняется обновление программного обеспечения.
  USB-порт соединён с интерфесом USB чипа BG96/EG91/EG95.
  Интерфейс USB применяется для комуникации посредством АТ команд, передачи данных, отладки программного обеспечения или обновления прошивки.

 Светодиодная индикация

  Плата расширения для IoT/M2M приложений RAK2013 Pi HAT укомплектована тремя зелёными светодиодами, информирующими статус:
  • ЗЕЛЁНЫЙ светодиод «Power LED»: Указывает на уровень питания;
  • СИНИЙ светодиод «Status»: Определяет раобчий режим включён/выключен;
  • КРАСНЫЙ светодиод «NETLIGHT»: Отображает статус регистрации и активности в сети.

 Клопка сброса RESET

  Кнопка RESET используется для перезапуска модуля BG96/EG91/EG95.
  Для сброса модуля следует удерживать кнопку RESET около 1 секунды.

 Кнопка PWRKEY

  Когда любой из модулей Quectel BG96/EG91/EG95 находится в режиме отключенного питания, его можно включить в нормальный режим, установив на выводе PWRKEY низкий уровень в течение не менее 100 мс.
  Модуль находится в выключенном режиме даже при подключении к розетке питания, поэтому следует нажать PWRKEY, чтобы включить модуль.
  Если модуль находится в нормальном режиме, его можно переключить в режим выключеного питания, нажав кнопку PWRKEY.

 Антенный РЧ интерфейс

  В модуле RAK2013 EG95-E предусмотрены два РЧ-разъёма для LTE (MAIN) / LTE (DIV), представлящие собой стандартные коннекторы UFL (Hirose U.FL-R-SMT).
  Поддерживая эфирную передачу и приём, они формируют антенный интерфейс.
  Импеданс обоих разъёмов 50 Ом.

 Функциональное назначение выводов RAK2013 EG-95E Pi HAT (распиновка)

  На плате расширения RAK2013 Pi HAT с чипами BG96/EG91/EG95 реализованы четыре коннектора: J3, J5, J16 и J17.

  • J3: Перемычка загрузки (boot mode);
    ¤ J3 разомкнут: Нормальная загрузка;
    ¤ J3 замкнут: Режим загрузки через порт USB;
  • J5: 40-контактный разъём Raspberry.

  40-контактный разъём модуля RAK2013 Cellular Pi HAT расположен с нижней (обратной) стороны несущей платы.
  В диаграмме и таблице содержатся описания и нумерация каждого вывода.

 

 

  • J16 и J17: Интерфейс MikorBUS.

 

 Физические размеры, [мм]

 

 Ключевые особенности:
  • Совместимость со спецификацией Raspberry Pi 3B+;
  • Чип радиомодема EG95-E с поддержкой 4G/LTE категории 4 (Cat 4);
  • Поддержка голосовой функции Voice-over-LTE (VoLTE);
  • Поддержка карт Nano SIM и eSIM;
  • Интегрированы аудиокодек и аудиоусилитель;
  • Встроенный интерфейс MikroBUS, совместимый с расширяющими сенсорными платами этого стандарта;
  • Возможность функционирования совместно с Pi HAT LoRa-концентратором;
  • Поддержка USB коннектора для высокоскоростной передачи данных;
  • Поддержка Raspberry Pi интерфейсов I2C, GPIO, UART и ADC;
  • Поддержка EEPROM для автоматической настройки вводов-выводов.

 Технические характеристики:
  • Модель: RAK2013 WisLink Cellular Pi HAT;
  • Сотовый модуль: Quectel EG95-E;
  • Сотовая сеть:
    ¤ 2G/GSM (GPRS);
    ¤ 3G/UMTS (WCDMS/DC-HSDPA/HSUPA);
    ¤ 4G/LTE (Cat 4);
  • Глобальные диапазоны:
    ¤ GSM: 900/1800 МГц;
    ¤ WCDMA: B1/B8;
    ¤ LTE FDD: B1/B3/B7/B8/B20/B28A;
  • Скорость данных:
    ¤ GPRS (максимум): Приём 107 Кб/с, передача 85,6 Кб/с;
    ¤ GSM/EDGE (максимум): Приём 296 Кб/с, передача 236,8 Кб/с;
    ¤ WCDMA (максимум): Приём 384 Кб/с, передача 386 Кб/с;
    ¤ HSUPA (максимум): Передача 5,76 Мб/с;
    ¤ UMTS/DC-HSDPA (максимум): Приём 42 Мб/с;
    ¤ LTE FDD (максимум): Приём 150 Мб/с, передача 50 Мб/с;
  • Голосовая IP-телефония: VoLTE, встроенные аудиоусилитель и кодек;
  • Энергопотребление:
    ¤ Минимально 10 мА в выключенном режиме;
    ¤ Типовое 300 мА;
    ¤ Максимально 2000 мА в режиме GSM;
  • SMS:
    ¤ Отправка сообщений на другие устройства и приём от них (Point-to-Point MO и MT);
    ¤ Режимы Text и PDU;
    ¤ Массовая рассылка SMS-сообщений (Cell broadcast);
  • Периферийные интерфейсы:
    ¤ 40-контактный Raspberry разъём GPIO;
    ¤ Micro USB;
    ¤ MikroBus коннектор;
    ¤ Гнeздo для наушников, микрофона, динамика;
    ¤ Кнопка сборса (Reset) и питания (PwrKey);
    ¤ Слот карт Nano SIM, площадка для eSIM;
    ¤ Перемычка режима загрузки через USB;
  • Светодиодная индикация событий;
  • Программное обеспечение:
    ¤ Расширенный набор фирменных АТ команд Quectel;
    ¤ Протоколы: PPP/TCP/UDP/SSL/TLS/FTP(S)/HTTP(S)/NITZ/PING/MQTT;
    ¤ Поддержка Windows, Linux и Android;
  • Стандарты: 3GPP E-ULTRA релиз 11;
  • Сертификация: FCC, CE;
  • Условия эксплуатации:
  • Диапазон рабочих температур: -35...+75 °C;
  • Диапазон температур хранения: -40...+90 °C;
  • Размеры молуля: ~65 х 56 х 20 мм;
  • Масса: ~28 г.

 Комплект поставки:
  • Плата расширения RAK2013 EG95-E Pi HAT;
  • iPEX LTE MAIN антенна;
  • iPEX LTE DIV антенна;
  • Кабель Micro USB.

---

 Техническая документация
  • Принципиальная схема питания и шины MikroBUS модуля RAK2013;

 

  • Принципиальная схема центрального чипа BG96 и интерфейса Raspberry Pi модуля RAK2013;

 

  • Принципиальная схема аудиокодека и усилителя модуля RAK2013;

 

  • Руководство пользователя RAK2013 V1.1 (англ., PDF 1,45 МБ);
  • Схема поиска сети BG96. Введение (англ., PDF 507 кБ);
  • Справочник АТ команды Quectel BG96 V2.1 (англ., PDF);
  • Справочник GNSS AT команды Quectel BG96 V1.1 (англ., PDF 388 кБ);
  • Справочник TCP/IP AT команды Quectel BG96 V1.0 (англ., PDF 547 кБ);
  • Аппаратный дизайн Quectel BG96 V1.4 (англ., PDF 1,64 МБ).
------------------
СЕЕД15299:13630