Modul AVT9152MOD AES Cellular IoT s uživatelskou příručkou BLE

Tento modul podporuje aplikace IoT, které vyžadují připojení NB-IoT i BLE, a to využitím špičkových nízkoenergetických zařízení od Nordic – nRF9160 a nRF52840.
Je speciálně navržen pro přímé připojení k baterii jako zdroji energie. Integrovaná BLE anténa umožňuje snadný vývoj, zatímco přívod antény NB-IoT je vytažen na okraj pro maximální flexibilitu balení koncového produktu. K dispozici jsou možnosti pro pasivní nebo aktivní GPS anténu.
nRF9160 i nRF52840 jsou dodávány s procesorem ARM® a 1 MB flash paměti, 256 kB RAM. Rozhraní GPIO, ADC, I2S, SPI a UART z obou integrovaných obvodů jsou k dispozici na okrajových konektorech modulu.
2 integrované obvody jsou propojeny s IO pro signalizaci. Uživatel má flexibilitu výběru jednoho z IC jako hlavního zařízení.

PŘIŘAZENÍ PINU

Okrajový konektor

Popisy pinů

Číslo PIN	Název PIN	Typ kolíku	Popis
1	VSS	GND	Země
2	nRF52_P0.10/NFC2	DIO/AI	nRF52 Univerzální digitální I/O/NFC anténní vstup
3	nRF52_P0.09/NFC1	DIO/AI	nRF52 Univerzální digitální I/O/NFC anténní vstup
4	VSS	GND	Země
5	nRF52_P0.02/AIN0	DIO/AI	nRF52 Univerzální digitální I/O/ Analogový vstup
6	nRF52_P0.03/AIN1	DIO/AI	nRF52 Univerzální digitální I/O/ Analogový vstup
7	nRF52_SWDCLK	DI	Hodiny ladicího portu nRF52
8	nRF52_SWDIO	DIO	nRF52 Debug Port Data
9	nRF52_P0.18/nRST	DIO/DI	nRF52 Univerzální digitální I/O/ Resetovací vstup (aktivní nízká)
10	VSS	GND	Země
11	nRF52_P0.04/AIN2	DIO/AI	nRF52 Univerzální digitální I/O/ Analogový vstup
12	nRF52_P0.05/AIN3	DIO/AI	nRF52 Univerzální digitální I/O/ Analogový vstup
13	nRF52_P0.19	DIO	nRF52 Univerzální digitální I/O
14	+3V_OUT	PWR	+3V, 200mA výstupní výkon z modulu
15	VSS	GND	Země
16	MODULE_ON	DI	Vstup pro zapnutí modulu. Připojte se k VDD_SUPPLY pro zapnutí modulu, VSS pro vypnutí modulu.
17	nRF52_P0.21	DIO	nRF52 Univerzální digitální I/O
18	nRF52_P0.22	DIO	nRF52 Univerzální digitální I/O
19	nRF52_P0.23	DIO	nRF52 Univerzální digitální I/O/ Analogový vstup
20	nRF52_P0.24	DIO	nRF52 Univerzální digitální I/O/ Analogový vstup
21	nRF52_P1.00	DIO	nRF52 Univerzální digitální I/O/ Analogový vstup
22	nRF52_VBUS	PWR	Vstup napájení USB portu nRF52
23	nRF52_D-	USB	nRF52 USB negativní port
24	nRF52_D+	USB	nRF52 USB pozitivní port
25	nRF91_P0.25	DIO	nRF91 Univerzální digitální I/O
26	nRF91_P0.24	DIO	nRF91 Univerzální digitální I/O
27	nRF91_P0.23	DIO	nRF91 Univerzální digitální I/O
28	nRF91_P0.22	DIO	nRF91 Univerzální digitální I/O
29	nRF91_P0.21	DIO	nRF91 Univerzální digitální I/O
30	nRF91_P0.20	DIO	nRF91 Univerzální digitální I/O

Číslo PIN	Název PIN	Typ kolíku	Popis
31	VSS	GND	Země
32	VDD_SUPPLY	PWR	Napájení modulu 3.2V – 5V
33	VDD_SUPPLY	PWR	Napájení modulu 3.2V – 5V
34	nRF91_P0.13/AIN0	DIO/AI	nRF91 Univerzální digitální I/O/ Analogový vstup
35	nRF91_P0.14/AIN1	DIO/AI	nRF91 Univerzální digitální I/O/ Analogový vstup
36	nRF91_P0.15/AIN2	DIO/AI	nRF91 Univerzální digitální I/O/ Analogový vstup
37	nRF91_P0.16/AIN3	DIO/AI	nRF91 Univerzální digitální I/O/ Analogový vstup
38	nRF91_nRST	DI	Resetovací vstup nRF91 (aktivní nízký, otevřený kolektor/odtok)
39	nRF91_SWDCLK	DI	Hodiny ladicího portu nRF91
40	nRF91_SWDIO	DIO	nRF91 Debug Port Data
41	VSS	GND	Země
42	nRF91_SIMRST	DO	Výstup resetování SIM karty nRF91
43	nRF91_SIMDET	DI	Vstup pro detekci přítomnosti SIM karty nRF91
44	nRF91_SIMCLK	DO	Výstup hodin SIM karty nRF91
45	nRF91_SIMIO	DIO	nRF91 SIM karta Data I/O
46	nRF91_SIM1V8	PWR	Napájení SIM karty nRF91 (jmenovitá hodnota 1.8 V)
47	VSS	GND	Země
48	VSS	GND	Země
49	LTE_ANT	RF	Anténní port nRF91 LTE
50	VSS	GND	Země

Poznámka: Podrobnosti o funkci každého pinu najdete v technických listech a uživatelských příručkách Nordic nRF52840 a nRF9160.

Vstupní konektor GPS přijímače

Konektor µ.FL (J1) je k dispozici pro uživatele pro připojení k externí anténě GPS. J1 je připojen ke vstupnímu portu GPS přijímače nRF9160.

Přijímač podporuje příjem GPS L1/CA. V bílé knize Nordic „nWP033- nRF9160 Antenna and RF Interface Guidelines“ se doporučuje používat aktivní GPS anténu se ziskem LNA >15dB.
Pro napájení externí aktivní GPS antény přes J3 je k dispozici 1V zdroj. Lze ji aktivovat nastavením MAPGIO0 (pin 55 nRF9160) na vysokou. Pro podrobné programování tohoto pinu se uživatel může podívat na “nRF91 AT Commands”.

PROPOJENÍ MEZI nRF9160 A nRF52840
Některé propojovací signály mezi nRF9160 a nRF52840 byly poskytnuty pro usnadnění komunikace/řízení mezi těmito 2 zařízeními.

	nRF9160	nRF52840
GPIO	nRF91_P0.17	nRF52_P0.15
	nRF91_P0.18	nRF52_P0.17
	nRF91_P0.19	nRF52_P0.20

Rozhraní koexistence LTE modemu	nRF91_COEX0	nRF52_P1.13
	nRF91_COEX1	nRF52_P1.11
	nRF91_COEX2	nRF52_P1.15

Resetování podsystému	nRF91_nRST	nRF52_P0.13
	nRF91_P0.27	nRF52_nRST

ABSOLUTNÍ MAXIMÁLNÍ HODNOCENÍ

	Min	Max	Jednotka
Supply Voltage (VDD_SUPPLY)	-0.3	5.5	V
svtage na libovolném digitálním/analogovém kolíku	-0.3	3.3	V
Napájení USB Voltage (nRF52_VBUS)	-0.3	5.8	V
RF úroveň vstupu antény LTE		10	dBm
VF úroveň vstupu antény GPS		-15	dBm
Rozsah skladovacích teplot	-40	95	°C

ELEKTRICKÉ SPECIFIKACE

Modul

	Min	Typ	Max	Jednotka
Supply Voltage (VDD_SUPPLY)	3.2	3.8	5.0	V
Napájení USB Voltage (nRF52_VBUS)	4.35	5	5.5	V
Provozní teplota	-40	25	85	°C

Provoz LTE modemu

	Min	Typ	Max	Jednotka
Frekvenční rozsah	699		2200	MHz
Maximální výstupní výkon (LTE Cat-M/NB1/NB2)		23		dBm
Minimální výstupní výkon (LTE Cat-M/NB1/NB2)		-40		dBm
Citlivost přijímače, nízké pásmo (LTE Cat-M)	-103	-108		dBm
Citlivost přijímače, střední pásmo (LTE Cat-M)	-103	-107		dBm
Citlivost přijímače, nízké pásmo (LTE Cat-NB)	-108	-114		dBm
Citlivost přijímače, střední pásmo (LTE Cat-NB)	-108	-113		dBm
Špičková spotřeba proudu, pomocný rám CAT-M1 TX, Pout=23dBm, normální provozní podmínky		365		mA
Špičková spotřeba proudu, pomocný rám CAT-NB1 TX, výkon=23dBm, normální provozní podmínky		275		mA
Spotřeba klidového proudu, CAT-M1/NB1, spodní proud PSM		2.7		uA

AES-CELLIOT-AVT9152MOD
DATASHEET

	Min	Typ	Max	Jednotka
eDRX průměrný proud, 81.92 s, jeden PO/PTW, PTW = 2.56 s, režim řízení rádiových zdrojů (RRC), Cat-M1		18		uA
Průměrný proud Cat-M1, Uplink 180 kbit/s, Pout 23 dBm, nastavení RMC podle 3GPP TS 36.521-1 Annex A.2, režim řízení rádiových zdrojů (RRC)		115		mA
Průměrný proud Cat-NB1, proud 23 dBm, BPSK, 1SC, 3.75 kHz, TX 80 % RX 10 % („TX intenzivní“), nastavení RMC podle 3GPP TS 36.101 Příloha A.2.4, režim řízení rádiových zdrojů (RRC).		225		mA

Provoz GPS

	Min	Typ	Max	Jednotka
Citlivost snímání, studený start		-145.5		dBm
Citlivost snímání, horký start		-147		dBm
Sledování citlivosti		-155		dBm
Čas pořízení (Time to First Fix (TTFF)), Studený start, Otevřená obloha, Typický		36		s
Čas pořízení, Hot Start, Otevřené nebe, Typické		1.3		s
Typický špičkový proud, nepřetržité sledování, bez režimu úspory energie		45.5		mA
Spotřeba proudu, nepřetržité sledování, režim úspory energie		9.8		mA
Průměrný proud, Jeden výstřel, Jedna oprava každé 2 minuty		2.5		mA

Provoz Bluetooth IC

	Min	Typ	Max	Jednotka
Frekvenční rozsah	2402		2480	MHz
Maximální výstupní výkon		8		dBm
Min. Výstupní výkon		-20		dBm
Citlivost přijímače, ideální vysílač BLE 1 Mbps, délka paketu ≤ 37 bajtů, BER=1E-320		-95		dBm
Vysílací proud, Pout=8dBm, 1 Mbps BLE režim, Hodiny = HFXO, Regulátor = DC/DC		16.4		mA
Přijímaný proud, režim BLE 1 Mbps, hodiny = HFXO, Regulátor = DC/DC		6.26		mA

Digitální/analogové piny

	Min	Typ	Max	Jednotka
Interface Supply Voltage		3.0		V
Vstup High Voltage	2.1		3.0	V
Vstup nízký objemtage	0		0.9	V
Výstup High Voltage, Standardní pohon 0.5 mA, Vysoký pohon 5 mA	2.6		3.0	V
Výstup nízký objemtage, Standardní pohon 0.5 mA, Vysoký pohon 5 mA	0		0.4	V

Poznámka: Podrobné charakteristiky a funkce nRF52840 a nRF9160 najdete v technických listech a uživatelských příručkách Nordic nRF52840 a nRF9160.

Výstupní objemtages

	Min	Typ	Max	Jednotka
+3V_OUT	2.9	3.0	3.1	V
Proud +3V_OUT	0		200	mA
svtage na J1 (vstup přijímače GPS)	2.9	3.0	3.1	V
Výstupní proud na J1	0		25	mA
nRF91_SIM_1V8	1.7	1.8	1.9	V

Ostatní

	Min	Typ	Max	Jednotka
MODULE_ON High Voltage		VDD_SUPPLY		V
MODULE_ON Low Voltage		VSS		V

MECHANICKÉ SPECIFIKACE

Mechanické rozměry Doporučená stopa

POKYNY PRO NÁVRH

Při navrhování hostitelské PCB vezměte na vědomí následující pokyny:

V oblasti pod Bluetooth SMD anténou na všech vrstvách PCB by neměl být žádný měděný vzor. Nasměrujte modul tak, aby „oblast bez mědi“ v jednom rohu hostitelské PCB nebyla blokována sousedními komponenty.

Na spodní straně modulu je několik odkrytých testovacích podložek pro účely interního testování. Zakryjte všechny vzory a otvory pájecí maskou na hostitelské desce plošných spojů, na vrstvě, která je bezprostředně pod modulem, aby nedošlo ke zkratu s testovacími podložkami nad nimi.
Pin LTE_ANT na okrajovém konektoru modulu slouží pro připojení k anténě LTE dle výběru zákazníka. RF stopa na hostitelské PCB připojené k tomuto kolíku by měla mít impedanci 50Ω.
Pokud LTE anténa není 50Ω anténa, např. FPC nebo SMD anténa, umístěte až 4 segmenty RC odpovídající sítě mezi LTE_ANT a anténu. Odpovídající komponenty by měly být umístěny co nejblíže k anténě. Výchozí hodnoty R1, R2, R3 a R4 jsou 0Ω, zatímco C1, C2, C3 a C4 nejsou namontovány. Uživatel může optimalizovat své hodnoty s nasazenou anténou a krytem.

Pokud je LTE anténa externího otočného typu, jedná se pravděpodobně o 50Ω anténu. Postačí π odpovídající síť (C1/R1/C2) mezi LTE_ANT a anténou. Odpovídající komponenty by měly být umístěny co nejblíže k anténě. Výchozí hodnota R1 je 0Ω, zatímco C1 a C2 nejsou namontovány. Uživatel může optimalizovat své hodnoty s nasazenou anténou a krytem.
Doporučuje se zahrnout sériový rezistor na USB zdroj pro lepší odolnost vůči přechodnému přepětítage během připojení VBUS.
nRF91_nRST je vnitřně vytažen až na 2.2V. Nepřipojujte externí pull-up rezistor, ani nezapojujte kolík vysoko voltage vyšší než 2.2V.

Uvnitř modulu jsou dva 100uF keramické kondenzátory na lince VDD_SUPPLY pro zajištění proudových rázů během provozu LTE modemu. Pokud má baterie omezený vybíjecí proud, může uživatel do VDD_SUPPLY přidat další kondenzátory.
Zajistěte dostatečné oddělovací kondenzátory na elektrických vedeních, abyste předešli problémům s EMC.

PŘIHLÁŠKA PřAMPLE – SLEDOVACÍ ZAŘÍZENÍ

INFORMACE O PŘEDPISECH

Výrobek byl certifikován pro shodu s následujícími normami: FCC, CE, ACMA a BQB.

Certifikace LTE modemu (nRF9160) s PTCRB, GCF, různými místními úřady a telekomunikačními operátory najdete v Nordic semiconductor's webmísto.

FCC

FCC ID: 2AW4N00AVT9152MOD00
Obsahuje FCC ID: 2ANPO00NRF9160
Chcete-li znovu použít FCC ID nRF9160 (2ANPO00NRF9160), dodržujte požadavek na maximální zisk antény ve zprávě TCB nRF9160.

Prohlášení FCC o rušení
Tento produkt byl testován a vyhovuje omezením pro digitální zařízení třídy B podle části 15 pravidel FCC. Tyto limity jsou navrženy tak, aby poskytovaly přiměřenou ochranu proti škodlivému rušení při instalaci v domácnosti.
Tento produkt generuje, používá a může vyzařovat vysokofrekvenční energii a pokud není nainstalován a používán v souladu s pokyny, může způsobit škodlivé rušení rádiové komunikace. Nelze však zaručit, že při konkrétní instalaci k rušení nedojde.
Pokud tento produkt způsobuje škodlivé rušení rozhlasového nebo televizního příjmu, což lze zjistit vypnutím a zapnutím zařízení, doporučujeme uživateli, aby se pokusil napravit rušení jedním nebo více z následujících opatření:

Přeorientujte nebo přemístěte přijímací anténu.
Zvětšete vzdálenost mezi zařízením a přijímačem.
Připojte zařízení do zásuvky v jiném okruhu, než ke kterému je připojen přijímač.

— Požádejte o pomoc prodejce nebo zkušeného rádiového/TV technika.

Upozornění FCC: Jakékoli změny nebo úpravy, které nejsou výslovně schváleny stranou odpovědnou za shodu, mohou zrušit oprávnění uživatele provozovat toto zařízení.
Toto zařízení vyhovuje části 15 pravidel FCC. Provoz podléhá následujícím dvěma podmínkám: (1) Toto zařízení nesmí způsobovat škodlivé rušení a (2) toto zařízení musí akceptovat jakékoli přijaté rušení, včetně rušení, které může způsobit nežádoucí provoz.
Toto zařízení a jeho anténa (antény) nesmí být umístěny nebo provozovány ve spojení s jinou anténou nebo vysílačem.

DŮLEŽITÁ POZNÁMKA:

Prohlášení FCC o radiační expozici:
Toto zařízení vyhovuje limitům FCC pro vystavení radiaci stanoveným pro nekontrolované prostředí. Toto zařízení by mělo být instalováno a provozováno s minimální vzdáleností 20 cm mezi radiátorem a vaším tělem.

Tento modul je určen pro OEM integrátory za následujících podmínek:

Tento modul je certifikován podle části 15 pravidel sekce (15.247).

Tento modul je omezen na číslo modelu hostitele: AES-CELLIOT-AVT9152KIT, Značka: Avnet.
Tento modul byl schválen pro provoz s níže uvedenými typy antén s uvedeným maximálním přípustným ziskem.

Frekvenční pásmo Typ antény Zisk (dBi)

2400-2483.5 MHz SMD anténa 1.5
Informace o štítku a shodě
Označení konečného produktu:
Hostitelský produkt musí být na viditelném místě označen tímto „Obsahuje FCC ID: 2AW4N00AVT9152MOD00“.
Konečný produkt musí nést následující prohlášení 15.19: Toto zařízení vyhovuje části 15 pravidel FCC. Provoz podléhá následujícím dvěma podmínkám: (1) Toto zařízení nesmí způsobovat škodlivé rušení a (2) toto zařízení musí akceptovat jakékoli přijaté rušení, včetně rušení, které může způsobit nežádoucí provoz.

Informace o testovacích režimech a dalších testovacích požadavcích
Pro všechny ostatní provozní konfigurace, včetně přenosných konfigurací s ohledem na Část 2.1093 a různé konfigurace antény, je vyžadováno samostatné schválení.
Informace o tom, jak nakonfigurovat testovací režimy pro vyhodnocení hostitelského produktu pro různé provozní podmínky pro samostatný modulární vysílač v hostiteli, versus s více současně vysílacími moduly nebo jinými vysílači v hostiteli, lze nalézt v publikaci KDB 996369 D04.
Dodatečné testování, Část 15 Hlava B vyloučení odpovědnosti
Příslušná měření (např. shoda 15B) a případně další oprávnění k zařízení (např. SDoC) hostitelského produktu, které má řešit integrátor/výrobce.
Tento modul je schválen pouze FCC pro specifické pravidlo část 15.247 uvedenou v grantu a výrobce hostitelského produktu je odpovědný za shodu s jakýmikoli dalšími pravidly FCC, která se vztahují na hostitelský produkt jako vyhovující části 15, hlavě B.
Uživatelská příručka konečného produktu by měla obsahovat:
Jakékoli změny nebo úpravy, které nejsou výslovně schváleny stranou odpovědnou za shodu, mohou zrušit oprávnění uživatele provozovat toto zařízení.
Anténa(y) použitá pro tento vysílač musí být instalována tak, aby byla zajištěna vzdálenost nejméně 20 cm od všech osob.

Toto zařízení je v souladu s částí 15 pravidel FCC. Provoz podléhá následujícím dvěma podmínkám: (1) Toto zařízení nesmí způsobovat škodlivé rušení a (2) toto zařízení musí akceptovat jakékoli přijaté rušení, včetně rušení, které může způsobit nežádoucí provoz.
Toto zařízení a jeho anténa (antény) nesmí být umístěny nebo provozovány ve spojení s jinou anténou nebo vysílačem.

BQB
ID prohlášení: D051401

OBJEDNACÍ KÓD
AES-CELLIOT-AVT9152MOD

SKLADOVÁNÍ, BALENÍ A VÝROBA

Skladování
Modul AVT9152 je uložen ve vakuově uzavřeném sáčku. MSL modulu je hodnocen na 3. Požadavky na úložiště jsou uvedeny níže.

Vypočítaná skladovatelnost ve vakuově uzavřeném sáčku: 12 měsíců při <40ºC a 90% RH.
Po otevření vakuově uzavřeného sáčku musí být zařízení, která budou podrobena přetavení pájky nebo jiným vysokoteplotním procesům:
- Montováno do 168 hodin v továrním prostředí ≤30ºC a 60%RH, nebo
- Skladováno podle J-STD-033.
Zařízení vyžadují před montáží pečení, pokud nastanou níže uvedené okolnosti.
- Když je okolní teplota 23ºC±5ºC a indikační karta vlhkosti ukazuje, že vlhkost je >10% při otevření vakuově uzavřeného sáčku.
- Montáž zařízení nemůže být dokončena do 168 hodin při továrních podmínkách ≤30ºC a 60%RH, nebo zařízení nejsou skladována podle J-STD-033.
Pokud je vyžadováno pečení, postup pečení najdete v IPC/JEDEC J-STD-033.

Obal
Modul AVT9152 je balen v kotouči po 300 ks. Průměr kotouče je 330 mm. K dispozici jsou 4 kotouče/CTN nebo 1200ks/CTN.

Výrobní
Doporučený reflow profile je znázorněno níže.

Dokumenty / zdroje

AES AVT9152MOD Modul AES Cellular IoT s BLE [pdfUživatelská příručka
AVT9152MOD, 2AW4N00AVT9152MOD00, modul mobilního internetu věcí BLE, modul mobilního internetu věcí

Reference

Uživatelská příručka

AVT9152MOD AES Cellulární IoT modul s BLE

VLASTNOSTI

DATASHEET