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LZ211-EAU 模组规格书

更新时间:2022-02-24 06:45:17下载pdf

LZ211-EAU 是由涂鸦智能开发的一款 LTE Cat.1 +GNSS 双模蜂窝定位模组。模组主要由一颗高集成度的 LTE Cat.1 芯片 UIS8910DM 和一颗 GNSS 芯片 UC6228CI 及其外围电路构成,内置了 LTE Cat.1 网络通信协议栈,GNSS 协议和丰富的库函数。

产品概述

LZ211-EAU 内嵌 Cortex A5 应用处理器,Cat.1bis 调制解调器和 GNSS 信号接收器,集成 64Mb Nor Flash,128 Mb PSRAM,支持 USB、UART、SDIO、SPI、I2C、I2S 和 ADC 等接口,支持显示屏、摄像头、键盘矩阵、麦克风、喇叭、充电、MicroSD 卡和 USIM 卡等外设。

产品特性

  • 内置 Cortex A5 应用处理器,CPU 频率:500MHz
  • 供电电压范围:
    • 工作电压:3.4~4.3V
    • 典型工作电压:3.8V
  • 支持的 SIM 卡:1.8V/3V
  • LTE Cat.1 特性:
    • 频段
      • LTE-FDD:B1/B3/B5/B7/B8/B20/B28A
      • LTE-TDD:B38/40/41
      • GSM/GPRS:GSM900/DCS1800
  • 数据速率
    • LTE-FDD:最大10 Mbit/s(下行)/ 最大5 Mbit/s(上行)
    • LTE-TDD:最大8.2 Mbit/s(下行)/ 最大3.4 Mbit/s(上行)
    • GSM/GPRS: 最大85.6kbps(下行)/ 最大42.8kbps(上行)
  • 最大发射功率: LTE :23dBm±2dBm / GSM:33±2dBm / DCS: 30±2dBm
  • 接收灵敏度: LTE小于 -98dBm / GSM 小于 -108dBm
  • 天线阻抗 50Ω,需外接天线
  • Wi-Fi SCAN,仅支持室内定位
  • 定位引擎特性:
    • 64 通道同时跟踪
    • 热启动时间优于 1.2 秒
    • 冷启动灵敏度 -145 dBm,跟踪灵敏度-158 dBm
    • 数据更新速率最高达 10 Hz
  • 支持 GPS ,北斗
    • RF 采用宽带设计,输入信号以 1575 MHz 为中心频点
    • 可接收和跟踪GPS导航系统的1575.42 MHz L1 信号
    • 可接收和跟踪北斗卫星导航系统的 1561.098 MHz B1 信号
  • 接口:
    • 1 个 USB2.0 接口
    • 2 个 UART 接口
    • 2 个 I2C 接口
    • 1 个 PCM/I2S 接口
    • 1 个 SDIO 接口
    • 1 个 SPI 接口
    • 3 个 ADC 接口
    • 1 个专用的 SPI FLASH 接口
  • 外设:
    • SPI 显示屏,分辨率 QVGA 320x240,30FPS
    • SPI/MIPI 摄像头,30万像素
    • 4X5 键盘矩阵
    • 1 路麦克风
    • 1 路喇叭
    • MicroSD 卡
    • 充电
  • 正常工作温度:-30℃ ~ +75℃ 1
  • 扩展工作温度:-40℃ ~ +85℃ 2
  • 支持固件 OTA 升级

说明
1 表示当模组工作在此温度范围时,模组的相关性能满足 3GPP 标准要求。
2 表示当模组工作在此温度范围时,模组仍能正常工作,仅个别射频指标可能略微超出 3GPP 规范要求。

应用领域

  • 智能健康:药品溯源、远程医疗监测、血压表、血糖仪、护心甲监控、婴儿监控器。
  • 智慧城市:智能路灯、智能停车、城市垃圾桶管理、公共安全报警、城市环境监控(水污染、噪声、空气质量PM2.5等)。
  • 消费者:可穿戴设备、自行车、助动车防盗、智能行李箱、VIP跟踪(小孩、老人、宠物、车辆租赁)、支付/POS机。
  • 农业环境:精准种植(环境参数:水、温、光、药、肥)、畜牧养殖(健康、追踪)、水产养殖、食品安全追溯。
  • 物流仓储:资产、集装箱跟踪、仓储管理、车队管理跟踪、物流状态、追踪。
  • 智能楼宇:门禁、智能HVAC、烟感、火警检测、电梯故障/维修。
  • 制造行业:生产、设备状态监控,能源设施、油气监控,化工园区监测,大型租赁设备、预测性维护(家电、机械等)。
  • 公用事业:抄表 (水、气、电)、智能水务(管网、漏损、质检)、智能灭火器、消防栓等。

模组接口

引脚分配

LZ211-EAU 模组共有 144 个引脚,其中 80 个为 LCC 引脚,另外 64 个为 LGA 引脚。

模组 I/O 序号与模组丝印 I/O 名称对应关系:

LZ211-EAU 模组规格书

引脚定义

管脚号 管脚名 信号类型 描述
1 WAKEUP_IN I 外部设备唤醒模组,不用则悬空,OpenCPU 模式可用作 GPIO10
2 AP_READY* I 应用处理器睡眠状态检测,不用则悬空 ,OpenCPU 模式可用作 GPIO11
3 WAKEUP_OUT* O 模组唤醒外部设备,不用则悬空,OpenCPU 模式可用作 GPIO5
4 W_DISABLE_N* I 飞行模式控制,不用则悬空,OpenCPU 模式可用作 GPIO8
5 NET_MODE PI 指示模组的网络注册状态 ,快闪表示找网,慢闪表示连接到涂鸦云
6 NET_STATUS* O 指示模组的网络运行状态,OpenCPU 模式可用作 GPIO9
7 VDD_EXT PO 输出1.8V,可为外部 GPIO 提供上拉,不用则悬空
8 GND -
9 GND -
10 USIM_GND -
11 ISENSE I 充电电流检测
12 VBAT_SENSE I 电池电压检测,尽量靠近电池正极,不用电池时直接接模组 VBAT, 否则会造成模组不停重启
13 USIM_DET I USIM 卡热插拔检测,使用时需要外部上拉到VDD_EXT,不用则悬空
14 USIM_VDD PO USIM 卡供电电源,模组自动识别 1.8V 或 3.0V USIM 卡
15 USIM_DATA IO USIM 卡数据信号
16 USIM_CLK O USIM 卡时钟信号
17 USIM_RST O USIM 卡复位信号
18 VDRV O 充电电路控制信号
19 GND -
20 RESET_N I 模组复位信号,低电平有效
21 PWRKEY I 系统开机或关机,低电平有效
22 GND -
23 SD_INS_DET I SD 卡检测,OpenCPU 模式可用作 GPIO7
24 PCM_DIN I PCM 语音数据输入,OpenCPU 模式可用作 GPIO2
25 PCM_DOUT O PCM 语音数据输出,OpenCPU 模式可用作 GPIO3
26 PCM_SYNC IO PCM 语音同步信号,OpenCPU 模式可用作 GPIO1
27 PCM_CLK IO PCM 语音时钟信号,OpenCPU 模式可用作 GPIO0
28 SD_DATA3 I SD 卡 SDIO 数据位 3,复用 WIFI SDIO
29 SD_DATA2 I SD 卡 SDIO 数据位 2,复用 WIFI SDIO
30 SD_DATA1 I SD 卡 SDIO 数据位 1,复用 WIFI SDIO
31 SD_DATA0 I SD 卡 SDIO 数据位 0,复用 WIFI SDIO
32 SD_CLK O SD 卡 SDIO 时钟,复用 WIFI SDIO
33 SD_CMD IO SD 卡 SDIO 命令,复用 WIFI SDIO
34 VDD_SDIO PO SD 卡供电电源,复用 WIFI SDIO
35 ANT_BT/WIFI AIO 蓝牙和 WIFI 天线
36 GND -
37 SPI_CS_N I SPI 片选
38 SPI_MOSI I SPI MOSI
39 SPI_MISO O SPI MISO
40 SPI_CLK O SPI 时钟信号
41 I2C_SCL OD I2C 时钟信号,OpenCPU 模式可用作 GPIO14
42 I2C_SDA OD I2C 数据信号,OpenCPU 模式可用作 GPIO15
43 ADC2 AI 模数转换接口2
44 ADC1 AI 模数转换接口1
45 ADC0 AI 模数转换接口0
46 GND -
47 ANT_GNSS AI GNSS 天线接口
48 GND -
49 ANT_MAIN AIO 主天线接口
50~54 GND -
55 RESERVED - 保留
56 GND -
57 VBAT_RF P 模组射频电源,电压范围3.4V~4.3V,标称3.8V,电流2A
58 VBAT_RF P 模组射频电源,电压范围3.4V~4.3V,标称3.8V,电流2A
59 VBAT_BB P 模组基带电源,电压范围3.4V~4.3V,标称3.8V,电流1A
60 VBAT_BB P 模组基带电源,电压范围3.4V~4.3V,标称3.8V,电流1A
61 STATUS* O 内部使用,不对外开放
62 UART1_RI* O 输出振铃提示,OpenCPU 模式可用作 GPIO12
63 RESERVED63 O 保留
64 UART1_CTS O 串口1清除发送,OpenCPU 模式可用作 GPIO18
65 UART1_RTS I 串口1请求发送数据,OpenCPU 模式可用作 GPIO19
66 UART1_DTR* I 睡眠控制管脚
67 UART1_TXD O 串口1发送数据,支持MCU对接
68 UART1_RXD I 串口1接收数据,支持MCU对接
69 USB_DP IO USB 差分数据 DP,支持模组烧录校准
70 USB_DM IO USB 差分数据 DM,支持模组烧录校准
71 USB_VBUS PI USB 插入检测
72 GND -
73 SPK_P O 喇叭输出(+)
74 SPK_N O 喇叭输出(-)
75 MIC_P I 麦克输入(+)
76 GND -
77 MIC_N I 麦克输入(-)
78 KEYIN1 IO 键盘输入1
79 KEYIN2 IO 键盘输入2
80 KEYIN3 IO 键盘输入3
81 KEYIN4 IO 键盘输入4
82 KEYIN5 IO 键盘输入5
83 KEYOUT0 IO 键盘输出0
84 KEYOUT1 IO 键盘输出1
85~112 GND -
113 KEYOUT2 IO 键盘输出2
114 KEYOUT3 IO 键盘输出3
115 USBBOOT IO 键盘输入0, 开机之前上拉到 VDD_EXT,模组会强行进入 USB 下载模式
116 RESERVED116 - 保留,需悬空
117 CLK26M_OUT O 26M时钟输出
118 RESERVED118 - 保留,需悬空
119 LCD_FMARK O SPI LCD 帧同步信号
120 LCD_RSTB O SPI LCD 复位信号
121 LCD_SEL O SPI LCD 选择
122 LCD_CS O SPI LCD 片选
123 LCD_CLK O SPI LCD 时钟信号
124 LCD_SDC O SPI LCD 数据命令选择
125 LCD_SIO O SPI LCD 数据信号
126 VDDLCD P 外部LCD电源
127 PM_ENABLE O 外部电源 LDO 使能,OpenCPU 模式可用作 GPIO13
128 VDDCAMA P Camera VCAMA 电源
129 CAM_PWDN IO Camera CAM_PWDN 信号
130 CAM_SI1 IO Camera CAM_SI1 信号
131 CAM_SI0 IO Camera CAM_SI0 信号
132 CAM_RSTL IO Camera CAM_RSTL 信号
133 CAM_REFCLK O Camera CAM_REFCLK 信号
134 CAM_SCK IO Camera CAM_SCK 信号
135 UART2_RXD/WAKE_WLAN O 串口2,用于内部GPS,不对外使用
136 UART2_TXD/WLAN_EN O 串口2,用于内部GPS,不对外使用
137 UART3_RXD/KEYOUT4 I 串口3 接收数据, 复用 KEYOUT4
138 UART3_TXD/KEYOUT5 O 串口3 发送数据, 复用 KEYOUT5
139 ZSP_UART_TXD/BT_EN O 内部 GPS 使用,不对外开放
140 VDDCAMD P 内部 GPS 使用,不对外开放
141 I2C2_SCL IO I2C 时钟信号,OpenCPU 模式可用作 GPIO16
142 I2C2_SDA IO I2C 数据信号,OpenCPU 模式可用作 GPIO17
143 DBG_RXD I 调试串口,模组接收数据
144 DBG_TXD O 调试串口,模组发送数据

说明:P表示电源引脚,I/O表示输入输出引脚,“*”表示该功能目前暂不支持。

电气参数

绝对电气参数

参数 描述 最小值 最大值 单位
Ts 存储温度 -40 90
VBAT 供电电压 -0.3 4.6 V

ESD 特性

位置 空气放电 接触放电
GND ±10KV ±5KV
天线接口 ±8KV ±4KV
其他接口 ±1KV ±0.5KV

正常工作条件

参数 描述 最小值 典型值 最大值 单位
Ta 工作温度 -30 - 75
Ta 扩展工作温度 -40 - 85
VBAT 工作电压 3.4 3.8 4.3 V

直流参数

1.8V 数字 I/O

参数 描述 最小值 典型值 最大值 单位
VIL IO低电平输入 - - 0.3*VCC V
VIH IO高电平输入 0.7*VCC - VCC V
VOL IO低电平输出 - - 0.2*VCC V
VOH IO高电平输出 0.8*VCC - VCC V

LTE/GSM待机和连续发射时功耗

工作模式 条件 平均值 峰值(典型值) 单位
待机电流 LTE-TDD 9.2 - mA
待机电流 LTE-FDD 8.9 - mA
连续发射(23dBm) LTE-TDD 300 600* mA
连续发射(23dBm) LTE-FDD 550 600* mA
连续发射(33dBm) GSM900 245 260* mA
连续发射(30dBm) DCS1800 180 200* mA

说明:峰值电流是在VBAT并联1000uA电容下测试,无大电容时模组峰值电流会达到1A以上,请注意电源输入。

GPS功耗

工作模式 工作电压 平均值 峰值(典型值) 单位
捕获模式 1.8V 24.9 - mA
跟踪模式 1.8V 23.3 - mA

射频参数

基本射频特性

参数项 详细说明
LTE-FDD频段 LTE-FDD: B1/B3/B5/B7/B8/B20/B28A
LTE-TDD频段 LTE-TDD: B38/B40/B41
GSM 频段 GSM900/DCS1800
无线标准 3GPP R13
LTE-FDD速率 最大10Mbps(下行)/最大5Mbps(上行)
LTE-TDD速率 最大8.2Mbps(下行)/最大3.4Mbps(上行)
GSM/GPRS速率 最大85.6kbps(下行)/ 42.8kbps(上行)
天线类型 特征阻抗50欧姆

发射性能

连续发送性能:

频段 最小值 最大值 单位
LTE-FDD B1 <-39 23±2 dBm
LTE-FDD B3 <-39 23±2 dBm
LTE-FDD B5 <-39 23±2 dBm
LTE-FDD B7 <-39 23±2 dBm
LTE-FDD B8 <-39 23±2 dBm
LTE-FDD B20 <-39 23±2 dBm
LTE-FDD B28A <-39 23±2 dBm
LTE-TDD B38 <-39 23±2 dBm
LTE-TDD B40 <-39 23±2 dBm
LTE-FDD B41 <-39 23±2 dBm
GSM900 5±5 33±2 dBm
DCS1800 0±5 30±2 dBm

接收性能

接收灵敏度:

频段 典型值 单位
LTE-FDD B1 -98.5 dBm
LTE-FDD B3 -98.5 dBm
LTE-FDD B5 -98 dBm
LTE-FDD B7 -97.5 dBm
LTE-FDD B8 -98.5 dBm
LTE-FDD B20 -97.5 dBm
LTE-FDD B28A -97.5 dBm
LTE-TDD B38 -98.5 dBm
LTE-TDD B40 -98.5 dBm
LTE-TDD B41 -98.5 dBm
GSM900 -108 dBm
DCS1800 -108.5 dBm

GNSS性能参数

参数项 项目条件 指标 单位
CN0标定 模拟器信号强度 -130dBm(AVG) 40±2 dBc
TTFF(开阔处静态) 冷启动 /热启动 /重捕 30 /1.2 /2
灵敏度测试 捕获灵敏度 /跟踪灵敏度 -145/-158 dBm
定位精度 开阔处静态CEP50 2.5
天线类型 需第三方提供天线,特征阻抗50欧姆

天线信息

天线类型

该模组无自带PCB板载天线,需要第三方提供天线。

可使用外置棒状天线,弹簧天线,IPEX-FPC天线,PCB板天线等,天线形式有单极天线,PIFA天线,IFA天线,loop天线等。

  • 棒状天线:

    LZ211-EAU 模组规格书

  • FPC天线:

    LZ211-EAU 模组规格书

  • GPS天线:

    可以通过外置电源使用有源天线
    LZ211-EAU 模组规格书

  • 陶瓷GPS天线

    LZ211-EAU 模组规格书

天线设计要求

  • 确保传输线的特性阻抗是 50Ω。
  • 由于天线线路损失要小于 0.3dB,所以要保持 PCB 走线尽可能短。
  • PCB LAYOUT 尽可能走直线,避免过孔和翻层,同时也要避免走直角和锐角走线。
  • PCB 走线周围要有良好的参考地,避免其它信号线靠近天线
  • 推荐使用完整的地层作为参考地。
  • 天线周围的地加强与主地之间的连接。
  • 天线部分和其他金属件距离至少在10mm以上。

封装信息及生产指导

机械尺寸

LZ211-EAU 模组共有 144 个引脚,其中 80 个为 LCC 引脚,另外 64 个为 LGA 引脚。

LZ211-EAU 尺寸大小:29mm±0.35 (W)×32mm±0.35 (L)×2.4mm±0.15(H),其中PCB厚度0.8mm±0.1 mm。

机械尺寸和背面焊盘尺寸

LZ211-EAU 模组规格书 LZ211-EAU 模组规格书

说明:模组长宽公差±0.35mm。高度±0.15mm。PCB板厚公差±0.1mm。

PCB封装图-SMT

LZ211-EAU 模组规格书

钢网开孔推荐

  1. 钢网厚度:建议开阶梯钢网,模组位置钢网厚度推荐0.18-0.2mm,其他位置根据产品设计确定厚度。
  2. 模组LCC引脚:钢网开孔长度方向内切0.1mm,外扩1mm;宽度方向内切0.16mm(单边0.08mm),内切长度1.4mm(模组引脚长度,防止锡珠产生),外扩0.2mm(单边0.1mm),外扩长度2mm(外露在模组引脚底部以外的区域,增加锡量)
  3. 模组LGA引脚:开孔面积为焊盘面积60%,单个开孔面积过大可在中间隔断0.3mm。

生产指南

  1. 涂鸦出厂的贴片封装模组建议使用SMT机器贴片,拆开包装后建议在24小时内完成焊接,如果拆封后未使用完建议放置在湿度不超过10%RH的干燥柜内,或重新进行真空包装并记录暴露时间,总暴露时间不超过168小时。
    • SMT贴片所需仪器或设备:
      • 贴片机
      • SPI
      • 回流焊
      • 炉温测试仪
      • AOI
    • 烘烤所需仪器或设备:
      • 柜式烘烤箱
      • 防静电耐高温托盘
      • 防静电耐高温手套
  2. 涂鸦出厂的模组存储条件如下:
    • 防潮袋必须储存在温度<40℃、湿度<90%RH的环境中

    • 干燥包装的产品,保质期为从包装密封之日起12个月的时间

    • 密封包装内装有湿度指示卡:

      LZ211-EAU 模组规格书

  3. 涂鸦出厂的模组当出现可能受潮的情况下需要进行烘烤:
    • 拆封前发现真空包装袋破损
    • 拆封后发现包装袋内没有湿度指示卡
    • 拆封后如果湿度指示卡读取到10%及以上色环变为粉色
    • 拆封后总暴露时间超过168小时
    • 从首次密封包装之日起超过12个月
  4. 烘烤参数如下:
    • 烘烤温度:卷盘包装60℃,湿度小于等于5%RH;托盘包装125℃,湿度小于等于5%RH(耐高温托盘非吸塑盒拖盘)
    • 烘烤时间:卷盘包装48小时;托盘包装12小时
    • 报警温度设定:卷盘包装65℃;托盘包装135℃
    • 自然条件下冷却到36℃以下后,即可进行生产
    • 若烘烤后暴露时间大于168小时没有使用完,请再次进行烘烤
    • 如果暴露时间超过168小时未经过烘烤,不建议使用回流焊接工艺焊接此批次模组,因模组为3级湿敏器件超过允许的暴露时间产品可能受潮,进行高温焊接时可能会导致器件失效或焊接不良
  5. 在整个生产过程中请对模组进行静电放电(ESD)保护。
  6. 为了确保产品合格率,建议使用SPI和AOI测试设备来监控锡膏印刷和贴装品质。

推荐炉温曲线

请根据回流焊曲线图进行SMT贴片,峰值温度245℃,回流焊温度曲线如下图所示:

LZ211-EAU 模组规格书

  • A:温度轴

  • B:时间轴

  • C:合金液相线温度:217-220℃

  • D:升温斜率:1-3℃/S

  • E:恒温时间:60-120S;恒温温度:150-200℃

  • F:液相线以上时间:50-70S

  • G:峰值温度:235-245℃

  • H:降温斜率:1-4℃/S

    注意:以上推荐曲线以SAC305合金焊膏为例。其他合金焊膏请按焊膏规格书推荐炉温曲线设置。

储存条件

LZ211-EAU 模组规格书

模组MOQ与包装信息

产品型号 MOQ(pcs) 出货包装方式 每个卷盘存放模组数 每箱包装卷盘数
LZ211-EAU 2800 载带卷盘 700 4