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GR4 模组规格书

更新时间:2021-05-08 10:07:16下载pdf

GR4是由涂鸦智能开发的一款低功耗嵌入式四频段GSM/GPRS模组。通过GSM/GPRS无线电通信协议(3GPP Rel.13和3GPP Rel.14)。它由一个高集成度的Soc RDA8955L(内置了应用处理器、低功耗多波段GSM收发器、电源管理单元PMU和audio组件)和少量外围器件构成。

产品概述

GR4内嵌低功耗32位CPU,集成32Mb 1.8V DDR PSRAM,32Mb 1.8V SPI NOR Flash,还支持包括UART、I2C、SPI、PWM、ADC、AUDIO和SIM等接口。

特性

  • 内置低功耗32位RDA RISC Core处理器
  • 工作电压:3.8±0.4V
  • 外设:16×GPIOs,2×UART, 2×PWM,1×ADC,2×SPI,1×I2C
  • SIM: 3V/1.8V SIM card
  • USB 接口:USB 1.1
  • GSM/GPRS网络
    • GSM Phase 2/2+
    • GSM850/GSM900 33dBm±2db; DCS1800/PCS1900 30dBm±2db
    • 接收灵敏度 -107.5dbm
    • 50Ω 特征阻抗,可外置SMA接棒状天线或IPEX接FPC天线。
    • 数据速率:85.6kbps(下行),85.6kbps(上行)
    • 网络协议特性:TCP/UDP/FTP/PPP
    • 工作温度:-20℃ to 85℃

应用领域

  • 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。
  • 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)。

更新说明

更新日期 更新内容 更新后版本
2019-08-03 新建文档 V1.0.0

模组接口

引脚分配

GR4模组共有41个引脚,其中38个为LCC引脚,底部3个为GND引脚。本章节详细阐述了模组接口和定义。

GR4 模组规格书

引脚定义

引脚序号 符号 I/O类型 功能
1 PWRKEY I PowerKey引脚,内部上拉实现上电自启动
2 SPI1_CS/GPIO_10 I/O SPI 接口
3 SPI1_CLK/GPIO_8 I/O SPI 接口
4 SPI1_DO/GPIO_11 I/O SPI 接口
5 SPI1_DI/GPIO_12 I/O SPI 接口
6 UART1_CTS/GPIO_2 I/O 允许发送
7 UART1_RTS/GPIO_3 I/O DTE 请求发送数据给模组
8 UART1_TXD/GPIO_1 I/O 模组发送数据
9 UART1_RXD/GPIO_0 I/O 模组接收数据
10 UART1_DCD/GPIO_31 I/O 载波检测(此脚有效表示通信链路建立起来)
11 UART1_RI/GPIO_30 I/O 模组输出振铃提示
12 UART1_DTR/GPIO_29 I/O DTE 准备就绪
13 32K_OUT/GPIO_33 I/O 网络状态指示
14 ADC0 I 模数转换器
16,17 SPKP,SPKN O 差分音频输出,可以直接驱动 8 欧姆的喇叭
18,19 MICP,MICN I 差分音频输入
20 SIM_RST I SIM 卡复位
21 SIM_VDD O SIM 卡供电电压
22 SIM_DAT I/O SIM 卡数据线
23 SIM_CLK O SIM 卡时钟线
24 VDDIO O 输出 2.8V,10mA
25 HOST_RXD I 用于软件调试和固件下载
26 HOST_TXD I/O 用于软件调试和固件下载
27 UART2_RXD/GPIO_4 I 硬件 UART2
28 UART2_TXD/GPIO_5 O 硬件 UART2
29 UART2_RTS/GPIO_7 I/O I2C 接口,使用时需要外加上拉电阻
30 UART2_CTS/GPIO_6 I/O I2C 接口,使用时需要外加上拉电阻
32 ANT I/O GPRS 射频信号输入输出
34 RESET I 硬件关机管脚,低电平有效。把管脚拉低 200ms 以上模组关机。
37,38 VBAT P 模组主电源,VBAT=3.4V~4.2V
15,31,33,35,36,39,40 GND P 模组地

说明:P 表示电源引脚,I/O 表示输入输出引脚。

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 4.2 V
接触放电 VBAT,GND -5 +5 KV
接触放电 天线接口 -5 +5 KV
接触放电 其他接口 -0.5 +0.5 KV
空气放电 VBAT,GND -10 +10 KV
空气放电 天线接口 -10 +10 KV
空气放电 其他接口 -1 +1 KV

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 -20 25 85
VBAT 供电电压 3.4 4.0 4.2 V
VIL IO低电平输入 -0.3 - VCC*0.25 V
VIH IO高电平输入 VCC*0.75 - VCC V
VOL IO低电平输出 - - VCC*0.1 V
VoH IO高电平输出 VCC*0.8 - VCC V
Imax IO驱动电流 - - 12 mA

连续发射和接收时功耗

数据传输模式, GPRS ( 2 收, 2 发) CLASS8 & CLASS 12:

工作状态 耗流
GSM850 @功率等级5,<550mA,典型值 281.6mA; @功率等级10,典型值148.4mA;@功率等级19,典型值82.5mA
EGSM900 @功率等级5,<550mA,典型值315.9mA;@功率等级10, 典型值158.2mA;@功率等级19,典型值83.5mA
DCS1800 @功率等级0,<450mA,典型值208.7mA;@功率等级5,典型值125mA;@功率等级15,典型值78.4mA
PCS1900 @功率等级0,<450mA,典型值195.6mA;@功率等级5,典型值118.5mA;@功率等级15,典型值78.4mA

数据传输模式, GPRS ( 4 收, 1 发) CLASS8 & CLASS 12:

工作状态 耗流
GSM850 @功率等级5,<350mA,典型值 189.4mA; @功率等级10,典型值91.6mA;@功率等级19,典型值57.7mA
EGSM900 @功率等级5,<350mA,典型值203.5mA;@功率等级10, 典型值101.3mA;@功率等级19,典型值62.4mA
DCS1800 @功率等级0,<300mA,典型值150.1mA;@功率等级5,典型值79.4mA;@功率等级15,典型值55.8mA
PCS1900 @功率等级0,<450mA,典型值136.3mA;@功率等级5,典型值80.5mA;@功率等级15,典型值62.9mA

射频参数

基本射频特性

参数项 详细说明
工作频率 GSM850:824-849Mhz;869-894MHz;GSM900:880-915Mhz;925-960MHz;DCS1800:1710-1785Mhz;1805-1880MHz;PCS1900:1850-1910Mhz;1930-1990MHz;
GSM/GPRS标准 3GPP TS 45.005
数据传输速率 85.6kbps(下行),85.6kbps(上行)
天线类型 需第三方提供天线(外置SMA棒状天线、FPC天线等形式)

发射性能

TX连续发送性能

参数项 最小值 最大值 单位
GSM850 -39 32.5±2 dBm
GSM900 -39 32.5±2 dBm
DCS1800 -39 30.5±2 dBm
PCS1900 -39 30.5±2 dBm
频率误差 -15 +15 ppm

接收性能

RX灵敏度

参数项 最小值 典型值 单位
GSM850 - -107.5 dBm
GSM900 - -107.5 dBm
DCS1800 - -107.5 dBm
PCS1900 - -107.5 dBm

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。

GR4 模组规格书 GR4 模组规格书 GR4 模组规格书

降低天线干扰

为确保GSM/GPRS性能的最优化,建议模组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

GR4共有41个管脚,38个为LCC封装,3个为LGA封装。

GR4尺寸大小为:17.7±0.35mm (L)×14.8±0.35mm (W) ×2.4±0.15mm (H)如下图所示。

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

侧视图

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原理图封装

GR4 模组规格书

PCB封装图-SMT

GR4 模组规格书

模组俯视/底视/侧视图

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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:

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  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温度设定,峰值温度245℃,回流焊温度曲线如下图所示:

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  • 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

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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(pcs) 每箱包装卷盘数
GR4 5600 载带卷盘 1400 4