简体中文
简体中文
English
联系我们
注册
登录
layout空间导航

LZ501-CN 模组规格书

更新时间:2022-10-17 02:57:36下载pdf

LZ501-CN 是由涂鸦智能开发的一款 LTE Cat.1 蜂窝模组。模组主要由一颗高集成度的 LTE Cat.1 芯片 UIS8910DM 及其外围电路构成,内置了 LTE Cat.1 网络通信协议栈和丰富的库函数。

产品概述

LZ501-CN 内嵌 Cortex A5 应用处理器,Cat.1bis 调制解调器,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*2
  • LTE Cat.1 特性:
    • 频段
      • LTE-FDD:B1/B3/B5/B8
      • LTE-TDD:B34/38/39/40/41(2535~2655MHz)
    • 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)
    • 发射功率:23dBm±2dBm
    • 接收灵敏度:小于 -97dBm
    • 天线阻抗 50Ω,需外接天线
  • 蓝牙 4.2
  • Wi-Fi SCAN
  • 接口:
    • 1 个 USB2.0 接口
    • 3 个 UART 接口
    • 1 个 I2C 接口
    • 1 个 PCM/I2S 接口
    • 2 个 ADC 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
    • 1 路耳机
    • 充电
  • 正常工作温度:-30℃ 到 +75℃ 1
  • 扩展工作温度:-40℃ 到 +85℃ 2
  • 支持固件 OTA 升级

说明
1 表示当模组在此温度范围工作时,模组的相关性能满足 3GPP 标准要求。
2 表示当模组在此温度范围工作时,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

LZ501-CN 模组共有 101 个引脚,其中 50 个为 LCC 引脚,另外 51 个为 LGA 引脚。

模组 I/O 序号与模组丝印 I/O 名称对应关系:

LZ501-CN 模组规格书

引脚定义

管脚号 管脚名 信号类型 描述
1 GND -
2 GND -
3 ANT_MAIN I/O 主集天线
4 GND -
5 GND -
6 NC - -
7 GND -
8 GND -
9 VBAT PI VBAT 模块电源输入(3.4-4.3V)
10 VBAT PI VBAT 模块电源输入(3.4-4.3V)
11 USB_DM I/O USB 信号 DM
12 USB_DP I/O USB 信号 DP
13 VDD_EXT PO 模块数字电平,1.8V 输出
14 PWRKEY I 模块开机/关机,低电平有效
15 USIM2_DATA I/O USIM2 数据信号线,OpenCPU 模式可用作 GPIO30
16 USIM2_CLK O USIM2 时钟信号线, OpenCPU 模式可用作 GPIO29
17 USIM2_RST O USIM2 复位信号线, OpenCPU 模式可用作 GPIO31
18 UART1_RXD I 串口 1 接收数据,支持 MCU 对接,串口电平 1.8V
19 UART1_TXD O 串口 1 发送数据,支持 MCU 对接,串口电平 1.8V
20 UART1_RTS I 串口 1 请求发送数据,OpenCPU 模式可用作 GPIO19
21 UART1_CTS O 串口 1 清除发送,OpenCPU 模式可用作 GPIO18
22 GPIO26 I/O GPIO26
23 USIM1_DATA I/O USIM1 数据信号线, 推荐使用 USIM_VDD 加 10K 上拉
24 USIM1_CLK O USIM1 时钟信号线
25 USIM1_RST O USIM1 复位信号线, 推荐使用 USIM_VDD 加 10K 上拉
26 USIM1_VDD PO USIM1 电源
27 USIM1_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
28 MIC_N I 主 MIC 差分输出负
29 MIC_P I 主 MIC 差分输出正
30 MIC_BIAS PO 主 MIC 偏置电压输出,内部未连接,外部使用时必须接到 MIC 信号
31 USB_VBUS PI USB 插入输入检测
32 AMP_COMP -
33 HP_R O 耳机右声道信号输出
34 HP_L O 耳机左声道信号输出
35 SPK_P O 喇叭正极输出
36 SPK_N O 喇叭负极输出
37 RESET I 模块复位信号,低电平有效
38 NET_STATUS* O 指示模组的网络运行状态,OpenCPU 模式可用作 GPIO9
39 UART2_RXD I 模块串口 2 数据接收,串口电平1.8V,OpenCPU 模式可用作 GPIO20
40 UART2_TXD O 模块串口 2 数据发送,串口电平1.8V,OpenCPU 模式可用作 GPIO21
41 WAKEUP_IN I 外部设备唤醒模组,不用则悬空,OpenCPU 模式可用作 GPIO10
42-51 GND -
52 I2C2_SDA IO I2C 数据信号,OpenCPU 模式可用作 GPIO17
53 KEYOUT0 IO 键盘输出 0
54 LCD_CLK O SPI LCD 时钟信号
55 GND -
56 I2C2_SCL IO I2C 时钟信号
57 GND -
58 LCD_SIO O SPI LCD 数据信号
59 ADC3 AI 模数转换接口 3
60 GND -
61 WAKEUP_OUT* O 模组唤醒外部设备,不用则悬空,OpenCPU 模式可用作 GPIO5
62 LCD_SDC O SPI LCD 数据命令选择
63 GND -
64 ADC2 AI 模数转换接口2
65 GND -
66 GND -
67 ISENSE I 充电电流检测
68 GND -
69 LCD_CS O SPI LCD 片选
70 GND -
71 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
72 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
73 VDRV O 充电电路控制信号
74 LCD_RSTB O SPI LCD 复位信号
75 KEYOUT1 IO 键盘输出 1
76 KEYOUT2 IO 键盘输出 2
77 UART3_RXD/KEYOUT4 I 串口 3 接收数据,复用 KEYOUT4,串口电平 1.8V
78 UART3_TXD/KEYOUT5 O 串口 3 发送数据,复用 KEYOUT5,串口电平 1.8V
79 CAM_PWDN IO Camera CAM_PWDN 信号
80 CAM_REFCLK O Camera CAM_REFCLK 信号
81 HEADMIC_BIAS PO 耳机 MIC 的偏置电压,内部未连接,外部使用时必须接到 HEADMIC 信号
82 PCM_DOUT O PCM 语音数据输出,OpenCPU 模式可用作 GPIO3
83 PCM_CLK IO PCM 语音时钟信号,OpenCPU 模式可用作 GPIO0
84 PCM_SYNC IO PCM 语音同步信号,OpenCPU 模式可用作 GPIO1
85 PCM_DIN I PCM 语音数据输入,OpenCPU 模式可用作 GPIO2
86 GND -
87 KEYOUT3 IO 键盘输出 3
88 KEYIN3 IO 键盘输入 3
89 CAM_SCK IO Camera CAM_SCK 信号
90 CAM_SI1 IO Camera CAM_SI1 信号
91 CAM_SI0 IO Camera CAM_SI0 信号
92 CAM_RSTL IO Camera CAM_RSTL 信号
93 DBG_TXD I 调试串口,模组发送数据
94 DBG_RXD O 调试串口,模组接收数据
95 USIM2_VDD PO USIM2 电源
96 ANT_BT/WIFI AIO 蓝牙和 Wi-Fi 天线
97 WHTLED_IB0 O RGB LED 电流源输入 1,OPEN 版本可配置电流大小。 Imax=54mA
98 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 IoT 云
99 HEADMIC_P I 耳机 MIC 输入正
100 HEADMIC_N I 耳机 MIC 输入负
101 KEYIN4 IO 键盘输入 4

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 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(通用对接固件) LTE-TDD 8.2 - mA
待机电流(通用对接固件) LTE-FDD 6.5 - mA
待机电流(OpenCPU 固件) LTE-TDD 7.8 - mA
待机电流(OpenCPU 固件) LTE-FDD 6.2 - mA
连续发射(23dBm) LTE-TDD 420 650* mA
连续发射(23dBm) LTE-FDD 580 650* mA

说明:650mA 电流是在 VBAT 并联 1000μA 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。

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/B8
LTE-TDD 频段 LTE-TDD:B34/B38/B39/B40/B41
无线标准 3GPP R13
LTE-FDD 速率 LTE-FDD:最大 10Mbps(下行)/最大 5Mbps(上行)
LTE-TDD 速率 LTE-TDD:最大 8.2Mbps(下行)/最大 3.4Mbps(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 B8 <-39 23±2 dBm
LTE-TDD B34 <-39 23±2 dBm
LTE-TDD B38 <-39 23±2 dBm
LTE-TDD B39 <-39 23±2 dBm
LTE-TDD B40 <-39 23±2 dBm
LTE-FDD B41 <-39 23±2 dBm

接收性能

接收灵敏度:

频段 典型值 单位
LTE-FDD B1 -99 dBm
LTE-FDD B3 -99 dBm
LTE-FDD B5 -98 dBm
LTE-FDD B8 -97 dBm
LTE-FDD B34 -100 dBm
LTE-FDD B38 -100 dBm
LTE-FDD B39 -100 dBm
LTE-FDD B40 -100 dBm
LTE-FDD B41 -100 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 天线和 PCB 板天线等,天线形式有单极天线、PIFA 天线、IFA 天线和 loop 天线等。

  • 棒状天线:

    LZ501-CN 模组规格书

  • FPC 天线:

    LZ501-CN 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

LZ501-CN 模组共有 101 个引脚,其中 50 个为 LCC 引脚,另外 51 个为 LGA 引脚。

LZ501-CN 尺寸大小:22.2mm±0.35 (W)×20.2mm±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

LZ501-CN 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

LZ501-CN 模组规格书

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:

      LZ501-CN 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:

LZ501-CN 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

LZ501-CN 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
LZ501-CN 2800 载带卷盘 700 4