一、前言
因为有项目需要联云,使用ESP8266这类WIFI模块不太适合在没有WIFI情况下使用,故需要设计一款4G模块,市面上常用的4G模组厂商有移远通信、广和通、中移物联等等,我根据购买方便度、4G模组资料完善度和开发难易度选择了移远EC800M-CN,并且设计了基于移远EC800M-CN4G模组的4G模块,使用串口与MCU端通信。市场主要为各种需要通过4G联云的物联网产品,比如充电桩、自助洗衣机等等
二、原理图及芯片介绍
电源设计对模块性能至关重要。必须选择至少能够提供 2 A 电流能力的电源。若输入电压与模块供电电压之间的电压差较小,则建议选择 LDO。若输入与供电电压之间的电压差较大,则建议使用开关电源转换器。 在本次4G模块的硬件设计中我参考移远官方的供电电路参考设计采用了Microchip 公司的MIC29302WU,作为LDO对4G模组进行稳定供电。
MIC29302WU介绍:
芯片特性:
- 大电流能力 :MIC29303: 3A
- 低压差电压
- 低接地电流
- 精确的 1% 保证公差
- 极快的瞬态响应
- 电池反接和“负载突降”保护
- 固定电压和可调版本
- 较小负载
应用领域:
- 电池供电设备
- 汽车电子
- 高效率线性电源
可以看到MIC29303的大电流可达3A,完全满足移远EC800M-CN的电源设计要求
移远EC800M-CN模组介绍:
EC800M-CN 是移远通信专为 M2M 和 IoT 领域而设计的超小尺寸 LTE Cat 1 无线通信模块,支持最大下行速率10 Mbps 和最大上行速率 5 Mbps,超小尺寸,超高性价比。同时,EC800M-CN 在封装上兼容 LTE Standard EC800E-CN、 EC800G-CN、 EC800N-CN、EC800K-CN 和 EG800K 系列模块。
EC800M-CN 采用镭雕工艺,具有外观精美、金属质感强、散热更好、信息不容易被抹除、更能适应自动化需求等优点。
EC800M-CN 内置丰富的网络协议,集成多个工业标准接口,并支持多种驱动和软件功能(如 Windows 8/ 8.1/10/ 11、Linux、Android 等操作系统下的 USB 转串口驱动),极大地拓展了其在 M2M 和 IoT 领域的应用范围如云喇叭、tracker、POS、IPC、数据卡、智能安全以及工业级 PDA 等。
引脚分布图:
使用Scheme-it工具设计移远EC800M-CN供电部分原理图:https://www.digikey.cn/schemeit/project/ec800m-cn-1-6f4989349a034390a7b77575dd7ad621
MIC29302WU在使用可调电压设计时,允许输出1.25V~25V之间,移远EC800M-CN模组的供电范围为 3.4~4.3 V,需要确保输入电压不低于 3.4 V,并且外部电源需要提供 2 A 的载流能力。建议外部增加 TVS 管。所以需要对MIC29302WU的输出电压进行设置,通过设置两个电阻值的设置对输出电压进行调节。在Scheme-it工具设计的原理图中对应的电阻为R4和R5,分别设置为100K和47K,计算得出输出电压约为3.878V,满足移运EC800M-CN的供电需求。
三、结语
通过此次FastBond2阶段1,我设计了一款基于移远EC800M-CN的4G模块。因为阶段一只要求绘制出框图即可,还是很简单的,接下来进行PCB打板,继续完成第二阶段的设计,感谢电子森林和得捷电子联手推出的FastBond2-How2Make设计大赛。