Airgain NL-SW-LTE-TC4NAG-B – utvecklingskort

NL-SW-LTE-TC4NAG-B är ett inbäddat mobilmodem för 4G LTE Category 4 i Skywire-formfaktor från Airgain (NimbeLink), avsett för produkter med mobilanslutning i Nordamerika. Enligt databladet (Skywire 4G LTE Cat 4 and Cat 1 NA, PN 1002147 rev 14, september 2021) är toppdatahastigheten 50 Mbps upplänk och 150 Mbps nedlänk. Samma datablad beskriver även systermodellen NL-SW-LTE-TC1NAG (Category 1).

Modemet ingår i familjen NL-SW-LTE-TCxNAG och har stöd för GNSS, dubbla SIM, integrerade TCP/IP-stackar och en enda artikelvariant (SKU) för både AT&T:s och Verizons nät samt AT&T FirstNet (Band 14). Det är stiftkompatibelt med övriga modem i Skywire-formfaktor, vilket enligt databladet gör det möjligt att kombinera modem från olika leverantörer i en och samma hårdvarudesign.

Teknik och prestanda

• Radioteknik: 4G LTE Category 4 (LTE-FDD B2, B4, B5, B12, B13, B14, B66 och B71) med fallback till 3G HSPA+ (B2, B4, B5).
• Maximal sändeffekt: 23 ± 0,5 dBm (4G LTE) och 23,5 ± 0,5 dBm (3G HSPA+). Mottagarkänslighet: -102,0 dBm (4G) och -112,0 dBm (3G) vid 5 MHz bandbredd.
• Matning VCC: normalt 3,40 V till 4,20 V, rekommenderat 3,80 V, med typisk ström på 400 mA och högst 2000 mA. Matningen måste klara transienta toppar upp till 2 A.
• Mått 29,0 x 33,9 x 10,7 mm, vikt 8 gram, drift- och lagringstemperatur -40 °C till +85 °C och luftfuktighet i drift 20 % till 90 % (icke-kondenserande).

Databladet anger typisk strömförbrukning för TC4NAG, mätt vid 3,8 V. I verkliga tillämpningar varierar värdena med bland annat signalkvalitet, omgivningstemperatur och matningsimpedans.

• Aktiv socketsession (öppna socket, HTTP POST, läsa svar, stänga socket) vid 0 till 40 dB signaldämpning: medelström 83,5 mA till 136,7 mA på 4G LTE och 236,1 mA till 355,4 mA på 3G HSPA+, med toppström upp till 958,7 mA respektive 594,2 mA.
• GPS med aktiv antenn: medelström 76,1 mA vid kallstart och 64,6 mA vid varmstart.
• Vänteläge: 19,1 mA i medel när modemet är registrerat i LTE-nätet och 14,8 mA när det inte är registrerat (AT+CFUN=4). Avstängt med AT#SHDN: 4,4 µA i medel.

Anslutningar och gränssnitt

Modemet ansluts med två 10-stiftsrader (J1 och J2, totalt 20 stift). UART är enligt databladet avsett för mikrokontrollers utan USB, och USB för system som enkortsdatorer med Linux eller Windows.

• UART: DOUT (stift 2) och DIN (stift 3), 115200 Baud 8N1 som standard (ändras med AT+IPR). Flödeskontrollen RTS/CTS (stift 16 och 12) är aktiverad som standard (AT&K), och databladet rekommenderar att den ansluts.
• USB 2.0: VUSB (stift 6), USB_P (7) och USB_N (8) med differentialpar på 90 Ω. VUSB kräver 2,5 V till 5,5 V för att aktivera USB och drar då mindre än 5 mA.
• Övriga stift: VCC (1), nRESET (5), DTR (9), ON/nSLEEP (13), VREF (14), GPIO_3 (17), GPIO_2 (18), RING (19), ON_OFF (20) och GND (4, 10, 11, 15). VREF (1,65 V till 5,5 V) ger referensnivå för externa I/O-signaler.
• Antenn- och SIM-kontakter: X1 (primär mobilantenn) och X2 (diversity-antenn) på ovansidan, X3 (GPS/GNSS) och J3 (Micro SIM, 3FF) på undersidan.

Modemet startar inte av sig självt när matningen läggs på. Dra ON_OFF till jord i 1 till 2 sekunder med en open-drain- eller open-collector-krets; modemet är redo för AT-kommandon efter cirka 20 sekunder. Avstängning sker med ON_OFF låg i minst 2,5 sekunder eller med AT#SHDN. nRESET (låg nivå i minst 200 ms) är en sista utväg, eftersom upprepad användning kan leda till att enheten svartlistas i nätet.

Programvara och kompatibilitet

• AT-kommandon styr modemet; databladet hänvisar till AT-kommandomanualen för Skywire TCxNAG.
• Dual-image-firmware: AT#FWSWITCH väljer Verizon- eller AT&T-firmware och valet kan sparas i NVM. Kommandot utför en fabriksåterställning av den valda bilden.
• SIM-val: fastlött Verizon-SIM eller 3FF-SIM-kort i J3. 3FF-kortet prioriteras som standard; det fastlödda SIM-gränssnittet aktiveras med AT-kommandon, varefter man kan växla mellan SIM under drift.
• GNSS: GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo och QZSS med aktiv GNSS-antenn (endast GPS, 17 dB typiskt, 3,3 VDC, högst 100 mA). Antennen kan matas från en 3,3 VDC/100 mA LDO på Skywire som styrs via GPIO5 och är avstängd som standard.
• FOTA (Firmware Over the Air) stöds i hela Skywire-familjen, och databladet rekommenderar att konstruktionen förbereds för FOTA. ON/nSLEEP driver en statuslysdiod som visar nätverksstatus som standard.

Montering och regelefterlevnad

• Montering: två 10-stifts honkontakter med 2 mm delning och 22 mm mellanrum (exempel: Sullins NPPN101BFCN-RC) eller direktlödning mot två rader om tio genomplätterade hål på 0,8 mm. Modemet saknar fästpunkter och kan säkras med buntband, skumtejp, kapslingen eller lödning. Fel orientering skadar enheten.
• Primär antenn: 50 Ω, förstärkning under 3 dBi och VSWR ≤ 2:1 rekommenderat. Diversity-antenn: 50 Ω och VSWR ≤ 2:1. Båda ska enligt operatörskrav implementeras. Exempel i databladet: Airgain F47AGBWA-G150U (intern) och ET56AGBJA (extern, U.FL till SMA-adapter krävs).
• FCC ID RI7LE910CXNF och IC ID 5131A-LE910CXNF, hämtade från den inbyggda Telit LE910Cx-NF-modulen. Godkännandena kan återanvändas i slutprodukten om antennen sitter längre än 20 cm från människokroppen och inga intilliggande sändare finns.
• Certifieringsstatus enligt databladet rev 14: PTCRB, AT&T och Verizon anges som ”Complete” för TC4NAG.

Egenskaper

• 4G LTE Category 4 med fallback till 3G HSPA+
• Toppfart 50 Mbps upplänk och 150 Mbps nedlänk
• LTE-FDD-band B2, B4, B5, B12, B13, B14, B66 och B71
• En artikelvariant för både AT&T och Verizon; AT&T FirstNet (Band 14)
• Inbyggt GNSS: GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo och QZSS
• Dubbla SIM: 3FF-kortplats och fastlött Verizon-SIM
• UART (115200 Baud 8N1 som standard) och USB 2.0
• Integrerad TCP/IP-stack och stöd för FOTA
• Matning VCC 3,40 V till 4,20 V (rekommenderat 3,80 V)
• Avstängt läge 4,4 µA i medelström (AT#SHDN, mätt vid 3,8 V)
• Drifttemperatur -40 °C till +85 °C
• Skywire-formfaktor, 29,0 x 33,9 x 10,7 mm, 8 g

Användningsområden

• Mobilanslutna produkter för Nordamerika med krav på LTE Category 4 (upp till 150 Mbps nedlänk)
• Enheter som ska ansluta till både AT&T och Verizon med samma artikelvariant
• Spårning och positionering med inbyggt GNSS
• Konstruktioner med AT&T FirstNet (Band 14)
• Inbyggda system med UART-mikrokontroller eller USB-värd med Linux eller Windows

Certifieringar och standarder: FCC ID RI7LE910CXNF, IC ID 5131A-LE910CXNF, PTCRB (Complete enligt databladet rev 14), AT&T (Complete enligt databladet rev 14), Verizon (Complete enligt databladet rev 14)

Databladet (PN 1002147 rev 14, september 2021) gäller både TC4NAG och TC1NAG; uppgifterna ovan avser TC4NAG. Certifieringsstatus är hämtad från rev 14 och kan ha ändrats; Telus- och Rogers-certifieringar drivs enligt databladet inte av NimbeLink för närvarande. Databladet anger artikelnummer NL-SW-LTE-TC4NAG, leverantörslistan NL-SW-LTE-TC4NAG-B.

Tillverkarens artikelnummer NL-SW-LTE-TC4NAG-B. Uppgifterna är hämtade ur tillverkarens datablad (PDF). Lagerförd vara – skickas inom 1–3 vardagar.