跳转至

电路和使用说明

Air8202工业模组板载的硬件功能，都可以在Air8202工业模组原理图里详细了解；

Air8202_V1_20260825_2250.pdf Air8202G_V1_20260816.pdf

接下来，我们对每一个板载功能模块进行较为详细的说明。

0，型号说明；

Air8202系列工业模组，当前共有两个型号，一个是Air8202C，一个是Air8202G；

除此之外，还有一款适用于锂锰电池的Air8202T在规划中，不过也有可能以其它型号出现，主要看实际设计出来的板子是不是能和8202大小一致；

Air8202C一页纸

image.png

Air8202G一页纸

image.png

1，原理图；

Air8202G_V0_20260713.pdf

2，Air780EGG模组；

4G Cat.1模组Air780EGG是Air8202工业模组的绝对大脑，不但负责4G和GNSS定位，还内置了G-Sensor做震动判断，可以有效滤除GNSS静态飘逸，也可以根据有无震动做功耗控制；

Air780EGG相关资料：

https://docs.openluat.com/air780egh/product/；

Air780EGG硬件资料：

https://docs.openluat.com/air780egh/luatos/hardware/；

原理图部分；

image.png

PCB部分；

image.png

3，SIM卡；

Air8202兼容设计了两张SIM卡，双卡单待；

SIM1为自弹式SIM卡槽，Micro SIM小卡，焊盘预留，默认不贴；

SIM2为2mm*2mm贴片SIM卡，默认SIM卡；

原理图部分；

image.png

PCB部分；

SIM卡座和GNSS天线、4G贴片天线，位于PCB的TOP面；SIM卡座介于GNSS天线和4G贴片天线之间；

image.png

4，GNSS天线；

Air8202板载的是18mm*18mm无源陶瓷天线；

原理图部分；

image.png

PCB部分；

SIM卡座和GNSS天线、4G贴片天线，位于PCB的TOP面；SIM卡座介于GNSS天线和4G贴片天线之间；

image.png

5，4G贴片天线；

Air8202板载4G贴片天线，相对一般的板载天线，无论VSWR、效率还是增益，各项指标的均衡都做得非常不错；

4G贴片天线资料：

https://docs.openluat.com/accessory/AirANT/shouce/；

4G贴片天线设计指导：

https://docs.openluat.com/air780epm/luatos/hardware/ant/#airant1564；

4G贴片天线购买：Luat.taobao.com;

原理图部分；

image.png

PCB部分；

SIM卡座和GNSS天线、4G贴片天线，位于PCB的TOP面；SIM卡座介于GNSS天线和4G贴片天线之间；

image.png

6，看门狗Air153C(GPIO24喂狗)；

Air8202C板载了独立硬件看门狗Air153C，通过GPIO24进行喂狗操作；

Air8202G板载了独立硬件看门狗Air153D，通过GPIO24进行喂狗操作；

Air153C/Air153D资料 ；

不进行喂狗操作，是大家在初始接触时最常遇到的困惑：为什么我的Air8202隔几分钟就会自动重启？

原理图部分；

image.png

PCB部分；

image.png

7，两颗LED灯；

两颗LED灯，均由AGPIO控制，在低功耗模式下可保持电平，也就是可保证两颗LED常亮或常闭；

原理图部分；

image.png

PCB部分；

image.png

8，光敏防拆(仅Air8202G支持)；

Air8202G预留了一颗光敏电阻的焊盘，光暗时GPIO20为高电平，光亮时GPIO20由高变低，Air780EGG接收到GPIO20(WAKEUP3)中断信号，即可判断Air8202G已被拆卸；

说明！Air8202C为默认不焊接光敏电阻版本，Air8202G为默认焊接光敏电阻版本；

原理图部分；

光敏电阻型号为GL5528，暗光下阻值1MΩ，亮光下阻值8-20K；

image.png

PCB部分；

image.png

9，锂电池充电管理；

锂电池充电管理，是Air8202设计比较有特色和出彩的部分；

  1. 在由USB进行供电充电前，先由OVP芯片YHM2019进行保护；

    YHM2019 REV2.0.pdf

  2. YH2712A负责充电管理，特色之一是可以软件设置电池电压类型，无论是4.2V还是4.35V的电池都可以软件自由设置；

    YHM2712A.pdf

  3. YH2712A特色之二是支持"船运模式"，也就是软件控制YH2712A断开电池供电路径，应用场景是当大家的产品为上电开机同时又在出厂时必须安装好电池时，可以使用此模式进行断电控制；

    当插入USB进行充电时，YH2712A自动退出"船运模式"；

  4. YH2712A与Air780EGG之间的通信只需要一个GPIO25，我们有专门的扩展库供大家直接调用：

  5. YH2712A还有一个隐藏技能：

    1. 当系统中没有电池时，直接插上USB，系统也可以开机并运行，原因是YH2712A内置路径管理功能，可以将USB_VBUS的5V降压到合理的范围给系统供电，具体降压到几伏以及应该怎么控制，详见扩展库：

    2. 需要特别说明的是：这种情况下YH2712A能输出的最大电流是800mA，不过在绝大多数情况下运行都没问题；

原理图部分；

0e717f32e29cb79ea08fcd0c46821770.png

PCB部分；

image.png

10，锂电池插座及拨码开关；

Air8202板载了锂电池插座，1.25mm间距，同时也支持在不贴插座的时候直接将锂电池引线焊接到插座焊盘上；

同时，虽然锂电池充电管理芯片YH2712A支持船运模式，我们还是设计了一个物理拨码开关用于电池供电的打开和关闭，供大家选择；

原理图部分；

image.png

PCB部分；

说明！

拨码开关拨到板边为关闭，拨到模组和天线方向为导通；

image.png

11，Type-C USB座子；

Air8202板载的Type-C USB座子，既可以用于下载(烧录软件)，也可以用于调试(搭配LuaTools)，也可以用于为锂电池充电；

原理图部分；

image.png

PCB部分；

image.png

12，充电电源焊点；

Air8202除支持USB充电外，也支持焊接点直接焊接；

不过需要提醒的是，充电电压不能超过5.5V，且不能与USB同时接入；

原理图部分；

image.png

PCB部分；

image.png

二，整机结构设计

合宙内部整机外壳设计方案，请大家参考：Air8202G整机设计说明

1）核心原则；

  1. Air8202包含了除电池之外的所有功能模块，包括GNSS和4G天线、SIM卡座、USB充电座、电池开关等，所以，Air8202的外壳设计将相对简单非常多；

    https://docs.openluat.com/air8202/product/

8938ac3ffcd48c55e4704af9235acaaa.jpg dfbcf8fe9566af70d818017d9faac739.jpg

  1. 一般来说，电池可以分为硬包电池和软包电池；

    软包电池一般指的是聚合物锂电池，如下：

image.png

硬包电池，种类很多，比较典型的是，一种是可以充电的圆柱形锂离子电池，一种是不可充电的一次性锂锰电池；

圆柱形锂离子电池，最常用的是18650，其直径为18mm，高度为65mm；

其次是18500，其直径为18mm，高度为50mm；
image.png image.png 
一次性锂锰电池，一般的规格为CR1214250和CR17505，正常工作电压是2\.0V\-3\.0V，需要升压电路，当前的Air8202还不支持；
d6a8aed846574f37b3bb9cb779c71b86.png image.png 
**锂锰电池（LiMnO₂）电压范围**

锂锰电池（CR 系列）的电压特性如下：

|    参数|    电压值|
|---|---|
|    标称电压|    3.0V|
|    开路电压（满电）|    约 3.1V ~ 3.3V|
|    工作电压范围|    约 2.0V ~ 3.0V|
|    放电平台电压|    约 2.7V ~ 2.9V|
|    截止放电电压|    约 2.0V|

**关键说明**

- 放电曲线较平坦：锂锰电池在大部分放电周期内电压稳定在 2.7\~2.9V，接近耗尽时才快速下降，这是其优势之一。

- 温度影响：低温环境下电压平台会略有降低，高温环境下开路电压变化不大但自放电加快。

- 不可充电：锂锰电池是一次性电池，强行充电可能导致膨胀、漏液甚至爆炸。

**常见型号参考**

- CR2032、CR2025、CR1220（纽扣型）

- CR14250、CR2、CR123A（圆柱型）

- 均为标称 3.0V，属于同一体系。

  1. 基于Air8202的特点：

  2. 尺寸为26mm*50mm；

  3. 支持充电，不支持升压；

  4. 所以，首先选择18550尺寸的锂离子电池作为搭配设计外壳；

  5. 18650尺寸更大，容量更大，也更通用，唯一缺点是长度偏长；

  6. 聚合物锂电池基本都是非标，我个人判断并不适合作为展示样品使用；

image.png

2）参考样机；

友商A

  1. 小尺寸一次性锂锰电池CR14250；

  2. PCBA与Air8202高度相似，包含了所有外设，包括天线和光敏电阻；

  3. 由于是一次性电池，所以不支持充电；

  4. PCBA尺寸比Air8202更大，大约27.5*53；

  5. 外壳为可拆卸结构，因为支持终端客户打开外壳，拨动供电开关，对做库存和运输比较友好，不浪费电；

image.png 1cb842689012ffb84b6d5fbeb0ecb3e2.jpg
9ba76030ccf215a66f7b57cb561501c6.jpg 8e34dc90df25b18617c3cac11f683ee8.jpg
89901cf6b27cc9ea905b8f3cb096b891.jpg 75b2648d54800e5b555a9305f6c5120e.jpg
0c7ec67111a2c724c5a71388d26237a9.jpg 0aca31df79b8281a8deefdb4a42e6eae.jpg

友商B

  1. 小尺寸一次性锂锰电池CR17505，与圆柱形锂离子电池18500尺寸相当；

  2. 尺寸1842，比Air8202的2250要小一些；

  3. 由于没有板载天线，所以天线的处理要比较复杂，需要一个专门的独立结构承接FPC天线；

  4. 支持终端客户滑动开盖，以便插卡和拨动电源开关开机，在储存和运输途中可以有效省电；

  5. 由于是一次性电池，所以也不支持充电；

786035855e07d475b819fad9409d8e2e.jpg 1f05f77f4b52260cb8b55c2df40344d8.jpg
2bcb1eb7a3e1646ddd3c8c1dbf1d3c57.jpg ff2a6cabebd6e45b2e565b2802cabf11.jpg
f6cdb48ecf4785aaad9b521d674713cc.jpg 1b1d5b8ce2cfc1e72cb8992461a6d50c.jpg
e88600c7b86d85fc68d61cd638f48d2f.jpg ee6742b9c68604f43cff763f3b67c382.jpg
d5b47c213b017bcf36ed0fa8edd43a25.jpg 76c8403d0539e98441e201c6aa2e9c1f.jpg
0d109976a45124dbd674e5cdbdc94779.jpg 110d115ac138f89ee1f847c9f375b094.jpg

3）结构设计；

参考两位友商的产品，结合Air8202的尺寸和元器件布局，我认为Air8202的整机结构应该设计如下：

  1. 像友商B的设计一样，圆柱形锂离子电池18500与Air8202平行放置，而不是上下放置，这样可以有效保证天线的性能，减小厚度，以及给光敏电阻留出开孔空间；

  2. 圆柱形锂离子电池，使用胶固定，Air8202主板，需要螺丝固定，相应结构外壳需要加上螺丝孔；

  3. 需要留出Type-C USB座子的开口位置，可以使用不防水的3D打印的软套，非硅胶套；

  4. 需要留出Nano-SIM卡座的开口位置，可以使用不防水的3D打印的软套，非硅胶套；

  5. 需要留出光敏电阻的开口位置，可以使用不防水的3D打印的软套，非硅胶套，是否可以做到透光待评估；

4）3D打印外壳；

合宙有完善的3D打印外壳服务，接下来我们会陆续将3D打印的外壳发布到这里。

搜索