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Air8202G工业模组使用手册

零，Air8202G工业模组使用手册-飞书文档版

Air8202G工业模组使用手册-飞书文档版,点击查看

一，产品介绍；

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1，Air8202G是一款基于Air780EGP设计的定位器方案，设计目标是：功能符合直觉，性能超越预期；

说人话就是：用着简单，用着更爽；

2，Air8202G的产品定义，核心特点如下；

  • 板载GNSS陶瓷天线，板载4G贴片天线；

  • 支持4.2V和4.35V电池类型灵活充电控制；

  • 支持软件控制断电模式，出厂电池安装好无压力；

  • 支持光敏电阻焊接，防拆模式随时上报状态；

  • 较小尺寸22mm*50mm，带三个定位孔，方便固定；

  • 只适合电池供电和塑料外壳，不适合铁质外壳，不支持大于4.35V 的外部电源供电；

3，搭配合宙iRTU固件，iRTU配置后台，合宙云AirCloud，合宙定位小程序，真正实现软件免开发；

关于iRTU相关介绍，请点击了解；

https://docs.openluat.com/value/irtu/state/

4，Air8202G原理图完全公开，PCB不公开；

原理图公开是为了调试方便，PCB不公开是为了让大家更关注产品本身，而不是关注在技术实现的细枝末节上；

Air8202G_V0_20260713.pdf

5，合宙Air8xxx系列工业模组，面向不同的应用场景，各有专长；

Air8780系列 以Air780系列模组为基础，将SIM卡、电源、USB下载、天线、音频等电路集成板载，并留出最常用的信号管脚，可插针型号，可邮票孔焊接形式，可二次过炉批量生产
Air8781系列 体积最小、方便烧录、集成SIM卡座、外接IPEX天线、成本最优的串口小板
Air8782系列 在Air8781的基础上，扩展支持485/232/UART等通信接口
Air8700系列 使用Air700系列模组，搭配SIM卡座和IPEX天线座子，通过邮票孔引出所有模组管脚
Air8702系列 使用Air700系列模组，扩展支持485/232/UART通信接口，同时支持硬件看门狗/IPEX天线接口及上电开机等
Air8201系列 适用于宠物定位器的PCBA，集成了通信、定位、G-Sensor、气压传感器、充电管理等电路，可直接用于量产
Air8202系列 集中在锂电池供电的场景，支持板载4G天线和GNSS天线，支持锂电池充电管理和贴片卡/SIM卡兼容
Air8300 支持双网口、4G、WiFi、双485等接口大PCBA，可直接用于量产
Air8301 支持双网口、双485、双232、双DI、双DO的大屏HMI工控板，可直接用于量产
其它型号 合宙官方陆续推出中，如果你有好的想法和需求，欢迎提出来沟通

二，硬件说明；

1，原理图；

Air8202G_V0_20260713.pdf

2，Air780EGP模组；

4G Cat.1模组Air780EGP是Air8202G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；

Air780EGP相关资料：https://docs.openluat.com/air780egh/product/；

Air780EGP硬件资料：https://docs.openluat.com/air780egh/luatos/hardware/；

原理图部分；

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PCB部分；

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3，SIM卡；

Air8202G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；

SIM2为2mm*2mm贴片SIM卡，预留，默认不贴；

原理图部分；

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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；

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4，GNSS天线；

Air8202板载的是18mm*18mm无源陶瓷天线；

原理图部分；

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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；

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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；

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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；

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6，看门狗Air153C(GPIO24喂狗)；

Air8202G板载了独立硬件看门狗Air153C，通过GPIO24进行喂狗操作；

Air153C扩展库 https://docs.openluat.com/osapi/ext/air153C_wtd/；

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；

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PCB部分；

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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；

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PCB部分；

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8，光敏防拆；

Air8202G预留了一颗光敏电阻的焊盘，可以在需要的时候焊接，然后通过ADC值的变化来判断设备是否安装完好还是已被拆卸；

原理图部分；

说明！ADC电源硬件上兼容设计了GPIO28和VBAT供电两种方式，实际贴的是R242，也就是由GPIO28供电；

原理是：

当需要检测ADC0值时，软件控制GPIO28输出高电平3.3V，通过ADC0测量电压的大小，来判断产品是否被拆卸；

光敏电阻型号为GL5528，暗光下阻值1MΩ，亮光下阻值8-20K；

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PCB部分；

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9，锂电池充电管理；

锂电池充电管理，是Air8202G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Air780EGP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；

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PCB部分；

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10，锂电池插座及拨码开关；

Air8202G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；

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PCB部分；

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11，Type-C USB座子；

Air8202G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；

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PCB部分；

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12，充电电源焊点；

Air8202G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；

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PCB部分；

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三，结构尺寸；

PCB板厚：1.2mm；

其它尺寸，以实物为准；

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四，如何设计整机？

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，Air8202G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，Air8202G的外壳设计将相对简单非常多；

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

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2，一般来说，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：

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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；
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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Air8202G还不支持，后续会增加新型号Air8202T覆盖支持一次性锂锰电池；

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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。

3，基于Air8202G的特点：

  • 尺寸为26mm*50mm；

  • 支持充电，不支持升压；

  • 所以，首先选择18550尺寸的锂离子电池作为搭配设计外壳；

  • 18650尺寸更大，容量更大，也更通用，唯一缺点是长度偏长；

  • 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；

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2）参考样机；

友商A

  1. 小尺寸一次性锂锰电池CR14250；

  2. PCBA与Air8202G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Air8202G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；

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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18*42，比Air8202G的22*50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；
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3）结构设计；

参考两位友商的产品，结合Air8202G的尺寸和元器件布局，我认为Air8202G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Air8202G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，Air8202G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）软件设计；

有了整机硬件，软件怎么办？

软件有LuatOS-iRTU，合宙云AirCloud，合宙定位小程序。

https://docs.openluat.com/value/irtu/state/

5）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。

五，新型号Air8202T；

如果，你想用一次性不可充电锂锰电池供电怎么办？比如CR14250、CR17505等；

如第四章节所述，锂锰电池的工作电压区间是不可以直接给Air8202G供电的，而且也不需要充电；

所以，我们在Air8202G的基础上规划了新型号Air8202T，做如下修改：

  1. 支持一次性锂锰电池，比如CR14250，CR17505等；

  2. 不支持充电，不支持USB插座，相应的留出需要升级调试的、方便简易夹具的测试点；

  3. 充电部分去掉，换成升压DCDC；

  4. 其余配置不变；

  5. 正在设计中，敬请期待；

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