Description

SIM7600G-H M.2 4G HAT

Der HAT macht aus einem Raspberry Pi oder einem vergleichbaren Host wie Jetson Nano oder PC ein mobilfunkfähiges Gerät. Physisch wird er über die 40-Pin-GPIO-Stiftleiste aufgesetzt, die die Stromversorgung, die Steuersignale UART, PWR und RST sowie das Stapeln weiterer HATs bereitstellt. Die eigentliche 4G-Datenverbindung zum Host läuft über USB: bei Raspberry Pi 4B/3B+ über den mitgelieferten USB-Adapter, bei PC oder Jetson Nano über ein USB-Kabel. Den Funkverkehr übernimmt das eingesteckte SIM7600G-H-M.2 Modul, ein LTE-Cat-4-Modul mit bis zu 150 Mbps im Downlink und 50 Mbps im Uplink, das zusätzlich 3G und 2G unterstützt. Eine SIM-Karte einsetzen, Antennen anschrauben, konfigurieren, danach kann der Rechner über das Mobilfunknetz online gehen, telefonieren, SMS senden und seinen Standort per GNSS über GPS, Beidou, Glonass, Galileo und QZSS bestimmen.

Das M.2 Modul

M.2 ist eine genormte Steckkarten-Bauform, die ursprünglich aus dem PC-Bereich stammt und kompakte Einsteckmodule beschreibt. Die Zusatzbezeichnung B Key gibt die Anordnung der Kontakte an der Steckkante an und legt fest, welche Module in den Slot passen. Auf dem HAT sitzt ein solcher M.2-B-Key-Slot, in den im Lieferzustand das SIM7600G-H-M.2 Modul gesteckt ist. Dieses Modul stellt die Verbindung zum Mobilfunknetz her, vergleichbar mit dem Funkbaustein in einem Smartphone. Es vereint Mobilfunk über 4G, 3G und 2G, GNSS-Positionsbestimmung sowie Telefonie und SMS in einer Einheit und besteht aus dem eigentlichen SIM7600-H-Funkmodul auf einer M.2-Adapterplatine. Da das Modul gesteckt und nicht fest verlötet ist, lässt es sich entnehmen und gegen andere unterstützte 4G- oder 5G-Module der freigegebenen Serien tauschen. So bleibt die Trägerplatine erhalten, während die Funktechnik bei Bedarf gewechselt oder aufgerüstet wird.

Antennen

Für den Funkempfang stehen vier SMA-auf-IPEX-Antennenschnittstellen bereit, von denen zwei bereits vorbestückt sind und ohne Umbau genutzt werden können. SMA und IPEX sind genormte Steckverbinder für Antennen. Über die IPEX-4-Schnittstelle des Moduls werden eine LTE-Hauptantenne, eine LTE-Diversity-Antenne und eine GNSS-Antenne angebunden.Die Diversity-Antenne verbessert den Empfang bei schwankender Signalstärke. Im Lieferumfang enthalten sind zwei Antennen, zwei IPEX-Adapterkabel sowie eine passive GPS-Antenne für die Positionsbestimmung. Die Position der SMA-Anschlüsse lässt sich verändern, nicht genutzte Anschlüsse können mit den beigelegten Schutzkappen verschlossen werden.

Funktionsweise

Das Modul deckt drei Aufgaben gleichzeitig ab: Datenverbindung über TCP, UDP, MQTT, HTTP(S) und FTP(S) für die Cloud-Anbindung, Sprach- und Textkommunikation über AT-Befehle sowie Positionsbestimmung per GNSS über GPS, Beidou, Glonass, Galileo und QZSS. Ergänzend ist eine gröbere Ortung über Mobilfunkzellen per LBS möglich, die auch ohne freie Satellitensicht funktioniert. Stromversorgung und Steuerung sind getrennt regelbar: Speisung wahlweise über USB oder über einen separaten USB-C-Eingang für höhere Lasten mit bis zu 3 A Ausgangsstrom, Steuersignale per DIP-Schalter, Status über LED und Reset-Taste. Ein Lüfter hält Platine und Modul kühl.

Einsatzideen

• Mobile Messstation: Sensordaten von Geräten ohne WLAN oder Kabelnetz direkt in die Cloud übertragen, etwa für Umwelt- oder Energieüberwachung.
• Fahrzeug- und Flottentelematik: Standortverfolgung per GNSS kombiniert mit Datenfunk für Routen, Zustand und Fernabfrage.
• Fernüberwachung im Außenbereich: Kameras, Steuerungen oder Anlagen über Mobilfunk anbinden und per SMS oder Datenkanal alarmieren.
• Backup-Internetzugang: Raspberry Pi als ausfallsicherer Mobilfunk-Router, wenn die Festverbindung ausfällt.
• Kommunikationsknoten: Telefonie und SMS direkt aus eigenen Anwendungen heraus, etwa für Benachrichtigungssysteme oder Zwei-Wege-Kommunikation.

Zusammengefasst bildet der HAT die Brücke zwischen einem Einplatinencomputer und dem weltweiten Mobilfunknetz, eine Plattform für überall verbundene Projekte, vom Prototyp bis zur industriellen IoT-Anwendung.

Merkmale im Überblick

• 4G/3G/2G-Kommunikation und GNSS-Positionsbestimmung über weltweit genutzte Frequenzbänder, LTE Cat-4
• Unterstützung von Dial-up, Telefonie, SMS sowie TCP, UDP, MQTT, HTTP(S) und FTP(S)
• GNSS-Ortung über GPS, Beidou, Glonass, Galileo, QZSS und LBS
• USB-3.1-Buchse (USB 2.0 kompatibel) zur Verbindung mit PC, Raspberry Pi oder Jetson Nano
• UART-, PWR- und RST-Steuerpins mit integriertem Pegelwandler, aktivierbar über DIP-Schalter, für Hosts wie Raspberry Pi oder Arduino
• USB-C-Anschluss, per Schalter aktivierbar, für eine separate Stromversorgung des Moduls
• Ein-/Ausschalter, Reset-Taste und LED-Anzeige für Betrieb und Statuskontrolle
• Vier SMA-auf-IPEX-Antennenschnittstellen, davon zwei vorbestückt
• Audio-Klinke und Audio-Decoder für Audiobetrieb wie Telefonie
• Stromversorgungsschaltung mit bis zu 3 A Ausgangsstrom
• 40-Pin-GPIO-Header, stapelbares Design für weitere HATs
• Lüfter zur Wärmeableitung für Raspberry Pi und Modul
• M.2-B-Key-Slot für austauschbare 4G-/5G-Module
• Zwei SIM-Kartenslots, Dual-Card-Single-Standby

Kompatibilität

• Raspberry Pi Serie (40-Pin-GPIO-Header), darunter Raspberry Pi 4B und Raspberry Pi 3B+
• Raspberry Pi Compute Module über CM4-IO-BASE-A/B
• Jetson Nano Serie
• Windows-PC über USB-Kabel
• Betriebssysteme: Windows 7/8/10/11, Ubuntu, Raspberry Pi OS, OpenWRT, Linux, Android
• M.2-Slot kompatibel mit den Modulserien SIM7600X-M.2, SIM7906X-M.2 und A7906X-M.2 (Schalter A), SIM8202X/SIM8200EA/SIM8262X (Schalter B) sowie RM50X/RM520N-GL/EM06X (Schalter C)

Technische Daten

• Verbautes Modul: SIM7600G-H-M.2, LTE Cat-4, M.2 B Key
• LTE-FDD: B1, B2, B3, B4, B5, B7, B8, B12, B13, B18, B19, B20, B25, B26, B28, B66
• LTE-TDD: B34, B38, B39, B40, B41
• WCDMA / UMTS / HSPA+: B1, B2, B4, B5, B6, B8, B19
• GSM / GPRS / EDGE: 850, 900, 1800, 1900 MHz
• Datenrate LTE Cat-4: bis 150 Mbps Downlink / 50 Mbps Uplink
• Datenrate HSPA+: bis 42 Mbps Downlink / 5,76 Mbps Uplink
• Datenrate WCDMA: 384 Kbps Downlink / 384 Kbps Uplink
• Datenrate EDGE: 236,8 Kbps Downlink / 236,8 Kbps Uplink
• Datenrate GPRS: 85,6 Kbps Downlink / 85,6 Kbps Uplink
• GNSS-Systeme: GPS, Beidou, GLONASS, GALILEO, QZSS
• GNSS-Empfänger: 16 Kanäle, C/A-Code
• GNSS-Empfindlichkeit: -159 dBm (GPS) / -158 dBm (GLONASS) / Beidou TBD; Cold Start -148 dBm
• Time-To-First-Fix (Freifeld): Cold Start kleiner 35 s, Hot Start kleiner 1 s
• SMS-Typen: MT, MO, CB, Text, PDU; Speicherung auf USIM-Karte und ME (Standard)
• Audio: Echounterdrückung, Geräuschunterdrückung; Audio-Chip NAU8810X
• Protokolle (Modul): TCP, IP, IPV4, IPV6, Multi-PDP, FTP, FTPS, HTTP, HTTPS, DNS
• Firmware-Aktualisierung: USB / FOTA
• SIM-Karte: 1,8 V / 3,0 V
• Antennenschnittstelle Modul: IPEX-4 (LTE-Hauptantenne, LTE-Diversity-Antenne, GNSS-Antenne)
• Stromversorgung Modul: 3 V bis 4,2 V
• Stromversorgung HAT: USB-C, 5 V 3 A Eingang; bis zu 3 A Ausgangsstrom
• Schnittstellen HAT: USB 3.1 (USB 2.0 kompatibel), 40-Pin-GPIO, UART, Audio-Klinke 3,5 mm, 4x SMA-auf-IPEX (2 vorbestückt), Reset-Taste, Stromversorgungsschalter, LED-Anzeige, Lüfter-Header 5 V
• Bedienelemente: DIP-Schalter (PWR/RST), Modul-Wahlschalter A/B/C, USB-/EXT-PWR-Schalter
• Bauform Modul: M.2 B Key; Abmessungen Modul 42,0 x 31,4 x 3,8 mm
• Abmessungen Basisplatine: 85,00 x 56,70 mm
• Betriebstemperatur: -40 °C bis +85 °C
• Gewicht: 0,215 kg

Sonstige Daten

• AT-Befehle des Moduls kompatibel mit den Serien SIM7500 und SIM7600
• Zweiter SIM-Kartenslot nur für die Serien SIM8XXX, RM5XX und EM06XX nutzbar, nicht für SIM7600X
• Audiofunktion nur für die Serien SIM7600X und SIM8XXX; RM5XX und EM06XX derzeit ohne Audiounterstützung
• USB-2.0-Schnittstellen-Pads onboard vorhanden
• Treiberunterstützung: USB-Treiber für Windows, Linux und Android
• Anwendungsbeispiele Modul: Gesundheitswesen, bargeldloses Bezahlen, Internet-Telefonie, Umweltüberwachung, Energieüberwachung, Flottenmanagement, industrielle Anwendungen, Landwirtschaft

Lieferumfang

• 1x M.2 TO 4G/5G HAT
• 1x SIM7600G-H-M.2 Modul
• 2x Antenne
• 2x IPEX-Adapterkabel
• 1x 2×20-Pin-Stiftleiste
• 1x passive GPS-Antenne
• 1x USB-3.0-Kabel mit Doppelstecker
• 1x USB-3.0-Adapter
• 1x USB-2.0-Adapter
• 2x SMA-Schutzkappe
• 1x Schraubenset

Links

• Wiki und Dokumentation

Gewicht Brutto (in kg):	0.135
Zolltarifnummer:	84733080
Artikelnummer:	WS-21707
Herkunftsland:	China
Hersteller:	Waveshare
Hersteller Produktnummer:	SIM7600G-H-M2 4G HAT