Individuelles PCB-Design für Logistik & Asset-Tracking
Asset-Tracker fallen im Feld aus banalen Layout-Gründen aus: Die GPS-Antenne sitzt neben dem LTE-PA und bekommt nie einen Fix, oder der Ruheleckstrom entleert die Batterie, bevor das Asset überhaupt ankommt. Wir entwerfen die Platine rund um Funk-Koexistenz, Batterieschutz und echten Mikroampere-Schlaf, damit Tracker den gesamten Lebenszyklus einer Sendung überstehen.
Challenges specific to Logistics & Asset Tracking
GPS bekommt im Feld nie einen Fix
Mobilfunk-Sendebursts und Massefläche-Rauschen entempfindlichen das GNSS-Frontend, sodass der Tracker veraltete oder springende Positionen meldet, sobald er den Labortisch verlässt.
Drei Funkmodule kämpfen um den Platinenrand
GPS-, LTE/NB-IoT- und BLE-Antennen benötigen alle Freiraum und Keep-out auf einer Platine in Kreditkartengröße, und eine schlechte Platzierung verstimmt eine Antenne oder koppelt Rauschen in eine andere ein.
Batterie stirbt, bevor das Asset ankommt
Leckströme im Mikroampere-Bereich durch Pull-ups, Pegelwandler und einen undichten Regler entleeren die Zelle über Wochen des Schlafs unbemerkt und zerstören Mehrjahres-Batterieziele.
Batterieschaden durch Tiefentladung oder Hitze
Fehlender Schutz, keine NTC-Erfassung und kein Rückstrompfad lassen eine Li-Ion- oder LiPo-Zelle tiefentladen oder heiß laden, was Sicherheits- und Rücklaufrisiken im Feld schafft.
Kein Platz mehr für eine brauchbare Antenne
Das Verkleinern der Platine, damit sie ins Gehäuse passt, presst den Antennenfreiraum und die Stack-Höhe zusammen und tauscht Reichweite und Effizienz gegen ein paar Millimeter Fläche.
How GizanTech solves them
- Multi-Radio-Koexistenz-Layout. GNSS-, LTE/NB-IoT- und BLE-Antennen mit ausgemessenen Keep-outs platzieren, das GNSS-Frontend mit einem SAW-Filter und LNA isolieren und TX-Bursts vom Empfangspfad wegrouten, um Desense zu verhindern.
- Antennen-Keep-out und -Abstimmung. Masse-Freiraumzonen je Antennen-Datenblatt reservieren, Pi-Netzwerk-Anpassungsfootprints hinzufügen und den Stack so budgetieren, dass jedes Funkmodul für sein Band am finalen Gehäuse abgestimmt ist.
- Mikroampere-Schlafarchitektur. Leckstrompfade mit Lastschaltern und einem Low-Iq-LDO/-Buck aufspüren, Pull-ups und Pegelwandler abschalten und vor Freigabe einen Schlafstrom unter 10 uA an einem Hardware-Stromprofil verifizieren.
- Batteriemanagement und -schutz. Einen Fuel-Gauge spezifizieren, eine dedizierte Schutz-IC mit Tiefentladungsabschaltung, NTC-Thermistor-Erfassung für JEITA-Ladefenster und einen Rückstrom-Ideal-Dioden-Pfad.
- Platinenfläche- und Stack-Abwägung. Einen DFM-bewussten Floorplan vorantreiben, der ins Gehäuse passt und dabei Antennenfreiraum und Bauteilhöhe schützt, wobei vergrabene/blinde Vias nur dort eingesetzt werden, wo sie sich auszahlen.
| Regel | Zielwert | Fehlermodus | Layout-Maßnahme |
|---|---|---|---|
| GNSS-Antennen-Keep-out zum LTE PA/TX | >= 10 mm Randabstand, kein Kupfer unter dem Speisepunkt | Desense: schlechter oder kein Fix, springende Position | GNSS an den fernen Platinenrand setzen, SAW+LNA-Frontend, TX-Leitung weggeroutet |
| BLE- / Mobilfunk-Antennenisolation | >= 15 dB Port-zu-Port, getrennte Masse-Keep-outs | Übersprechen verstimmt und verschiebt Funkbänder | Orthogonale Antennenausrichtung, dedizierter Freiraum je Datenblatt |
| Schlafleckstrom-Budget | < 10 uA gesamter Ruhestrom im Tiefschlaf | Kurze Batterielebensdauer, stirbt vor Ankunft des Assets | Lastschalter je Schiene, Low-Iq-LDO, abgeschaltete Pull-ups und Wandler |
| Batterieschutz und Thermik | Tiefentladungsabschaltung + NTC im JEITA-Fenster | Zellen-Tiefentladung oder Heißladen, Sicherheitsrisiko | Schutz-IC, Thermistor an der Zelle, Rückstrom-Ideal-Diode |
| Platinenfläche vs. Stack-Abwägung | Ins Gehäuse passen, Antennenfreiraum + Höhe wahren | Beengte Antenne ruiniert Reichweite und Effizienz | DFM-Floorplan, blinde/vergrabene Vias nur wo sie sich lohnen |
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Frequently asked questions
Warum bekommt mein Tracker keinen GPS-Fix, sobald er versandt wird?
Fast immer ist es HF-Koexistenz: Das GNSS-Frontend wird durch Mobilfunk-TX-Bursts oder verrauschte Masse entempfindlicht. Wir fügen einen SAW-Filter und LNA hinzu, erzwingen Antennen-Keep-outs und routen den TX-Pfad vom Empfänger weg.
Wie erreichen Sie eine mehrjährige Batterielebensdauer mit einer Zelle?
Wir entwerfen für Tiefschlaf-Leckstrom unter 10 uA mit Lastschaltern, einem Low-Iq-Regler und abgeschalteten Pull-ups und verifizieren dann den Ruhestrom an einem Hardware-Stromprofil, statt den Datenblattsummen zu vertrauen.
Können Sie GPS, Mobilfunk und BLE auf einer Platine in Kreditkartengröße unterbringen?
Ja, aber es ist ein Floorplanning-Problem. Wir budgetieren Antennenfreiraum und -isolation je Datenblatt, platzieren die Funkmodule orthogonal und wägen Platinenfläche gegen Stack-Höhe ab, um jede Antenne effizient zu halten.
Übernehmen Sie Li-Ion-Schutz und ein zertifizierungsbereites Layout?
Wir spezifizieren eine Schutz-IC mit Tiefentladungsabschaltung, NTC-Thermistor-Erfassung für JEITA-Ladefenster und Rückstromschutz und legen das Layout für die Sicherheits- und EMV-Tests aus, die Ihr Mobilfunkanbieter oder Ihre Region verlangt.