Présentation du dispositif

Le projet Koppar‑LTE propose une carte à quatre couches qui transforme un ordinateur en terminal téléphonique. En insérant une nano‑SIM et en connectant un seul câble USB‑C, l’appareil expose trois périphériques classiques via un hub USB intégré : un microcontrôleur RP2040, le module LTE Quectel EC25‑EUX et le hub lui‑même. Les appels vocaux transitent sur le même lien USB, ce qui permet d’utiliser un casque ou d’automatiser la prise en charge par un script ou une IA.

Architecture matérielle

La carte repose sur un empilement de 4 couches de 1,6 mm, avec un stack‑up JLC04161H‑3313 dont les pistes d’antenne sont réglées à 49 Ω. Chaque via mesure 0,45 mm × 0,2 mm et aucune via n’est placée dans un pad, ce qui impose un diamètre minimal de 0,2 mm pour le perçage. L’alimentation provient du port USB‑C : 5 V alimentent un convertisseur buck de 3,8 V capable de délivrer 3 A pour les pointes de transmission du module LTE, tandis que le hub, le RP2040 et la mémoire flash sont alimentés en 3,3 V. Trois LED indiquent l’état du réseau (vert = NET), la sonnerie (ambre = RING) et l’appel en cours (bleu = CALL).

Gestion du firmware et du modem

Le RP2040 ne possède pas de bouton BOOTSEL ; il démarre automatiquement en mode bootloader USB, ce qui permet de charger un fichier .uf2 même si le firmware précédent a planté. Les broches de contrôle du module LTE sont pilotées par le RP2040 : GPIO22 gère le signal PWRKEY, GPIO23 le RESET_N. Ainsi, le modem reste éteint tant que le firmware n’a pas initialisé ces lignes. En cas de mise à jour ratée du firmware du EC25, il est possible de forcer le mode « emergency download » en court‑circuitant les broches USB_BOOT et 1V8 pendant le branchement, comme indiqué dans le fichier 

USB_BOOT + 1V8: short while plugging in → EC25 enters emergency download mode
. La prise en charge de la VoLTE dépend du firmware du module et de la configuration de l’opérateur ; les réseaux 2G/3G étant désactivés, la voix ne fonctionne que si le module et le réseau le permettent.

Processus de fabrication et de mise à jour

Les fichiers Gerber (board/fab/gerbers.zip) sont destinés à la production chez JLCPCB, avec les spécifications de via et d’antenne déjà intégrées. La nomenclature (BOM‑JLCPCB.csv) et le fichier de placement (CPL‑JLCPCB.csv) permettent de vérifier la position des LED et du socket SIM avant l’assemblage. Le projet inclut les empreintes, symboles et modèles 3D nécessaires dans le répertoire KiCad, même si certaines pièces n’ont pas de modèle 3D natif ; le script easyeda2kicad génère les fichiers .wrl requis. La version initiale (rev A) présentait une impédance d’antenne de 35 Ω, un buck mal placé et un socket SIM inversé ; la révision actuelle corrige ces défauts et documente chaque modification dans le fichier REVIEW.md.