Koppar-AI LTE Modem Open Hardware Project

Koppar-AI LTEモデムプロジェクトは、携帯電話回線をコンピュータに直接統合するためのハードウェアソリューションを提供します。Quectel EC25-EUXモジュールとRP2040マイクロコントローラを活用することで、このデバイスはホストコンピュータに対してネットワークアダプタ、ATコマンド用のシリアルポート群、および通話音声用のUSBサウンドカードとして認識されます。これにより、ユーザーはヘッドセットや自動化スクリプト、AIエージェントを介して通話やテキストメッセージを処理できるようになります。

ハードウェアアーキテクチャ

このボードはUSB-C周辺機器として機能する4層設計です。USBハブを使用して、ホストシステムに対して以下の3つの異なるインターフェースを公開します。

• ネットワークアダプタ: Quectel EC25-EUXを搭載し、3G/2Gフォールバックを備えたLTEデータ通信を提供します。
• シリアルポート: SMS、発信者番号通知、通話応答を管理するためのATコマンドの発行に使用されます。
• USBサウンドカード: RP2040によって管理され、モジュールの1.8V PCMオーディオインターフェースをUSBホストにブリッジします。これにより、コンピュータは電話回線を標準的なオーディオ入出力デバイスとして扱うことができます。

電源供給システムには、GSM送信バースト時に必要となる2Aの電流スパイクを処理するために特別に設計された3.8V降圧コンバータが含まれており、オンボードバッテリーなしで安定性を確保しています。

設計と開発

このプロジェクトは「仕様先行」アプローチを使用して開発されました。これは、最初の要件を単一のテキストファイルで定義してから、回路図とPCBレイアウトに変換する手法です。リポジトリには、完全な KiCad 10 プロジェクト、製造ファイル (Gerbers)、および JLCPCB 用の組み立て手順が含まれています。

主要な設計の反復はレビュープロセスで文書化されており、初期リビジョンからのいくつかの重大な問題が特定され、修正されました。これには以下が含まれます。

• アンテナフィードのインピーダンス不整合。
• インダクタに対する降圧コンバータの不適切な配置。
• SIMカードソケットの向きの誤り。

コミュニティのフィードバックと考察

このプロジェクトをめぐる議論では、実装の有用性と技術的な課題の両方が強調されています。ユーザーは、Quectel EC25-EUXモジュールへの依存がVoLTEサポートへの依存を生むことを指摘しました。これは、世界中の通信事業者が2Gおよび3Gネットワークを段階的に廃止する中で非常に重要です。

設計プロセスに関して、一部のコミュニティメンバーはハードウェアの「AI生成」という性質について懐疑的な見方を示し、物理的な検証なしでの実現可能性に疑問を呈しました。著者の @abijahkaj は、開発ワークフローについて次のように説明しています。

"私は仕様を1ページのテキストとして書き、私が構築しているツールであるKopparが回路図とボードを生成しました。その後、データシートと照らし合わせてレビューを行いました。そのレビューで、層をまたぐ35 Ωのアンテナフィード、インダクタから60 mm離れた降圧コンバータ、ボードの内側を向いたSIMソケットが見つかりました。" — @abijahkaj

今後の展望

このプロジェクトは現在、組み立て前の段階にあります。今後の開発マイルストーンには、ボードの物理的な立ち上げ、RP2040サウンドカードファームウェアの完成、およびエンドツーエンドのオーディオパスのテストが含まれます。この設計は、CERN Open Hardware Licence Version 2 (Permissive) の下で公開されています。