2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

GSM GPRS SIM800L модуль: описание, подключение. Подключение модуля Sim800l к микроконтроллеру esp8266 Sim800l подключение к arduino

arduinoLab

Подключение GSM модуля на примере SIM800 к Arduino

О правильном подключении GSM модема SIM800L или по чему не работает модем с Arduino.

Особенности SIM800:

  • Четырехдиапазонный GSM/GPRS модуль, 850/900/1800/1900 МГц
  • В зависимости от версии модема, интерфейс USB для обновления программного обеспечения, UART, FM-radio, Bluetooth, PCM
  • Управление AT командами
  • Встроенный стек TCP/IP, UDP/IP, Протоколы HTTP, FTP, Email, PING, MMC
  • Определение местоположения по базовым станциям.
  • Декодирование и формирование DTMF-тонов
  • Воспроизведение аудиофайлов локально и в сторону удаленного абонента

800 серия или что означает буква в конце:

Не только тип корпуса, хотя это основное различие. SIM800A, как и SIM800F, электрически совместим с популярным, но уже снятым с производства SIM900 и предназначен для его замены, SIM800C выполнен в корпусе с возможностью ручного монтажа, LGA монтаж, имеет на борту bluetooth, SIM800L для поверхностного монтажа и имеет на борту FM радио. Программно они полностью совместимы.

Как подключить к Arduino:

Питание:

Диапазон напряжение питания SIM800 (не китайского модуля на SIM800, а модема) составляет от 3,4 до 4,4 В. Рекомендуемое напряжение 4,0 В. Модем рассчитан на батарейное питание от одной Li-Ion банки, напряжение 5 вольт не допустимого, попытки запитать модем от 5 вольт приводит к тому, что модем выключается (уходит в защиту).

Источник питания должен обеспечивать достаточный ток, не менее 2А. Потребляемый ток модема зависит от режима его работы, максимальный пик потребления происходит при включении модуля и соединении с базовой станцией. На вход VBAT настоятельно рекомендуется подключать конденсатор большей емкости с низкий ESR. Потребление электричества не линейное, происходит короткими импульсами, в эти моменты важно не допустить проседания напряжения питания ниже 3,0 В.

В документации на модем, для получения заветных 4,0 вольт, рекомендуют использовать линейный стабилизатор с низким падением напряжения MIC29302 либо более распространенный DC-DC преобразователь LM2596, схема включения выше. Подойдет и MP1584EN, главное напряжение в приделах от 3,4 до 4,4 В и достаточный запас мощности. Плохая идея брать питание от USB, либо выхода 5 вольт ардуино, в этом случаи добиться стабильной работы модема, будет практически не возможно.

Логические уровни и UART:

Как и питание, у модема не стандартный логический уровень 2,8 В, что добавляет веселья. При попытки подключить что либо к 5 или 3,3 вольтовой логике, модем выключается.

Включение модема и PWRKEY:

Например чтобы включить модем, необходимо на ногу PWRKEY модема подать логический 0, тоесть соединить с массой.

В документации предлагают использовать транзисторный ключ, чтобы избежать возможность попадания высокого для модема напряжение 5 вольт на вход.

На китайских модулях о согласовании уровней не заботятся, часто выход PWRKEY выводят на колодку без транзистора, либо соединятся с массой на самом модуле, в этом случаи модуль включается при подачи питания, что не является верным и лишает возможности программного управления питанием модема с микроконтроллера.

Временные интервалы включения показаны на графике выше, включать модуль ногой PWRKEY следует по прошествии 0,5 секунд после подачи питания на ноги VBAT, а добиться ответа на команды по UART, можно не раньше трех секунд после включения.

Выходы TX и RX также должны быть согласованны, подключение модема к 5 вольтовой ардуино без согласования может вывести его из строя, хотя обычно модем поругавшись на «овервольтаж» выключится.

Читать еще:  Программное обеспечение для принтера samsung. Быстрый способ установки принтера без диска

Один из вариантов согласования из документации, обратите внимание на выход VDD_EXT, на этом выходе модем формирует напряжение 2,8 вольт, предназначенное для периферийных устройств.

Другой вариант, рекомендуемый для 5 вольтовых уровней, конвертировать при помощи транзисторов, схема включения аналогична дешевым китайским конвертерам в виде модулей для ардуино.

Подобным решением можно воспользоваться только при проектировании устройств на SIM800, т.е. не используя готовые китайские модули для ардуино, на которых не озаботились вывести выход VDD_EXT на колодку.

Согласовать уровни можно делителем напряжения на двух резисторах, в этом случаи не понадобятся дополнительные напряжения и выход VDD_EXT, но данный способ увеличивает нагрузку на порт и может не стабильно работать на высоких скоростях UART интерфейса.

Правильным решением будет использовать модули с уже установленным на плате конвертером логических уровней, но про разновидности модулей ниже.

Разновидности китайских модулей:

Модуль на SIM800C с минимальной обвязкой. Отсутствует конвертер уровней UART интерфейса, фильтры, стабилизатор питания. Самый популярный, дешевый и малогабаритный.

Аналогичный китайский модуль на SIM800L

Этот модуль уже поинтереснее, есть конвертер уровней (на плате два транзистора 2n7002) два включенных последовательно диода, чтобы снизить напряжение питания 5 вольт до положенных модему 4.2 вольта, решение сомнительное но самое дешевое. Выведена нога для антенны встроенного bluetooth. Все еще отсутствуют фильтры в аналоговой части

Существует аналогичный модуль с тойже распиновкой, но за место конвертера уровней, стоит стабилизатор напряжения питания на DC-DC преобразователе MP1584EN. Странное решение.

Этот мало чем отличается от модулей выше, есть конвертер уровней, есть два диода чтобы снизить напряжение питания 5 вольт до положенных модему 4.2 вольта, к сожелению отсутствуют голосовые функции! возможно будет удобней в подключении, есть крепежные отверстия.

Вот, это уже чтото… Линейный стабилизатор напряжения питания MIC29302, конвертер логических уровней, на плате bluetooth антенна и SMA разъем для GSM антенны, Отсутствуют фильтры на аналоговой части.

Shield от Keystudio, вот это то как должно быть, есть возможность использовать внешнее питание и питание от ардуино, линейный стабилизатор питания MIC29302, фильтры в аналоговой части и джек для подключения гарнитуры, ионистор для часов, вывели даже USB. Один недостаток, цена…

Все таки как подключать к Arduino:

А что подключать и к чему? разновидностей модулей десятки, версий ардуино плат тоже. Я не рекомендую использовать плату Arduino UNO, как и любую другую с ATmega328, совместно с библиотекой SoftwareSerial для работы с модемом, возможно данная связка подойдет для проверки работы модема и отладки, но в устройствах стабильной работы добиться практически не возможно.

Модем общается с микроконтроллерам по средствам UART интерфейса, на UNO единственный аппаратный UART отдан для перепрошивки платы и «монитор порта», это принуждает использовать библиотеку SoftwareSerial.h которая не может нормально переварить поток с модема. Правильным решением будет использовать плату с несколькими аппаратными UART интерфейсами, например Arduino Leonardo, Arduino Mega.

В случаи с Arduino Leonardo и аппаратным UART:

Не простой случай с дешевым модулем на SIM800L, тут нужен отдельный стабилизатор напряжения питания на 4,0 В, нужно согласовывать логические уровни с ардуино при помощи резистивного делителя напряжения, ибо по другому согласовать не получится.

Чуть проще с подобными модулями, где конвертер уровней установлен на плате. Только не забываем дать питание и для конвертера.

Управление модемом:

Общение с модемом происходит при помощи АТ команд, в модем отправляется команда в текстовом виде, а после выполнения команды модем возвращает ответ, самая простая команда «AT» ответ на нее «OK«, служит для проверки соединения с модемом. Список всех доступных команд и возможных ответов можно посмотреть в документации на модем.

Для управления модемом через «монитор порта» в ардуинку нужно залить пример, который транслирует данные из «монитора порта» в UART к которому подключен модем. Убедитесь в правильной скорости UART интерфейса, в настройках модема, скорость порта может отличатся от 9600.

Подключение модуля Sim800l к микроконтроллеру esp8266

ESP8266 стал настоящей новостью прошлого года для всех, кто занимается созданием девайсов на Ардуино. Дешёвый микроконтроллер, с возможностями, превышающими его дорогостоящий аналог, и при этом совместимый с АТ+.

Ардуино не остались за бортом, и теперь данный модуль официально добавлен в списки поддерживаемых платой, а соответственно, всё больше пользователей приобщится к китайскому мк для wi-fi соединения. Но бывает, что в системе необходимо отслеживать и местоположение модуля, для чего одной платы esp8266 будет недостаточно. Здесь и пригодится esp8266 sim800l.

Читать еще:  Новый apple ipad. Годный планшет

Возможности подключения Sim800l к микроконтроллеру esp8266

Для смарт-домов и множества поделок требуется получать уведомление о местоположении платы, будь то дистанционная дверь или обычный трекер. Вот лишь краткий список поделок, которые можно создать, совмещая esp8266 sim800:

  1. Умный дом. Практически любую технику для умных домов можно настроить на определённые патерны при приближении объекта. Но зачем устанавливать датчики движения, если можно просто прикрепить в wi-fi плате sim800, вшить в какой-то предмет одежды мк с аккумулятором (благо, много энергии не потребуется) и автоматически включать свет или открывать дверь при приближении пользователя.
  2. Разнообразные отслеживающие устройства. Речь не идёт о противозаконных жучках и прочих устройствах, нарушающих ваше право на неприкосновенность. Однако мк может работать отдельно от ардуино, а если к нему прикрепить sim800, общие размеры устройства не превысят спичечный коробок. Просто оберните всё в металлический корпус и прикрепите к ключам, в качестве брелока. Отныне найти смартфон, ключи и даже вашу машину на парковке будет в разы проще.
  3. Робототехника и смежные направления. Здесь можно долго говорить о развитии современного виртуального интеллекта и нейросетях, но зачастую, чтобы создавать карту местности и ориентироваться в ней, железякам недостаточно датчиков. И если вы занимаетесь чем-то подобным, то gps модуль пригодится. Особенно он удобен в паре с дронами.

Когда вы определитесь с конечной целью проекта, следует разобраться в нюансах вопроса. Подключение устройств к вышеназванному микроконтроллеру такое же, как у стандартных плат ардуино, разница лишь в количестве доступных пинов. GPS трекер требует для работы от 3.7 до 4.2 вольт, в отличие от стандартных 5, выдаваемых микроконтроллером. Это следует учитывать при построении схемы платы и соответствующе подбирать вспомогательные источники питания. Либо устанавливать трансформаторы и резисторы, в зависимости от того, что вы ещё будете подсоединять к конечной системе.

Как только вы подключите трекер к системе, необходимо будет его запустить и отправить первые команды, лучше всего подойдут АТ и АТ+. Только после этих действий модуль, наконец, начнёт посылать данные и отвечать на ваши запросы, поэтому не стоит беспокоится, если вы его подсоединили, диод мигает, но никаких реакций на скрипты нет. Вам просто необходимо активировать Sim800i при первом использовании, чтобы он успел зарегистрироваться в сети.

Также не стоит рассматривать Sim800i, как альтернативу ESP8266, чем грешат многие пользователи на форумах. Если вы натыкались на подобные заявления, можете смело утверждать, что автор в жизни не работал с ардуино. В первую очередь, сравнивать вспомогательную плату и микроконтроллер – бессмысленно. Не говоря уже о том, что одно из устройств создано для координации, отправки и принятия запросов по беспроводному интернету, а второе является GSM GPRS модулем. Соответственно, они являются хорошим дополнением друг к другу, но никак не альтернативой.

Схема подключения sim800l к esp8266

Распиновка более чем стандартная. Пин с питанием подключаете к источнику, способному выдавать напряжение в пределах 3.7-4.2 Вольт, или же к трансформатору. TX идёт к RX пину и наоборот. Как только вы выполните спайку и решите протестировать работу модуля, подключив источник питания, о правильности подключения просигнализируют диоды. Далее остаётся активировать модуль по описанному выше методу, и вы сможете использовать АТ-команды для управления. Если захотите подгрузить вспомогательную библиотеку или какие-то весомые медиа, стоит ознакомиться с подключением карты памяти к системе Ардуино.

Для начала давайте протестируем скорость работы порта и информацию о модуле, для этого воспользуемся «AT+IPR?» и «AT+CPAS» соответственно. Если всё в порядке и информация выводится без ошибок, то можно продолжить проверку и протестировать уровень сигнала, а также операторов, которых может увидеть модуль.

Это также открывает простор для применения систем с его участием. Если вы захотите написать определённый скрипт, запускающий что-либо по входящему звонку, то учитывайте, что модуль реагирует на него фразой «RING» в командной строке.

Подобный функционал позволяет создавать сотни автономных систем управления, вплоть до того, что вместо отпечатков пальцев или ключ-карт, вы можете открывать дверь по звонку на определённый номер. Но, естественно, для хорошего уровня защиты, стоит прописать вайт-лист номеров.

Читать еще:  Как поменять симку в самсунге. СИМ-карта в Samsung Galaxy S8 — руководство по использованию

Пример реализации подключения gsm модуля sim800l к мк esp8266

После подключения и спайки по вышеописанным пинам, модуль должен начать мигать. Как только произойдёт аутентификация в сети, диоды станут реже моргать.

Если уменьшение частоты световых сигналов не произошло, то стоит, при помощи АТ-команд, удостовериться, воспринял ли вообще sim800I сеть вашего мобильного оператора и нет ли никакой ошибки. Также проверьте правильность распиновки и как установлена СИМ-карта с антенной, ошибка может быть и в них.

Ну и, конечно, поднесите систему ближе к окну, если находитесь в многоэтажном здании, вполне возможно, она просто не может поймать сигнал.

Подключение GSM модуля SIM800L к ESP8266/ESP32/Arduino

В предыдущей статье я подробно рассмотрел относительно дорогую (цвета морской волны ) плату модуля SIM800C и его подключение к ESP32/ESP8266. Схемотехника платы SIM800C мне не понравилась. На мой взгляд нет смысла переплачивать за этот модуль, лучше взять недорогой «красный» модуль SIM800C/L и немного его усовершествовать, добавив в схемотехнику:

  • Резистивный делитель на вход RX модуля для согласования уровня. Расчет делителя в предыдущей статье.
  • DC-DC step down converter. В схеме использовался недорогой модуль Mini-360 за 0,3 $.
  • Несколько емкостей для фильтрации пульсаций DC-DC step down converter-а.

По крайней мере этот модуль без проблем встает в монтажную плату, поскольку расстояние между разъемами «гребенки» кратно 2,54 мм. Нюансы работы с SIM800 подробно описаны в предыдущей статье.

Схема подключения SIM800L к ESP32

Поскольку модуль SIM800L у меня используется в дорогом оборудовании, которое должно работать гарантированно, я добавил емкостей в соответствии с рекомендациями datasheet.

Танталовый конденсатор на модуле распаян. Я добавил электролитический конденсатор на 2200 мкФ и остальные емкости по datasheet.

Микроконтроллер ESP32 в данном примере запитывался от USB порта ноутбука.

Поскольку один UART порт используется для передачи данных, а второй для приема, вместо преобразователя уровней можно использовать резистивный делитель. Но с таким способом связан один риск. Если все распаять правильно, но при этом программно, при задании номеров пинов для RX и TX, можно их перепутать и сжечь TXD порт чипа SIM800. Поэтому в случае такой экономии нужно очень внимательно писать код.

Если делать конвертацию уровней по-серьезному, то тогда нужно использовать плату преобразователя уровней, подав со стороны микроконтроллера опорное напряжение 3,3V, а со стороны SIM800L опорное напряжение снятое с простой цепочки резистор и стабилитрон. Её расчет здесь. Стабилитроны бывают на 2,7 V и 3 V.

В datasheet модуля указан максимальный уровень логической единицы на входе RX — 3,1 В (при минимальном 2,1 В). Соотвественно, 2,7 V будет достаточно, а 3 V уже рискованно. Если посмотреть в datasheet напряжение для выхода опорного напряжения SIM800L

Как раз минимальное значение 2,7 V. Сразу говорю — я эту схему пока не пробовал, ограничился простым вариантом с резистивным делителем.

Подключение SIM800L к ESP32 Devkit 38 pin

Mini-360 DC-DC конвертер — не самый лучший вариант. Он нормально выдерживает нагрузку, SIM800L грузится с ним стабильно, однако качество переменного резистора весьма посредственное. При вибрации в производственном помещении, где будет размещаться оборудование, выходное напряжение может «уходить» от установленного значения. Поэтому этот DC-DC конвертер заменю на что-то более качественное.

Однако, модуль крошечный, поэтому легко разместился вместе с емкостями (за исключением электролитического) и резисторами под модулем SIM800L. GSM модуль обычно монтирую на гнездах.

В качестве блока питания использовался 12 V блок питания на 3A. За цену в 4 USD — просто волшебное качество. Брал здесь.

Сразу отмечу, что мощная 4-х портовая USB зарядка AUKEY 5V, по 2.4 A на каждый USB порт, подключенная к блоку питания для breadboard-а, нагрузку не потянула. При загрузке модуля идет пиковое потреблении мощности и напряжение на GSM модуле просело до 3 V. Модуль даже не стартанул толком. Возможно, проблема в БП для breadboard-а. Он даже без нагрузки выдавал меньше 5 V.

Код для работы с SIM800L на ESP32

Код тестировался на 38-ми пиновой плате MH-ET Live ESP32 Devkit 38 pins. Это кусок кода в проекте находится в виде *.cpp файла, поэтому просто переименуйте функцию Init_GSM_SIM800L() в setup() и добавьте функцию loop().

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector