Sim800l arduino mega

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.

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.

Источник

Подключение SIM800L к Arduino

В нашем новом информационном обзоре рассматриваем GSM модуль SIM800L к Arduino. Почему выбрано именно это устройство? Во-первых, оно достаточно известно и популярно среди «ардуинщиков». Во-вторых, обладает хорошими функциональными особенностями (о них чуть позже). Ну и в-третьих, модуль является доступным по стоимости решением для любого проекта.

Для чего же необходим данный датчик? – Он широко используется в радиоэлектронике для подключения колонок, микрофонов, FM-радио; приема ∕ отправки текстовых сообщений (SMS) и USSD-запросов, совершения звонков, определения GPS-координат и отправки данных по сети. Сфер применения подобных аппаратов много, потому перечислять не будем – смысл понятен.

Обратимся к разновидностям GSM модуля:
По сути все показанные на скриншоте контроллеры имеют схожие характеристики и лишь небольшие отличия в опциях (ну и в названии тоже). Часть из них могут не работать с голосовыми вызовами, не поддерживают GNSS или Bluetooth (V 3), не имеют FM-приемника и т.п.
Перейдем к базовым параметрам:

• напряжение питания: 3.7 — 4.4V;
• сетевой режим: 2G;
• рабочий ток: 0,7 мА (2А — максимальный);
• тип микрофона: электретный;
• скорость UART: 1200 – 115200 бит ∕ сек.;
• мощность: 1 – 2 Вт (зависит от диапазона);
• формат карты: microSIM;
• диапазон температур: –30 . +75 С;
• размеры: 25х 24х 4 мм.

Если говорить об особенностях чипа SIM800L, можно выделить следующие пункты:

• интерфейс USB для обновления ПО;
• 4-диапазонный GSM/GPRS модуль (до 1900 МГц);
• геолокация по базовым станциям;
• возможность подключения динамика + разъем для подключение выносной антенны;
• протоколы HTTP, FTP, Email, PING, MMC;
• поддержка RTC-часов;
• стек TCP/IP, UDP/IP.

Распиновка устройства:

Подключение SIM800L к Ардуино

Теперь перейдем к главному – подключим контроллер. Для реализации проекта нам потребуются такие аппаратные элементы:

1. микроконтроллер Arduino UNO R3
2. цифровой GSM-модуль SIM800L
3. преобразователь напряжения (понижающий)
4. любой внешний источник питания от 6В до 20В
5. USB кабель для подключения к компьютеру
6. комплект соединительных проводов

Важно! Для корректной работы нужен источник питания на 3,7 В, 2A (не больше, не меньше)!

Макетная схема сборки:
Для прошивки нам не нужно скачивать дополнительный софт – используем стандартную библиотеку SoftwareSerial (находим в среде разработки IDE).

Прописываем проверочный скетч:
Обратите внимание — устройство работает с АТ-командами по интерфейсу UART. Для новичка они не так уж просты.
Для отправки SMS коды будут иными:
Проверим нашу сборку, подключив питание и открыв монитор порта (Ctrl+Shift+M). Не забываем установить скорость (19200) и «новая строка» (Newline).

На этом позвольте закончить статью – надеемся, информация была вам полезна! Оставайтесь и дальше с нами! Удачи!

Источник

GSM модули для Ардуино: описание

Аппаратная платформа Arduino используется для реализации множества электронных приборов и систем умного дома, включая GSM-извещатель охранной системы. Конструктор Arduino, в паре с простым и доступным языком программирования, позволит создать собственные типовые проекты умного дома, с применением GSM модуля.

Назначение и принцип работы

GSM-модуль (Global System for Mobile Communications) использует сеть телефонной связи оператора, для получения и передачи сигнала на удаленный объект управления. Например, с помощью СМС команд можно:

• получать оповещение о состоянии объекта через используемые датчики;
• узнавать о срабатывании сигнализации;
• включать и выключать охранную систему.

С помощью GPRS, который также поддерживают GSM-модули, можно аналогичные команды обрабатывать через Internet.

С помощью такого функционала можно организовать автономную сигнализацию на удаленном объекте. Датчики будут фиксировать изменение состояния, а по каналам связи будет транслироваться информация об этом на ваш смартфон. По сути, можно организовать Smart Home самостоятельно, постепенно добавляя в схему дополнительное комплектующее.

Работает такое устройство на базе платы Arduino Uno. Никто не запрещает использовать платы Nano (mini-схема) или Mega если необходимо, но для удобства монтажа устройства минимальной комплектации, достаточно материнской платы Uno.

За передачу GSM или GPRS отвечает модуль, который соединяется с основной платой. Он расширяет возможности Arduino UNO, позволяя принимать и совершать звонки, отправлять SMS, обмениваться данными через GPRS. На рынке представлены несколько версий отличных GSM-плат, которые можно сопоставлять и программировать через AT-команды на необходимый функционал.

Топ 6 самых популярных модулей

Представленные ниже модули – популярный продукт для монтажа систем автономной сигнализации и иных проектов, для передачи управляющего сигнала через сети мобильных операторов.

Под модулем понимается изделие, состоящие из платы и элементов на ней (включая компонент, состоящий из чипсета и приемопередатчика). Компонент находятся под крышкой в едином форм-факторе (напоминает процессор для материнской платы компьютера). Распайка на плате расширения происходит через торцевые контактные ножки. Такая полноценная плата и называется модулем. Если на ней есть множество других элементов, ее иногда именуют шилд.

Ниже будут приведены модули, такие как Neoway M590, A6 и A7, и прочие, представлены их характеристики.

SIM900

Разработанный компанией SIMCom Wireless Solution модуль SIM900 подключается и обменивается данными через распространенный физический протокол передачи данных UART. Подключение к ПК осуществляется через USB-UART преобразователь.

Плата позволяет в двухстороннем режиме работать с сообщениями и звонками адресата.

Спецификация:

1. Диапазон частот EGSM900, DCS1800, GSM850, PCS1900.
2. Напряжение 3,2-4,8 В.
3. Сила тока в режиме простоя – 450 мА.
4. Максимальный ток – 2 А.
5. Канал связи до 14.4 кбит/с.
6. Диапазон температур от -30 °C до +80 °C без искажения, и от -40 °C до +85 °C, с незначительным отклонением радиочастотных характеристик, с сохранением работоспособности.
7. Вес 6,2 г.
8. Размеры 24 x 24 x 3 мм.

У компонента есть модификации: 900B, 900D, 900TE-C, 900R 900X. У каждой модификации своя специфика. SIM900D дополнен блоком заряда аккумулятора, а в SIM900X введены новые режимы энергосбережения, что позволяет использовать модули в современных системах трекинга автомобилей, охранной и промышленной автоматики. Все модификации компонентов можно найти в едином форм-факторе SMT, с торцевыми контактами под пайку. Но, не исключены варианты нахождения в других форм факторах.

SIM800L

Основа модуля – компонент SIM800L с реализацией обмена данными по каналам GSM и GPRS с помощью дуплексного режима. В модуль устанавливается SIM-карта, есть встроенная антенна и выход под еще одну антенну. Питание на плату подается через преобразователь напряжения DC-DC. Еще, есть возможность подключиться к другому источнику питания. Интерфейс подключения – UART.

Спецификация:

1. Четырехдиапазонный сотовый терминал.
2. Напряжение 3,8-4,2В.
3. Ток в режиме ожидания – 0,7 мА. Предельный ток – 500 мА.
4. Слот
5. Поддержка 2G сети.
6. Диапазон температур от -30 °C до +75 °C.

Шилд A6 работает в сетях мобильной связи и позволяет принимать и передавать сигналы с помощью GSM и GPRS. Модуль, созданный компанией AI-THINKER несколько лет назад, успешно показал себя и пользуется популярностью в системах автоматики.

ТТХ А6:

1. Четырехдиапазонный сотовый терминал.
2. Напряжение питания 5 В.
3. Ток в спящем режиме – 3 мА.
4. Ток режима ожидания – 100 мА.
5. Ток режима соединения – 500 мА.
6. Ток пиковой нагрузки – 2А.
7. Разъем
8. Скорость GPRS во время передачи сигнала 42,8 Кбит/сек.
9. Температура от -30 °C до +80 °C.

Новый модуль А7 отличается от предшественника тем, что в него встроен GPS. Это решение позволило упростить конструкцию платы.

Основные параметры:

1. Четырехдиапазонный сотовый терминал.
2. Напряжение 3,3-4,6 В.
3. Напряжение питания 5В.
4. 10 Класс GPRS: канал передачи данных 85,6 кбит/с.
5. Jammer эха и шумов.

Neoway M590

Модуль на основе компонента Neoway M590 позволяет принимать звонки, обмениваться данными и сообщениями. Имеет интерфейс подключения UART.

Характеристики:

1. Диапазон частот EGSM900, DCS1800.
2. 10 Класс
3. Напряжение 3,3-5 В.
4. Пиковый ток 2 А.
5. Рабочий ток 210 мА.
6. Коммуникационный сигнал 3,3 В.
7. Температура от -40 °C до +80 °C.

Подключая модуль к контроллеру, потребуется преобразователь 3,3 В -> 5 В.

GSM GPRS модуль SIM900

На базе модуля SIM900 разработали и успешно используют SIM900 GSM GPRS Shield, в качестве модуля для подключения к Arduino UNO. По сравнению с остальными платами, стоимость этой на порядок дороже, и она укомплектована множеством разъемов и контактов. Среди основных параметров:

1. Подключается плата к Arduino Mega и UNO.
2. Четыре рабочих частоты, как и в остальных платах.
3. Низкое энергопотребление 1.5 А в спящем режиме.
4. GPRS мульти-слот класса 10/8.
5. Рабочие температуры от -40°C до +85 °C.

Схема сборки типового проекта Умного дома

Рассмотрим варианты подключения нескольких модулей GSM к платам Arduino. В качестве примера рассматриваются платы Arduino UNO и MEGA.

Перед подключением модулей, вставьте соответствующего размера симку мобильного оператора в слот модуля. Далее, модуль соединяется с основной платой. Для этого нужно внимательно изучить инструкцию, определив распиновку модулей. После, подключив плату к питанию, с помощью переходника USB-UART контроллер подключается к компьютеру, через среду программирования Arduino IDE, или ее более комфортную альтернативу, прошивается и программируется AT-командами.

Естественно, по мере увеличения функционала вашего проекта, к плате необходимо добавить датчики, реле, розетки и другие компоненты. Об этом вы можете почитать на других страницах сайта.

Аппаратная часть: составляющие

В зависимости от того, какой GSM-модуль будет использоваться, зависят и составляющие схемы.

В основном это: микроконтроллер Arduino UNO, совместимый с платой GSM-модуль, DC-DC преобразователь понижающий (если коммуникационный сигнал ниже 5В), проводки и переходники для подключения.

SIM800L + Arduino UNO

Например, для подключения SIM800L к Arduino UNO, из-за малого напряжения в 3,8 В нужно подключить через преобразователь DC-DC. Распиновка модуля SIM800L выглядит так.

Подключение происходит в такой последовательности:

1. Подключите Arduino UNO к компьютеру через порт USB.
2. Источник питания на 12 В подключите через DC-DC.
3. Минус с ИП на GND платы контроллера, и с GND в минус преобразователя.
4. Плюс с ИП на плюс DC-DC.
5. Плюс с DC-DC на плюс (Vcc) GSM модуля.
6. Минус с земли преобразователя на GND модуля.
7. RXD и TXD модуля соедините с пинами 2 и 3 Arduino UNO.

К любым digital pin (цифровые входы/выходы), если необходимо, можно соединять несколько модулей.

A6 + Arduino UNO

Так как GSM-модуль имеет стандартное напряжение питания, поэтому преобразователь в схеме не нужен. Подключать платы можно напрямую. Схема распиновки A6 на рисунке ниже.

Соединение происходит следующим образом:

1. UART_RXD модуля к TX→1 микроконтроллера.
2. UART_TXD модуля к RX ←0 микроконтроллера.
3. GND контроллера с GND GSM-модуля.
4. Пин VCC0 (питание) к кнопке питания на модуле PWR_KEY (power).

SIM900 Шилд + Arduino MEGA

Особенность платы в том, что при вызове устройства, сила тока достигает пикового предела в 2А. Поэтому, не подключайте питание напрямую. Прежде чем соединить, установите в слот сим карту и выставите TXD и RXD перемычку для слаботочной цепи, согласно картинке.

Далее, подключайте платы между собой:

1. Желтым проводом соедините контакт TxD.
2. Салатовым –
3. Черным соедините GND плат.
4. Через USB-порт соединить Микроконтроллер с ПК.

Чтобы удостовериться, что схема собрана верно, установите в IDE GPRS_Shield_Arduino.

Проверка правильной отработки схемы выглядит так:

1. На плате Arduino соедините RESET и землю, чтобы информация поступала от Shield к ПК.
2. Установите SIM-карту в слот и дайте напряжение на модуль.
3. Основную плату по USB соедините с ПК и нажмите кнопку «ON».
4. При правильной работе схемы, зеленый светодиод будет мигать, а красный постоянно гореть.

Программная часть: скетчи и библиотеки

После разбора аппаратной части, нужно запрограммировать собранное устройство. С помощью текстовых короткого AT-кода, можно задавать устройству прямые команды. Они воспринимаются устройством во время нахождения программируемого устройства в командном режиме. Команды устройство считывает напрямую с клавиатуры или с помощью ПО, такого как IDE. Программу или ее аналоги доступны для устройств, работающих на Linux, MacOS, Windows, Android. Поэтому, задавать команды удаленно с телефона можно тоже.

На примере программирования модуля SIM900, можно рассмотреть настройку основных инструментов взаимодействия с будущим охранным проектом, сделанным своими руками.

Работа с СМС уведомлениями

Сперва настройте кодировку, с которой нет проблем у компилятора, а затем отправляйте СМС:

1. Зайдите в IDE и выполните команду AT+CMGF=1 для перевода в текстовый формат сообщения.
2. Затем, командой AT+CSCS=«GSM» выберите ASCII-кодировку.
3. За набор сообщения отвечает команда AT+CMGS=«+79********».
4. После команды введите текст мессенджа и отправьте его.
5. Отправив SMS, нажмите CTRL+Z и устройство отправит SMS-сообщение на приемник.
6. После правильного выполнения команд, вернется «ОК».

Чтобы получить сообщение, следуйте example:

1. Отправьте команду AT + CNMI = 2,2,0,0,0, чтобы прочитать SMS.
2. Обратной связью от порта будет +CMTI: «SM»,2 – двойка значит номер SMS в порядке очереди.
3. Отправьте команду AT+CMGR=2 для чтения SMS.

Звонки

Естественно, пока к схеме не подключены микрофон и динамик, ни о каком приеме звонка и речи быть не может. Когда осуществиться звонок, будет выведен номер, с которого звонили. Чтобы далее работать со звонками:

1. Загрузите библиотеку #include .
2. Если на сим установлен PIN, то введите команду #define PINNUMBER “”, где в скобках пропишите его. В случае, если пин не установлен, оставьте скобки пустыми.
3. Выполнив данную команду, следует узнать статус симки с подключением к сети с помощью boolean notConnected = true.
4. Установить активацию с сетью можно через begin(). Если соединение готово к работе, в обратной связи покажется статус GSM_READY.

Выводы

Соорудить собственноручную автономную GSM-сигнализацию не составит большого труда для технически не подкованных людей, в вопросах электро и схемотехники. Прочитав инструкцию и ознакомившись с распиновкой схем, можно подключить микроконтроллер к отвечающему за GSM передачу данных модуль. Также, для подключения доступны разнообразные модели GSM модулей, которые в соответствии со своими характеристиками можно применять для различных задач и так называемых project-объектов.

Касаемо программирования контроллеров, с этим тоже не возникнет проблем. С помощью библиотек, АТ-команд и скетчев, можно определять статус SIM-карты, получать и отправлять SMS сообщения, принимать звонки и тому прочее. Осуществляется это в среде программирования Arduino IDE или в аналогичных средах, установленных на удаленном устройстве, которыми могут быть как смартфон, так компьютер, что непосредственно подключен к программируемому устройству.

Источник