GSM-GPRS modulok és shield-ek

A GPS, GPRS és GSM modulok nagy része a SIMxxx IC sorozatot integrálja. A GSM második generciós fejlesztés, nyilván azóta vannak fejlettebb átviteli megoldások is. Ezek között segít eligazodni az alábbi táblázat:

A SIM modulok bővebb leírása itt található: https://simcom.ee/

A SIM modulok – sok más, kommunikációs modulhoz hasonlóan – AT parancsokkal kommunikálnak. Nyilván, az adott IC funkcionalitásától függően egyes parancs-sorok az adott sorozaton nem érhetők el.

Az AT parancsok teljes jegyzéke (shield V3, V1.11) itt található.

Néhány, gyakrabban használt AT parancs:

AT                               // Modul is ok?
>> ok
 
AT+CPIN?                         // PIN ok?
>> +CPIN: READY -> rendben
 
ha a pin nem ok, pin megadása: AT+CPIN=1234
 
AT+CREG?                        // a kártya csatlakozott a hálózatra?
 
>> válasz: +CREG: 1,1 -> rendben

AT+SAPBR=1,1                     // Enable the GPRS
AT+SAPBR=2,1                     // Query if the connection is setup properly, if we get back a IP address then we can proceed 
AT+FTPCID=1                      // We were allocated a IP address and now we can proceed further by setting up the FTP bearer profile identifier
AT+FTPSERV="42.42.42.42"         // Set the FTP server name to which we want to connect
AT+FTPUN="user"                  // Set the FTP user name
AT+FTPPW="blabla"                // et the FTP password for logging in
AT+FTPPUTNAME="first.txt"        // Set the file name which we want to upload to the server
AT+FTPPUTPATH="/"                // Set the path where the file needs to be uploaded
AT+FTPPUT=1                      // Start the FTP put session
>> ok
>> +FTPPUT:1,1,1260
AT+FTPPUT=2,10                   // Tells the module that we want to send 10 bytes of data  
HelloWorld                       // Data
AT+FTPPUT=2,0                    // Close the FTP put session

AT+CMGF=1\r               // A SIM900 átkapcsolása SMS módba.
AT+CMGS="555xxx"\r        // Ahová az SMS-t küldi
<üzenet                   // SMS szövege
 
üzenet zárása: {CTRL+Z}   // SMS vége

A SIM900 a leggyakrabban alkalmazott Arduino mobiltelefon-platform, mely alkalmas

• SMS küldésre és fogadásra
• Telefonhívások kezdeményezése és fogadása
• Adatforgalmazásra a GPRS hálózaton keresztül

A modulhoz természetesen egy SIM-kártya szükséges, melynek esetleges korlátozásai (pl. nem alkalmas SMS küldésre) befolyásolhatják a modul működését.

A modul

• Kompatibilis az Arduino-val és a különböző Arduino klónokkal
• Valós idejű órával (RTC) rendelkezik (ehhez szükéges a hátoldalon a CR1220 gombelem)
• AT parancsokkal vezérelhető
• 12 GPIO-val, 2 PWM-mel és beépített ADC-vel rendelkezik
• Négy sávot támogat: GSM850, EGSM900, DCS1800 és PCS1900, a 2G-hez kapcsolódik
• 2G SIM-mel bármilyen globális GSM hálózathoz tud csatlakozni
• Hanghívások kezdeményezése és fogadása külső fülhallgató és mikrofon segítségével
• SMS-üzenetek küldése és fogadása
• GPRS-adatok küldése és fogadása (TCP / IP, HTTP stb.)
• Tallózni és fogni tudja az FM rádióadásokat
• Átviteli teljesítmény:
• * 4. osztály (2W) a GSM850-hez
• * 1. osztály (1W) a DCS1800-hoz
• Soros alapú AT parancskészlet
• U.FL és SMA csatlakozók cellaantennához
• A teljes méretű SIM-kártyát fogadja, de a csomag sok esetben adapter-kártyákat is tartalmaz

A komolyabb meglepetéseket elkerülendő a modult érdemes prepaid kártyával tesztelni. A kártyán a PIN lock-ot fel kell oldani (Security → SIM lock → feloldás a mobiltelefonon). A kártyának - nyilván - előzetesen aktiváltnak kell lennie, ez is a mobiltelefonnal valósítható meg. A kártyát a hátoldali csatlakozóba kell illeszteni.

A modult érdemes külső tápról használni, ez lehet 9V (legalább) 1A vagy 12V (legalább) 1A táp. A külső tápra a „power supply select” átkapcsolásával lehet váltani, a külső forrást a „dc jack”-re kell kötni.

A SIM900 chip működési feszültsége 3,4..4,4V. Annak érdekében, hogy a tápfeszültség stabil 4,1 V legyen, a meglehetősen megbízható Micrel MIC29302WU feszültségszabályozóval szerelik a modult - ez képes akár 3A terhelési áramot is kezelni.

A SIM900 működésének egyik legfontosabb kitétele a megfelelő energiaellátás.

Attól függően, hogy milyen üzemmódban van a SIM900, meglehetősen energiaigényes eszköz. Az ic maximális áramfelvétele 2A körül lehet átvitel közben. Általában nem igényel ennyit, de de telefonhívások során 216 mA-t vagy hálózati átvitel során 80 mA-t szokott fogyasztani. Ez a táblázat összefoglalja az energiafelvételt eltérő állapotokban:

A valós idő (RTC) alkalmazásához a modul hátoldalán található foglalatba egy CR1220-as gombelemet kell keresni. A modul az RTC-t nem állítja automatikusan, ezt a „AT+CCLK” AT paranccsal lehet megtenni.

Az Arduino serial (HW) portja a PIN 0 és 1. Ez egy univerzális csatlakozó, nem érdemes speciális feladatokra alkalmazni (itt csatlakozik a Serial Monitor). A szoftver serial a pin8-9-re csatlakozik. (A szoftver és hardver soros kommunikációk közötti különbségről itt olvashat bővebben.) Ehhez a lenti (sárga) jumperokat „Serial Port Selecting” a fényképezett állásba kell kapcsolni:

Amennyiben a szoftware serial került kiválasztásra:

SIM900 D7 ↔ Arduino Pin7
SIM900 D8 ↔ Arduino Pin8
SIM900 GND ↔ Arduino GND

A szoftveres soros kommunikációra nem alkalmazható minden port, erről itt olvashat bővebben.

A modult a „power key” kb. két másodperces lenyomásával lehet ki-be kapcsolni.