Arduino SIM: подключение к интернету через модуль GSM SIM800L

Возможности использования GSM связи в Arduino проектах

Подключение Arduino к интернету через GSM открывает широкие возможности для создания мобильных и автономных проектов:

• Удаленный мониторинг датчиков (температуры, влажности, давления и т.д.)
• Управление устройствами через SMS или интернет
• Отправка данных в облачные сервисы для анализа и визуализации
• Создание мобильных метеостанций или систем слежения
• Автоматизация процессов в сельском хозяйстве
• Системы безопасности и оповещения

GSM связь позволяет размещать Arduino устройства в любом месте с покрытием сотовой сети, что значительно расширяет область их применения.

Работа с облаком Arduino IoT через GSM

Arduino SIM карта специально разработана для простой интеграции с облаком Arduino IoT. Это позволяет легко создавать проекты Интернета вещей с использованием GSM связи. Процесс работы с облаком Arduino IoT через GSM включает следующие шаги:

1. Регистрация устройства в облаке Arduino IoT
2. Настройка переменных и свойств устройства
3. Написание скетча для отправки данных в облако
4. Создание дашборда для визуализации данных

Использование облака Arduino IoT упрощает процесс разработки и позволяет быстро создавать прототипы IoT устройств с GSM подключением.

Оптимизация энергопотребления GSM проектов на Arduino

GSM модули потребляют значительное количество энергии, особенно при передаче данных. Для создания энергоэффективных проектов важно оптимизировать энергопотребление. Вот несколько советов:

• Используйте режим сна Arduino и GSM модуля между передачами данных
• Оптимизируйте частоту отправки данных
• Используйте энергоэффективные протоколы (например, MQTT вместо HTTP)
• Применяйте аппаратные решения для отключения питания GSM модуля
• Рассмотрите возможность использования солнечных панелей для автономной работы

Правильная оптимизация энергопотребления позволит создавать GSM проекты, способные работать от батарей в течение длительного времени.

Безопасность и шифрование данных в GSM проектах Arduino

• Шифрование данных перед отправкой (например, с помощью AES)
• Использование защищенных протоколов (HTTPS, MQTTS)
• Применение цифровых подписей для аутентификации устройств
• Регулярное обновление прошивки и смена паролей
• Использование VPN для создания защищенного канала связи

Облако Arduino IoT обеспечивает безопасное соединение между устройством и облаком, но дополнительные меры безопасности никогда не будут лишними.

Выбор оптимального GSM модуля для Arduino проектов

На рынке представлено множество GSM модулей, совместимых с Arduino. Как выбрать оптимальный вариант для вашего проекта? Вот несколько критериев, на которые стоит обратить внимание:

• Поддерживаемые диапазоны частот (для работы в вашем регионе)
• Наличие поддержки 3G/4G (если требуется высокая скорость передачи данных)
• Энергопотребление (особенно важно для автономных проектов)
• Размер модуля (если важна компактность устройства)
• Наличие дополнительных функций (GPS, Bluetooth и т.д.)
• Цена и доступность на рынке

Популярные модели GSM модулей для Arduino включают SIM800L, SIM900, A7600 и SIM7000E. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбор зависит от конкретных требований проекта.

Отладка и тестирование GSM проектов на Arduino

Отладка GSM проектов может быть сложной задачей из-за особенностей работы сотовых сетей. Вот несколько советов, которые помогут в процессе отладки:

• Используйте Serial монитор для вывода отладочной информации
• Применяйте AT-команды для прямого управления GSM модулем
• Проверяйте уровень сигнала сети и качество соединения
• Мониторьте энергопотребление устройства
• Тестируйте проект в различных условиях (помещение, улица, движение)

Для облегчения процесса отладки можно использовать специальные инструменты, такие как логгеры GSM трафика или анализаторы протоколов.

распиновка, схема подключения и программирование [Амперка / Вики]

Arduino MKR GSM 1400 — платформа для создания проектов с использованием мобильной связи.

Плата может включать исполняющие модули по входящему звонку, опрашивать и передавать данные с датчиков по SMS, а также выходить в интернет по GPRS/HSPA соединению.

Подключение и настройка

В ходе работы сотового передатчика, ток потребления платформы может подняться выше 500 мА, поэтому при питании от обычного USB-порта компьютера, плате необходим дополнительный источник напряжения: Li-Ion аккумулятор или внешнее питание через разъём Vin.

Шаг 1

Скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino IDE.

Шаг 2

По умолчанию среда Arduino IDE настроена только на AVR-платы. Для работы с платформой Arduino MKR GSM 1400 — добавьте в менеджере плат поддержку платформ на ядре ARM Cortex-M0+.

У меня не появляются новые устройства при подключении Arduino MKR GSM 1400.

Шаг 3

Установите SIM-карту формата Micro-SIM в слот на обратной стороне Arduino GSM 1400.

Примеры работы

• Многозадачность на Arduino

• Воспроизведение музыки через ЦАП

• Аудио плеер на через интерфейс I²S

Элементы платы

Микроконтроллер ATSAMD21G18

Мозгом платформы Arduino MKR GSM 1400 является 32-разрядный микроконтроллер фирмы Microchip (Atmel) — ATSAMD21G18 с вычислительном ядром ARM Cortex® M0. Контроллер работает на тактовой частоте 48 МГц, а также предоставляет 256 КБ Flash-памяти для хранения прошивки и 32 КБ SRAM-памяти для работы с переменными в программе.

Беспроводной модуль SARA-U201

Модуль U-blox SARA-U201 обеспечивает сотовую связь 3G/2G с поддержкой UMTS/HSPA и GSM/GPRS. Поддержка стандарта 3G обеспечивает входящую скорость передачи данных до 7,2 Мбит/с и исходящую до 5,76 Мбит/с. Для пользования сотовой связью вам понадобится SIM-карта формата Micro-SIM, которая устанавливается с обратной стороны платформы.

Разъём подключения GSM-антенны

В зоне слабого приёма воспользуйтесь дополнительной антенной усиления GSM-сигнала, которая подключается через разъём U.FL.

Крипто-чип

Разъём micro-USB

Разъём micro-USB предназначен для прошивки и питания платформы Arduino с помощью компьютера.

Светодиодная индикация

Разъём подключения аккумулятора

На плате расположен JST PH-разъём (2 pin) для подключения внешних Li-Pol и Li-Ion аккумуляторов.

При одновременном питании платформы от USB и аккумулятора:

• батарея заряжается через контролер заряда BQ24195L до 4,2 вольта.

• светодиод ON горит об индикации питания

• светодиод CHRG горит об индикации заряда батареи

При питании платформы только от аккумулятора:

• батарея не заряжается

• светодиод ON горит об индикации питания

Разъём I²C интерфейса

На платформе предусмотрен JST SH-разъём (5 pin) для подключения дополнительных модулей по интерфейсу «I²C». Коннектор включает в себя:

• пины питания — 5V и GND

• пины шины I²C — SDA и SCL

• дополнительный цифровой пин 7

Регулятор напряжения

Линейный понижающий регулятор напряжение AP7215-33 с выходом 3,3 вольта обеспечивает питание микроконтроллера. Максимальный выходной ток составляет 600 мА.

Кнопка RESET

Служит для сброса микроконтроллера. Это аналог кнопки RESET обычного компьютера.

Распиновка

Пины питания

• VIN: Пин для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 5 до 6 вольт.

• 5V: На вывод поступает напряжение 5 В при подключении платы через USB. При питании платформы через пин VIN или разъём для внешнего аккумулятора — на пине может быть напряжение в диапазоне от нуля до входного.

• VCC: Пин от стабилизатора напряжения с выходом 3,3 вольта и максимальных током 600 мА. Регулятор обеспечивает питание микроконтроллера ATSAMD21G18. В любом варианте питания платформы на пине будет присутствовать 3,3 вольта.

• GND: Выводы земли.

• AREF: Пин для подключения внешнего опорного напряжения АЦП относительно которого происходят аналоговые измерения при использовании функции analogReference() с параметром «EXTERNAL».

Порты ввода/вывода

В отличие от большинства плат Arduino, родным напряжением Arduino MKR GSM 1400 является 3,3 В, а не 5 В. Выходы для логической единицы выдают 3,3 В, а в режиме входа ожидают принимать не более 3,3 В. Более высокое напряжение может повредить микроконтроллер!

Будьте внимательны при подключении периферии: убедитесь, что она может корректно функционировать в этом диапазоне напряжений.

• Цифровые входы/выходы: 22 пина; 0–14 и A0–A6
  Логический уровень единицы — 3,3 В, нуля — 0 В. Максимальный ток выхода — 7 мА. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.

• ШИМ: 12 пинов; 0–8, 10, A3 и A4
  Позволяет выводить аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала. По умолчанию разрядность «ШИМ» установлена в 8 бит. Изменить разрядность «ШИМ» можно с помощью функции analogWriteResolution().

• АЦП: 7 пинов; A0–A6
  Позволяет представить аналоговое напряжение в виде цифровом виде. По умолчанию разрядность «АЦП» установлена в 10 бит. Изменить разрядность «АЦП» можно с помощью функции analogReadResolution(). Диапазон входного напряжения от 0 до 3,3 В. При подаче большего напряжения микроконтроллер может выйти из строя.

• ЦАП: пин DAC/A0
  Аналоговый выход цифро-аналогового преобразователя, который позволяет формировать 10-битные уровни напряжения. Вывод может использоваться для создания аудио-выхода — для этого используйте библиотеку AudioZero.

• TWI/I²C: пины (11)SDA и (12)SCL
  Для общения с периферией по интерфейсу «I²C». Для работы используйте библиотеку Wire.

• SPI: пины 8(MOSI), 10(MISO) и 9(SCK)
  Для общения с периферией по интерфейсу «SPI». Для работы — используйте библиотеку SPI.

• UART/Serial:

  • Serial: пины D+ и D−

  • Serial1: пины 12(RX) и 11(TX)
    Используется для коммуникации платы Arduino с компьютером или другими устройствами по последовательному интерфейсу. Выводы шины Serial соединены с соответствующими контактами USB-порта для прошивки и мониторинга микроконтроллера. Для коммуникации платы Arduino с другими платами и модулями воспользуйтесь шиной Serial1. Для работы с последовательным интерфейсом — используйте методы библиотеки Serial.

Принципиальная и монтажная схема

Габаритный чертёж

Характеристики

Общие

• Чипы: ATSAMD21G18 и U-blox SARA-U201

• Пинов ввода-вывода всего: 22

• Напряжение логических уровней: 3,3 В

• Максимальный ток с пина или на пин: 7 мА

• Максимальный выходной ток пина 3V3: 600 мА

• Входное напряжение через пин Vin: 5–6 В

• Входное напряжение через разъём для аккумулятора: 3,7–4,2 В

• Габариты: 68×25 мм

Микроконтроллер

• Чип: ATSAMD21G18

• Ядро: 32-битный ARM Cortex M0+

• Тактовая частота: 48 МГц

• Flash-память: 256 КБ

• SRAM-память: 32 КБ

• Контактов с АЦП: 7

• Разрядность АЦП: 8/10/12 бит (по умолчанию 10 бит)

• Контактов с ЦАП: 1

• Разрядность ЦАП: 10 бит

• Контактов с ШИМ: 12

• Разрядность ШИМ: 8/10/12 бит (по умолчанию 8 бит)

• Пинов с прерываниями: 12

• Аппаратных интерфейсов SPI: 1

• Аппаратных интерфейсов I²C / TWI: 1

• Аппаратных интерфейсов UART / Serial: 1

Модуль сотовой связи U-blox SARA-U201

• Размер SIM-карты: Micro-SIM

• Стандарты связи: 3G UMTS/HSPA и 2G GSM/GPRS

• Несущие частоты: 850/900/1800/1900/2100 МГц

• Максимальная входящая скорость: 7,2 Мбит/с

• Максимальная исходящая скорость: 5,76 Мбит/с

Ресурсы

• Arduino MKR GSM 1400 в магазине.

• Векторное изображение Arduino MKR GSM 1400

• Datasheet на микроконтроллер ATSAMD21G18

• Datasheet на беспроводной модуль U-blox SARA-U201

• Мануал по AT-командам на U-blox SARA-U201

• Datasheet на крипто-чип ATECC508A

• Datasheet на понижающий регулятор напряжения AP7215-33 с выходом 3,3 вольта

• Datasheet на контроллер BQ24195L заряда Li-Pol и Li-Ion аккумуляторов

SIM-карта Arduino — Интернет-магазин Arduino

Код: AAX00002 / Штрих-код: 7630049201255

4,20 $

| /

SIM-карта Arduino для подключения к облаку Arduino IoT по всему миру.

SIM-карта Arduino обеспечивает простую глобальную сотовую связь для ваших облачных проектов Arduino IoT. Вы можете контролировать свои устройства в любое время и в любой точке мира благодаря сети GSM/3G, которая на данный момент является самой разветвленной. Arduino SIM идеально подходит для подключенных устройств в пути или в районах, где нет другой надежной сети IoT.

GSM и Arduino IoT Cloud

В Arduino мы сделали подключение к сети GSM таким же простым, как заставить мигать светодиод. Arduino SIM позволит вам подключаться и отправлять данные непосредственно в облако Arduino IoT. Предпочтительной платой для Arduino SIM является MKR GSM 1400, вот некоторые ссылки на взаимодействие между обоими продуктами:

• Собственное облако IoT от Arduino: Облако IoT от Arduino — это простой и быстрый способ обеспечить безопасную связь для всех ваших подключенных вещей. Проверьте это здесь
• Таблицы Google через облако Arduino IoT: собирайте данные с промышленного датчика, отправляйте их через облако Arduino IoT через сотовую сеть и оттуда в GSheet с помощью веб-хуков, этот пример покажет вам, как это сделать

План данных, связанный с SIM-картой Arduino

SIM-карта Arduino отправляет данные только в облако Arduino IoT. Таким образом, мы предоставляем вам безопасный канал связи от устройства до приборной панели. Как только данные попадают в облако Arduino IoT, их можно передать другим платформам и службам с помощью веб-перехватчиков или API Arduino IoT.

После активации SIM-карты вы получаете 10 МБ бесплатных данных на срок до 90 дней (после этого 5 МБ в месяц за 1,50 доллара США). Основные функции этого плана:

• Сотовая связь напрямую с Arduino IoT Cloud
• Совместим ТОЛЬКО с Arduino IoT Cloud
• Данные могут передаваться из облака Arduino IoT на другие платформы и сервисы с помощью веб-перехватчиков или API Arduino IoT
• Глобальный роуминговый профиль — один простой тарифный план действует более чем в 100 странах. Проверьте здесь покрытие по странам
• Ежемесячный тарифный план Arduino SIM можно арендовать во всем мире, кроме Бразилии
• Срок действия первоначальных бесплатных данных истекает через 90 дней или после того, как вы использовали 10 МБ бесплатных данных, в зависимости от того, что произойдет раньше
• Здесь вы можете приостановить и перезапустить SIM-карту. Обратите внимание, что действие вашей SIM-карты может быть приостановлено не более чем на 6 месяцев, и существует постоянная плата за приостановку в размере 0,30 доллара США в месяц плюс применимые налоги. SIM-карта не может быть приостановлена ​​в течение бесплатного 90-дневного пробного периода
• Один и тот же объем трафика данных по той же цене, где бы вы ни использовали устройство по всему миру
• Масштабируемая сотовая служба от Arm® Pelion™ Connectivity — подходит для большого количества устройств в будущем

Другие опции Arduino GSM

Помимо SIM-карты, есть возможность приобрести сотовый комплект, который включает SIM-карту Arduino в комплекте с Arduino MKR GSM 1400. Также можно приобрести MKR GSM 1400 без SIM-карту и использовать любого оператора по вашему выбору.

Нужна помощь?

Посетите форум Arduino, чтобы задать вопросы о языке Arduino или о том, как создавать собственные проекты с помощью Arduino. Если вам нужна помощь с вашим продуктом, свяжитесь с официальной службой поддержки пользователей Arduino, как описано на странице «Контакты».

Гарантия

Здесь вы можете найти информацию о гарантии на вашу плату.

Получите вдохновение

##заголовок## ##субтитры##

##текст##

читать далее

SIM-карта Arduino — Официальный магазин Arduino

Код: AAX00002 / Штрих-код: 7630049201255

3,60 €

| /

SIM-карта Arduino для подключения к облаку Arduino IoT по всему миру.

SIM-карта Arduino обеспечивает простую глобальную сотовую связь для ваших облачных проектов Arduino IoT. Вы можете контролировать свои устройства в любое время и в любой точке мира благодаря сети GSM/3G, которая на данный момент является самой разветвленной. Arduino SIM идеально подходит для подключенных устройств в пути или в районах, где нет другой надежной сети IoT.

GSM и Arduino IoT Cloud

В Arduino мы сделали подключение к сети GSM таким же простым, как заставить мигать светодиод. Arduino SIM позволит вам подключаться и отправлять данные непосредственно в облако Arduino IoT. Предпочтительной платой для SIM-карты Arduino является MKR GSM 1400, вот несколько ссылок о взаимодействии между обоими продуктами:

• Собственное облако IoT от Arduino: Облако IoT от Arduino — это простой и быстрый способ обеспечить безопасную связь для всех ваших подключенных вещей. Проверьте это здесь
• Таблицы Google через облако Arduino IoT: собирайте данные с промышленного датчика, отправляйте их через облако Arduino IoT через сотовую сеть и оттуда в GSheet с помощью веб-хуков, этот пример покажет вам, как это сделать

План данных, связанный с SIM-картой Arduino

SIM-карта Arduino отправляет данные только в облако Arduino IoT. Таким образом, мы предоставляем вам безопасный канал связи от устройства до приборной панели. Как только данные попадают в облако Arduino IoT, их можно передать другим платформам и службам с помощью веб-перехватчиков или API Arduino IoT.

После активации SIM-карты вы получаете 10 МБ бесплатных данных на срок до 90 дней (после этого 5 МБ в месяц за 1,50 доллара США). Основные функции этого плана:

• Сотовая связь напрямую с Arduino IoT Cloud
• Совместим ТОЛЬКО с Arduino IoT Cloud
• Данные могут передаваться из облака Arduino IoT на другие платформы и сервисы с помощью веб-перехватчиков или API Arduino IoT
• Глобальный роуминговый профиль — один простой тарифный план действует более чем в 100 странах. Проверьте здесь покрытие по стране
• Ежемесячный тарифный план Arduino SIM можно арендовать во всем мире, кроме Бразилии
• Срок действия первоначальных бесплатных данных истекает через 90 дней или после того, как вы использовали 10 МБ бесплатных данных, в зависимости от того, что произойдет раньше
• Здесь вы можете приостановить и перезапустить SIM-карту. Обратите внимание, что действие вашей SIM-карты может быть приостановлено не более чем на 6 месяцев, и существует постоянная плата за приостановку в размере 0,30 доллара США в месяц плюс применимые налоги. SIM-карта не может быть приостановлена ​​в течение бесплатного 90-дневного пробного периода
• Один и тот же объем трафика данных по той же цене, где бы вы ни использовали устройство по всему миру
• Масштабируемая сотовая служба от Arm® Pelion™ Connectivity — подходит для большого количества устройств в будущем

Другие опции Arduino GSM

Помимо SIM-карты, есть возможность приобрести сотовый комплект, который включает SIM-карту Arduino в комплекте с Arduino MKR GSM 1400. Также можно приобрести MKR GSM 1400 без SIM-карту и использовать любого оператора по вашему выбору.

Нужна помощь?

Посетите форум Arduino, чтобы задать вопросы о языке Arduino или о том, как создавать собственные проекты с помощью Arduino. Если вам нужна помощь с вашим продуктом, свяжитесь с официальной службой поддержки пользователей Arduino, как описано на странице «Контакты».