OK

Při poskytování služeb nám pomáhají soubory cookie. Používáním našich služeb vyjadřujete souhlas s naším používáním souborů cookie. Více informací

Úvodní stránka » GSM » Jak jednoduše na GSM - V.díl - Arduinotech GSM shield

Jak jednoduše na GSM - V.díl - Arduinotech GSM shield

Vážení přátelé, pilně jsem zapracoval nad GSM shieldem vlastní produkce a nyní Vám představuji jeho prototyp, přičemž po ověření funkčnosti jsem již spustil i malosériovou výrobu, takže tento níže popsaný shield je možné začít objednávat. Minule jsem naznačil, že GSM shieldu je na trhu několik, ale aby tak trochu dávaly smysl, je potřeba k ním připojit nějaké periferie,což už je zase o nějaké změti drátu. Rozhodl jsem se tedy ve své kuchyni namíchat shield, který obsahuje tyto ingredience:

  • 2 x Relé s přepínaím kontaktem na 230V/10A
  • 2 x vstup přes optočlen
  • 2 x Analogový vstup přes trimry
  • 1 x One Wire sběrnice pro možnost připojení např. digitálních teploměrů DS18B20
  • 1 x I2C sběrnice primárně určená pro diagnostický OLED display, ale využitelná obecně pro cokoliv jiného na I2C
  • 1 x GSM/GPRS SIM800L modul s micro SIM holderem
  • 1 x Napájecí část pro GSM modul 

A to celé v provedení shieldu pro Arduino UNO nebo MEGA. Jak shield vypadá si můžete rohlédnout na obrázcích níže. K modulu SIM800L je připojena PCB anténa, kterou lze později přilepit třeba na krabičku. Shield je nasazen na obrázćch už na Arduino UNO.


 
 

GSM shield vychází z mých zkušeností a poznatků v této oblasti. Jak jsem avízoval ve III. díle, je potřeba věnovat zvláštní péči napájení a na tomto shieldu jsem je provedl dle popisu, nicméně jsem ještě trochu zaexperimentoval a vypustil jednu diodu z napájecí větve a podařilo se mi celé zapojení uživit přímo z USB počítače. Nicméně shield je navržen tak, aby byl napájen z externího zdroje 12V, přímo přes napájecí konektor arduino UNO nebo MEGA, jednak kvůli živení GSM modulu SIM800L a jednak kvůli cívkám relé, které jsou také na 12V. Pochopiteně by se dal shield realizovat i s 5V relé, ale spotřeba při GSM komunikaci a přitažených kontaktech obou relé by už byla pro integrovaný 5V stabilizátor arduino neúměrná.

A zde ještě obrázek, jak správně vložit SIM kartu do modulu SIM800:

Shield vychází z následujícího schématu:

  • Modul SIM800L je připojen na piny 2 a 3 (RX,TX) Arduina a komunikace bude obsluhována přes SoftwareSerial knihovnu na rychlosti 9600 b/s. Shield také ovládá RESET modulu SIM800L pomocí pinu 4.
  • Relé okupují piny 8 a 9. Jsou spínany darlingtonovými transistory s ochranou na jejich kolektorech pomocí diody.
  • Optočleny jsou posazeny na porty 5 a 6 a jejich sepnutí je možné ve dvou režimech - konfigurují se pomocí jumeru na konektoru JP2. Buď jsou jumpery zasunuty a tudíž je možné sepnutí přivedením země shieldu např. suchým kontaktem nebo lze vstup optočlenu mít nakonfigurovaný jako obecnou LED diodu se sériovým odporem (1k) a sepnutí provést galvanicky odděleným napětím patřičné úrovně - s daným rezistorem max 12V, pokud potřebujete vyhodnocovat větší napětí, přidáte do série patřičný odpor.
  • I2C sběrnice využívá standardních pinů A4 a A5 na Arduino UNO a je tedy plně kompatabilní s knohovnou Wire z prostředí IDE Arduina. Pokud by někdo použil tento shield na Arduino MEFA a chtěl by zároveň využít I2C sběrnici, pak je třeba si uvědomit, že SDA a SCL signály jsou na MEGA na pinech 20 a 21. Zde je potřeba využít alternativní knihovnu pro sběrnici I2C nebo pokud ji chcete využít pouze pro display OLED, pak velmi dobře zpracována knihovna, která umožňuje připojení OLED displeje na konfigurovatelné SDA a SCL piny je zde.
  • One Wire sběrnice - nachází se na pinu 10, typicky by měla sloužit pro připojení 1 nebo více digitálních teploměrů na bázi DS18B20. Pullup odpor 4k7 je již na desce, takže stačí pouze třídrátová sběrnice do kaskády zapojených čidel.
  • Obecný vstup/jumper - na pin 11 jsem ještě přidal jumper pro obecné použití, např. navolení nějakého jiného režimu práce apod. Případně lze využít jako obecný digitální vstup.
  • Analogový vstup - na piny A0 a A1 jsou připojeny víceotáčkové trimry, pomocí kterých lze nastavit sledovanou úroveň analogového signálu. Upozorňuji, že tyto vstupy nejsou galvanicky odděleny, proto je třeba přemýšlet o tom, co na chci připojit.
  • LED - slouží k indikaci provozních stavů, pokud by bylo potřeba nějaké rozšířené indikace pomocí více LED, pak lze s výhodou využít nějaký I2C expandér - na výstupu I2C je kromě signálu SDA a SCL rovněž vyvedeno napájecí napětí +5V proti zemi shieldu (Arduina).

Rozmístění jednotlivých komponentů je patrné z tohoto pohledu:

V dalším pokračování seriálu pak napasujeme sketch ze IV.dílu do toho shieldu a tentokrát nebudeme blikat pouze LEDkou, ale využijeme maximum HW tohoto shieldu. V případě zájmu můžete shield objednávat na našem eshopu.

PF

Přidat komentář

Zvýrazněné položky jsou povinné.

Přehled komentářů

  1. Arduinotech GSM shield (Jan Kruml, 14.11.2015 0:33:15) Odpovědět

    Dobrý den,
    zaujal mě tento shield.
    Budete mít pro něj sw na arduino uno?

    Admin:
    Dobrý den,
    Jasně VI díl už tento víkend a budeme cvakat relátkama a číst vstupy, posílat SMSky. Tento shield je primárně pro UNO, takže bude i aplikace na tomto železe.

    PF

    Děkuji

  2. Pájení smd (RDP, 14.11.2015 2:23:15) Odpovědět

    Dobrý den, super práce! Měl bych otázku trochu bokem - koukal jsem, že máte perfektně napájené smd součástky, můžete pls. popsat postup, popř. nástroje? Díky

    Admin:
    Dobrý den,
    Jsou to spíše léta praxe a pevná ruka, ale určitě na to existuje nějaká kuchařka, resp. jeden malý recept:
    - nástroje - dobrá pinzeta, třetí ruka - držá, aby se deska nehýbala, kvalitní pájka s dobrým tenkým hrotem, tenký trubičkový cín, primitivní odsávačka pro jednodušší pájení - bežné smd pájení pasivních součástek o rozměrech 1206 nebo 0805 a pouzder typu SO, pokud chcete pájet něco jemnějšího TQFP a pod., pak je dobré mít dobrou odsávačku.
    - postup: naneste cín na jednu plošku, chyťte součástku do pinzety, nahřejte plošku s cínem, vložte součástku, sekundu prohřejte, necukejte rukou, sekundu počkejte na zatuhnutí, pusťte součástku, připájejte její druhou stranu, případně ostatní vývody. Toď vše, chce to jen a jen praxi, nic víc.
    GSM shield možno dodat jako stavebnici o kilčo levněji. Ideální pro naučení se osazovaní SMD.
    PF

  3. napájení GSM je z 5V arduina? (roman Simku, 23.11.2015 22:52:09) Odpovědět

    Zdravím. Chápu správně, že relátka jsou na 12V z napájení arduina a že napájení GSM je z 5V arduina a sraženou jednou nebo dvěma diodama na správnou voltáž? ten GSM modul musí brát určite minimáln 1A, možná více při připojování k síti ... to má arduino tak dobrou stabilizaci a dá tolik proudu? nemělo by se spíše vzít napájecích 12V a tyto srazit vlastním obvodem na napájecí napětí pro GSM ?

    Admin:
    Částečně máte pravdu, ale jsou zde ještě 2 faktory - stabilizátor na Arduinu je kontinuálně zatížitelný na 1A, limitovat začíná na 1,5A, viz. datasheet AMS1117, takže toto v pohodě dá a ještě je tam ten kondík 1000uF/6.3V, takže ten tu špičku z velké části energeticky pokryje. Toto napájení je odzkoušeno a funguje.

    PF

  4. Spotřeba v různých režimech (Radko Loukota, 17.1.2016 11:35:12) Odpovědět

    Zajímalo by mi, jaká je spotřeba v klidovém stavu, tj. v brána síti s rozepnutými relátky, se sepnutími relátky, při GSM komunikaci ... , viz problém zálohování při výpadku hlavního napájení.

    Dobrý den,
    díky za dotaz. Se spotřebou to vypadá takto: samotné arduino UNO + SIM800 ve stavu, kdy je asociováno se základnovou stanicí v průměrně dobrém signálu bude mít průměrnou spotřebu 60mA. Relé mají cívku 400 ohmů, tedy přitažení každého relé je +30mA. Při komunikaci SMS/GPRS nebo asociaci k BTS operátora vznikají proudové špičky kolem 2A, ale ty jsou krátkodobé, nicméně je potřeba je brát v potas. Nepíšete, jak často chcete komunikovat, takže toto se spočítat nedá. Ale řekněme při komunikaci 1 za 10 minut bych přidal průměrnou spotřebu o cca 50mA. Z toho tedy vyplývá, že pro seriózní zálohu by bylo dobré počítat něco kolem 170mA, takže z nějakého menšího 12V akumulátoru o kapacitě řekněme 2Ah by jste měl jet kolem 11 hodin.

    PF


TOP produkty

Kontakt

Ing. Petr Foltýn
Kunčice pod Ondřejníkem 814, 73913
TOPlist