Botletics LTE CAT-M/NB-IoT + GPS-suoja Arduinolle: 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Yleiskatsaus

Botletics SIM7000 LTE CAT-M/NB-IoT -suoja käyttää uutta LTE CAT-M- ja NB-IoT-tekniikkaa, ja siinä on myös integroitu GNSS (GPS, GLONASS ja BeiDou/Compass, Galileo, QZSS-standardit) sijainnin seurantaan. On olemassa useita SIM7000-sarjan moduuleja, jotka palvelevat eri alueita ympäri maailmaa, ja onneksi SIMCOM on tehnyt sen tunnistamisesta todella helppoa: SIM7000A (amerikkalainen), SIM7000E (eurooppalainen), SIM7000C (kiinalainen) ja SIM7000G (maailmanlaajuinen). Tällä hetkellä NB-IoT: tä tuetaan monissa maissa ympäri maailmaa, mutta valitettavasti ei Yhdysvalloissa, vaikka sen on tarkoitus olla kaupallisesti saatavilla lähitulevaisuudessa (2019), ja voimme silti käyttää LTE CAT-M -toimintoja!

Jos haluat käyttää suojaa, kytke suoja vain Arduinoon, aseta yhteensopiva SIM -kortti, liitä LTE/GPS -antenni ja olet valmis lähtemään!

Johdanto

Pienitehoisten IoT-laitteiden, joissa on solukkoyhteys, ja 2G: n käytön lopettamisen myötä (vain T-mobile tukee 2G/GSM-tekniikkaa vuoteen 2020 asti) kaikki on siirtymässä kohti LTE: tä, ja tämä on jättänyt monet ihmiset etsimään parempia ratkaisuja. Tämä on kuitenkin myös jättänyt monet harrastajat käsittelemään perinteistä 2G-tekniikkaa, kuten SIMCOMin SIM800-sarjan moduuleja. Vaikka nämä 2G- ja 3G-moduulit ovat loistava lähtökohta, on aika siirtyä eteenpäin, ja SIMCOM ilmoitti hiljattain uudesta SIM7000A LTE CAT-M -moduulistaan kehittäjäkonferenssissa. Kuinka jännittävää!:)

Hämmästyttävä osa tätä kaikkea on se, että SIMCOM teki erittäin helpoksi siirtyä 2G- ja 3G -moduuleistaan tähän uuteen moduuliin! SIM7000-sarja käyttää monia samoja AT-komentoja, mikä minimoi ohjelmistokehityksen kilometreillä! Lisäksi Adafruitilla on jo upea FONA -kirjasto Githubissa, jota voidaan käyttää uuden SIM7000: n esittelyyn juhliin!

Mikä on LTE CAT-M?

LTE CAT-M1: tä pidetään toisen sukupolven LTE-tekniikkana, ja se on pienitehoisempi ja sopii paremmin IoT-laitteille. NarrowBand IoT (NB-IoT) tai "CAT-M2" -tekniikka on pienitehoinen laajaverkko (LPWAN) -tekniikka, joka on erityisesti suunniteltu pienitehoisille IoT-laitteille. Se on suhteellisen uusi tekniikka, joka ei valitettavasti ole vielä saatavilla Yhdysvalloissa, vaikka yritykset testaavat ja rakentavat infrastruktuuria. Radiotekniikkaa (RF) käyttävillä IoT -laitteilla on pidettävä mielessä useita asioita: Virrankulutus Kaistanleveys RangePaketin koko (lähetä paljon dataa lähettää paljon dataa (kuten puhelimesi, joka voi suoratoistaa YouTubea!), mutta tämä tarkoittaa myös sitä, että se on erittäin nälkäinen. Alueen (verkon "alueen") lisääminen lisää myös virrankulutusta. NB-IoT: n tapauksessa kaistanleveyden vähentäminen tarkoittaa, että et voi lähettää paljon dataa, mutta IoT-laitteille, jotka ampuvat pieniä dataa pilveen, tämä on täydellinen! Siksi "kapea" kaistainen tekniikka, ihanteellinen pienitehoisille laitteille, joilla on pieniä määriä tietoja, mutta silti pitkän kantaman (laaja alue)!

Botletics SIM7000 -kilpi Arduinolle

Suunnittelemani kilpi käyttää SIM7000-sarjaa, jotta käyttäjät voivat käyttää erittäin pienitehoista LTE CAT-M -tekniikkaa ja GPS: tä sormenpäissä! Kilvessä on myös MCP9808 I2C -lämpötila -anturi, joka sopii erinomaisesti ainakin mittaamaan jotain ja lähettämään sen matkapuhelinyhteyden kautta.

• Kilpi on avoimen lähdekoodin! Jee!
• Kaikki asiakirjat (EAGLE PCB -tiedostot, Arduino -koodi ja yksityiskohtainen wiki) löytyvät täältä Githubista.
• Tällä wikisivulla näet, mikä SIM7000 -versio sopii sinulle parhaiten.
• Botletics SIM7000 -suojasarjan voi ostaa täältä Amazon.com -sivustolta

Vaihe 1: Kerää osat

Alla on luettelo kaikista tarvittavista osista:

• Arduino tai Arduino -yhteensopiva levy - Arduino Uno on yleisin valinta tähän! Jos haluat käyttää LTE -suojaa todella "kilpänä", sinun tulee käyttää Arduino -korttia, jossa on Arduino -muoto. Ilmeinen, tarvitset myös ohjelmointikaapelin Arduinon luonnosten lataamiseksi taululle! Jos et käytä Arduino-muotoista levyä, se on myös hyvä! Tällä wikisivulla on tietoa siitä, mitä yhteyksiä luodaan, ja erilaisia mikro -ohjaimia, kuten ESP8266, ESP32, ATmega32u4, ATmega2560 ja ATSAMD21, on testattu.
• Botletics SIM7000 Shield Kit - Kilven mukana tulee kaksi LTE/GPS -uFL -antennia ja pinoavat naaraspuoliset otsikot! Taulusta on kolme eri versiota (SIM7000A/C/E/G), ja sen mukaan, missä maassa asut, sinun on valittava oikea versio. Olen luonut tämän sivun Github wikiin, joka näyttää, miten voit selvittää, mikä versio on sinulle paras!
• LTE CAT-M- tai NB-IoT-SIM-kortti-Vaikka sarja ei enää sisällä ilmaista SIM-korttia, voit noutaa Hologram-SIM-kortin, joka antaa sinulle 1 Mt kuukaudessa ilmaiseksi ja toimii käytännössä kaikkialla maailmassa, koska Hologram on tehnyt yhteistyötä yli 500 operaattorin kanssa! Heillä on myös pay-as-you-go- ja kuukausisuunnitelmia, ja heillä on loistava yhteisöfoorumi, joka tarjoaa teknistä tukea SIM-kortin aktivoinnista, Hologram-sovellusliittymistä ja muusta! Se toimii erinomaisesti tämän suojan kanssa valtakunnallisesti Yhdysvalloissa AT&T- ja Verizonin LTE CAT-M1 -verkoissa, mutta huomaa, että muissa maissa saatat joutua hankkimaan oman SIM-kortin paikalliselta palveluntarjoajalta, koska Hologram tekee yhteistyötä operaattoreiden ja CAT-M: n kanssa ja NB-IoT on suhteellisen uusi.
• 3,7 V: n LiPo -akku (1000mAH+): Kun etsit verkkoja tai lähetät tietoja, suoja voi ottaa huomattavia määriä virtaa, etkä voi luottaa Arduino 5V -kiskon suoraan virtaan. Kytke 3,7 V: n LiPo -akku levyn JST -liittimeen ja varmista, että akku on kytketty vasemmalla puolella olevalla positiivisella johdolla (kuten Sparkfunissa tai Adafruitissa). On myös tärkeää varmistaa, että akun kapasiteetin on oltava vähintään 500 mAh (minimimäärä), jotta se pystyy syöttämään tarpeeksi virtaa ja estämään moduulin uudelleenkäynnistymisen virtapiikkien aikana. 1000mAH tai suurempi on suositeltava vakauden saavuttamiseksi. Syynä tähän vähimmäiskapasiteettiin on se, että LiPo -akun latauspiiri on asetettu 500 mA: iin, joten sinun on varmistettava, että akun kapasiteetti on vähintään 500 mAh, jotta akku ei vahingoitu.

Vaihe 2: Kokoa kilpi

Jotta voit käyttää suojaa, sinun on juotettava otsikot siihen, ellet aio käyttää tätä levyä "kilpenä" ja enemmän erillisenä moduulina, mikä on myös täysin OK! Esimerkki tästä on käyttää Arduino Microa ohjaimena ja kytkeä se suojaan erikseen.

Yleisin valinta levyn käyttämiseksi Arduino -kilpänä ovat naaraspään pinottaminen, jotka sisältyvät kilpeen. Kun olet juottanut otsikot, siirry eteenpäin ja aseta kilpi Arduino -levyn päälle (ellet käytä sitä erillisenä levynä) ja olet valmis seuraavaan vaiheeseen!

Huomautus: Vihjeitä nastojen juottamiseen saat tällä Github -wikin sivulla.

Vaihe 3: Suojuksen kiinnikkeet

Kilpi käyttää yksinkertaisesti Arduinon pistoketta, mutta yhdistää tietyt nastat tiettyihin tarkoituksiin. Nämä nastat voidaan tiivistää alla:

Virta -nastat

• GND - Yhteinen perusta kaikelle logiikalle ja voimalle
• 3.3V - 3.3V Arduinon säätimestä. Käytä tätä aivan kuten Arduinolla!
• 5 V / LOGIC - Tämä Arduinon 5 V: n kisko lataa SIM -korttia käyttävän LiPo -akun ja asettaa myös logiikkajännitteen I2C: lle ja tasonsiirrolle. Jos käytät 3,3 V: n mikro -ohjainta, liitä 3,3 V suojan "5 V" -tapaan (katso alla oleva kappale).
• VBAT - Tämä mahdollistaa pääsyn LiPo -akun jännitteeseen, eikä sitä normaalisti ole kytketty mihinkään Arduinon laitteeseen, joten voit käyttää sitä haluamallasi tavalla! Se on myös sama kuin SIM7000 -moduulin tulojännite. Jos aiot mitata ja valvoa tätä jännitettä, tutustu demo -opetusohjelman "b" -komentoon, joka mittaa jännitteen ja näyttää akun prosenttiosuuden! Muista, että tarvitaan LiPo -akku!
• VIN - Tämä tappi on yksinkertaisesti kytketty Arduinon VIN -nastaan. Voit käyttää Arduinoa normaalisti 7-12 V: n virralla tässä nastassa.

Muut nastat

• D6 - Yhdistetty SIM7000: n PWRKEY -nastaan
• D7 - SIM7000: n nollaustappi (käytä tätä vain hätätilanteessa!)
• D8 - UART Data Terminal Ready (DTR) -tappi. Tätä voidaan käyttää herättämään moduuli lepotilasta, kun käytetään AT+CSCLK -komentoa
• D9 - Rengasilmaisimen (RI) nasta
• D10 - SIM -kortin UART -lähetys (TX) -tappi (tämä tarkoittaa, että sinun tulee liittää Arduinon lähetin tähän!)
• D11 - SIM -kortin UART -vastaanottotappi (RX) (yhdistä Arduinon TX -nastaan)
• D12 - Hyvä D12 Arduinolla, MUTTA voit liittää sen lämpötila -anturin ALERT -keskeytystappiin juottamalla hyppyjohtimen
• SDA/SCL - Lämpötila -anturi on kytketty suojaan I2C: n kautta

Jos käytät korttia erillisenä moduulina eikä "suojana" tai jos käytät 3,3 V: n logiikkaa 5 V: n sijasta, sinun on tehtävä tarvittavat liitännät kohdassa "Ulkoisen isäntäkortin johdotus" kuvatulla tavalla. tämä Github wiki -sivu.

Jos sinun tarvitsee kuitenkin vain testata AT -komentoja, sinun tarvitsee vain liittää LiPo -akku ja mikro -USB -kaapeli ja testata sitten AT -komennot USB: n kautta noudattamalla näitä ohjeita. Huomaa, että voit myös testata AT -komentoja Arduino IDE: n kautta, mutta se vaatii yhdistämisnastat D10/D11 UART: lle.

Lisätietoja Gieldubin wikisivulta saadaksesi lisätietoja suojakilvistä ja kunkin tapin toiminnasta.

Vaihe 4: Käynnistä suoja

Jos haluat käyttää suojaa, kytke Arduino ja 3.7V LiPo -akku (1000 mAh tai suurempi), kuten Adafruitissa tai Sparkfunissa myydyt. Ilman akkua näet todennäköisesti moduulin käynnistyvän ja kaatuvan pian sen jälkeen. Voit silti virrata Arduinoa normaalisti USB-kaapelin kautta tai ulkoisesti VIN-nastan 7-12 V: n virtalähteellä ja Arduinon 5 V: n kisko lataa LiPo-akun. Huomaa, että jos käytät tavallista Arduino-korttia, voit käyttää sitä turvallisesti ulkoisen virtalähteen kautta pitäen samalla ohjelmointikaapelin kytkettynä, koska siinä on jännitteenvalintapiiri.

LED -merkkivalo

Aluksi saatat ihmetellä, onko levy edes elossa, koska LED -valot eivät ehkä syty. Tämä johtuu siitä, että "PWR" -merkkivalo on SIM7000 -moduulin virran merkkivalo, ja vaikka olet syöttämässä virtaa, et ole vielä käynnistänyt moduulia! Tämä tehdään pulssimalla PWRKEY -matala vähintään 72 ms, jonka selitän myöhemmin. Lisäksi, jos sinulla on akku liitettynä eikä se ole ladattu täyteen, vihreä "DONE" -valo ei syty, mutta jos sinulla ei ole akkua, tämän LED-valon pitäisi syttyä (ja saattaa vilkkua ajoittain, kun se huijataan ajattelemalla, että olematon akku ei ole täysin ladattu pienien jännitehäviöiden vuoksi).

Nyt kun tiedät kuinka valtaa kaikkea, siirrymme solukkoihin!

Vaihe 5: SIM -kortti ja antenni

SIM -kortin valitseminen

SIM-korttisi on jälleen pystyttävä tukemaan LTE CAT-M (ei vain perinteistä LTE: tä, kuten mitä luultavasti puhelimessasi on) tai NB-IoT, ja sen on oltava "mikro" SIM-koko. Paras vaihtoehto, jonka olen löytänyt tälle suojalle, on Hologram Developer SIM -kortti, joka tarjoaa 1 Mt/kk ilmaiseksi ja pääsyn Hologramin sovellusliittymiin ja resursseihin ensimmäiselle SIM -kortille! Kirjaudu sisään Hologram.io -hallintapaneeliin ja aktivoi SIM -kortin CCID -numero ja määritä sitten APN -asetukset koodissa (oletusarvo). Se on vaivaton ja toimii kaikkialla maailmassa, koska Hologram tukee yli 200 operaattoria maailmanlaajuisesti!

On huomattava, että SIM7000C/E/G-versiot tukevat myös 2G-varajärjestelmää, joten jos haluat todella testata ja sinulla ei ole LTE CAT-M- tai NB-IoT-SIM-korttia, voit silti testata moduulia 2G-verkossa.

SIM -kortin asettaminen paikalleen

Ensinnäkin sinun on irrotettava mikro-SIM normaalikokoisesta SIM-kortin pidikkeestä. Etsi LTE -suojuksen SIM -kortin pidike levyn vasemmalta puolelta akun liittimen läheltä. SIM -kortti asetetaan tähän pidikkeeseen SIM -kortin metallikoskettimet alaspäin ja pieni lovi toisella reunalla SIM -kortin pidikettä kohti.

Antennin hyvyys

Suojakotelon mukana tulee todella kätevä kaksois LTE/GPS -antenni! Se on myös joustava (vaikka sinun ei pitäisi yrittää vääntää ja taivuttaa sitä paljon, koska saatat katkaista antennijohdot pois antennista, jos et ole varovainen), ja sen pohjassa on irrotettava liima. Johtojen liittäminen on erittäin yksinkertaista: ota johdot ja napsauta ne suojalevyn oikeassa reunassa oleviin vastaaviin uFL -liittimiin. HUOMAUTUS: Varmista, että sovitat antennin LTE-johdon suojuksen LTE-liittimeen ja sama kuin GPS-johdon, koska ne ovat ristikkäiset!

Vaihe 6: Arduino IDE -asennus

Tämä SIM7000 -suoja perustuu Adafruit FONA -levyihin ja käyttää samaa kirjastoa, mutta sitä on parannettu lisäämällä modeemitukea. Voit lukea täydelliset ohjeet tarkistetun FONA -kirjastoni asentamisesta täältä Github -sivultani.

Voit myös nähdä, kuinka voit testata MCP9808 -lämpötila -anturia noudattamalla näitä ohjeita, mutta tässä keskityn pääasiassa solukkoihin!

Vaihe 7: Esimerkki Arduinosta

Baudinopeuden asetus

Oletusarvoisesti SIM7000 toimii 115200 baudilla, mutta tämä on liian nopea ohjelmistosarjojen toimimiseksi luotettavasti ja merkit saattavat satunnaisesti näkyä neliön muotoisina laatikoina tai muina parittomina symboleina (esimerkiksi "A" voi näyttää "@"). Siksi, jos tarkastelet tarkasti, Arduino määrittää moduulin hitaammalle 9600 baudinopeudelle joka kerta, kun se alustetaan. Onneksi koodi hoitaa vaihdon automaattisesti, joten sinun ei tarvitse tehdä mitään erityistä sen asettamiseksi!

LTE Shield -esittely

Avaa seuraavaksi LTE_Demo -luonnos noudattamalla näitä ohjeita (tai mikä tahansa luonnoksen muunnelma sen mukaan, mitä mikro -ohjainta käytät). Jos vierität alas "setup ()" -toiminnon loppuun, näet rivin "fona.setGPRSNetworkSettings (F (" hologrammi "));" joka määrittää APN -numeron Hologram -SIM -kortille. Tämä on ehdottoman välttämätöntä, ja jos käytät toista SIM -korttia, tutustu ensin kortin dokumentaatioon APN -koodista. Huomaa, että sinun on vaihdettava tämä rivi vain, jos et käytä Hologram -SIM -korttia.

Kun koodi on käynnissä, Arduino yrittää kommunikoida SIM7000: n kanssa UART (TX/RX) -ohjelmiston avulla SoftwareSerialin avulla. Tätä varten SIM7000 on tietysti kytkettävä päälle, joten kun se yrittää muodostaa yhteyttä, tarkista, että "PWR" LED -valo syttyy! (Huomaa: sen pitäisi käynnistyä noin 4 sekuntia koodin suorittamisen jälkeen). Kun Arduino on onnistuneesti muodostanut yhteyden moduuliin, sinun pitäisi nähdä suuri valikko, jossa on joukko toimintoja, joita moduuli voi suorittaa! Huomaa kuitenkin, että jotkut näistä ovat SIMComin muille 2G- tai 3G -moduuleille, joten kaikki komennot eivät sovellu SIM7000 -laitteeseen, mutta monet niistä ovat! Kirjoita vain haluamaasi toimintoa vastaava kirjain ja napsauta sarjamonitorin oikeassa yläkulmassa olevaa Lähetä -painiketta tai paina Enter -näppäintä. Katso hämmästyneenä, kun kilpi sylkee vastauksen!

Demokomennot

Alla on joitain komentoja, jotka sinun on suoritettava varmistaaksesi, että moduulisi on asetettu ennen kuin jatkat:

• Kirjoita "n" ja paina enter tarkistaaksesi verkon rekisteröinnin. Sinun pitäisi nähdä "Rekisteröity (koti)". Jos ei, tarkista, onko antenni kiinni ja joudut ehkä myös suorittamaan komennon "G" (selitetty alla) ensin!
• Tarkista verkon signaalin voimakkuus syöttämällä "i". Sinun pitäisi saada RSSI -arvo; mitä suurempi tämä arvo, sitä parempi! Omani oli 31, mikä osoittaa parhaan signaalinvoimakkuuden!
• Kirjoita komento "1" tarkistaaksesi todella hienoja verkkotietoja. Voit saada nykyisen yhteystilan, operaattorin nimen, kaistan jne.
• Jos akku on kytketty, kokeile "b" -komentoa akun jännitteen ja prosenttilukeman lukemiseksi. Jos et käytä akkua, tämä komento lukee aina noin 4200 mV ja sanoo sen vuoksi olevan 100% ladattu.
• Syötä nyt "G", jotta mobiilidata otetaan käyttöön. Tämä asettaa APN: n ja on ratkaisevan tärkeä laitteen liittämiseksi verkkoon! Jos näet "VIRHE", yritä sammuttaa tiedot "g" -painikkeella ja yritä sitten uudelleen.
• Jos haluat testata, pystytkö todella tekemään jotain moduulillasi, kirjoita "w". Se pyytää sinua syöttämään sen verkkosivun URL -osoitteen, jonka haluat lukea, ja kopioi/liitä esimerkki -URL -osoite "https://dweet.io/get/latest/dweet/for/sim7000test123" ja paina enter. Pian sen jälkeen sen pitäisi antaa sinulle viesti, kuten "{" tämä ":" epäonnistunut "," jossa ": 404", "koska": "emme löytäneet tätä"} "(olettaen, että kukaan ei ole lähettänyt tietoja" sim7000test123 ")
• Kokeillaan nyt nuketietojen lähettämistä ilmaiseen pilvi -sovellusliittymään dweet.io kirjoittamalla sarjamittariin "2". Sinun pitäisi nähdä, että se kulkee joidenkin AT -komentojen kautta.
• Jos haluat testata, menivätkö tiedot todella läpi, yritä "w" uudelleen ja kirjoita tällä kertaa "https://dweet.io/get/latest/dweet/for/{deviceID}" ilman sulkeita, joissa laitetunnus on IMEI laitteen numero, joka tulee tulostaa sarjamonitorin yläosaan moduulin alustamisen jälkeen. Sinun pitäisi nähdä "onnistunut" ja JSON -vastaus, joka sisältää juuri lähettämäsi tiedot! (Huomaa, että 87%: n akku on vain nuken numero, joka on asetettu koodiin eikä välttämättä ole todellinen akun varaustaso)
• Nyt on aika testata GPS: ää! Ota GPS -virta käyttöön "O" -painikkeella
• Kirjoita "L" ja kysy sijaintitietoja. Huomaa, että saatat joutua odottamaan noin 7-10 sekuntia, ennen kuin se saa korjauksen sijaintiin. Voit kirjoittaa "L" -merkkiä, kunnes se näyttää tietoja!
• Kun se antaa sinulle tietoja, kopioi ja liitä ne Microsoft Wordiin tai tekstieditoriin, jotta niitä on helpompi lukea. Näet, että kolmas numero (numerot erotetaan pilkuilla) on päivämäärä ja kellonaika, ja seuraavat kolme numeroa ovat sijaintisi leveysaste, pituusaste ja korkeus (metreinä)! Jos haluat tarkistaa, oliko se tarkka, siirry tähän online -työkaluun ja etsi nykyinen sijaintisi. Sen pitäisi antaa sinulle leveys/pituus ja korkeus ja verrata näitä arvoja GPS: n antamaan arvoon!
• Jos et tarvitse GPS: ää, voit poistaa sen käytöstä painamalla "o"
• Pidä hauskaa muiden komentojen kanssa ja katso esimerkki "IoT_Example" -luonnoksesta hieno esimerkki siitä, miten voit lähettää tietoja ilmaiseen pilvi -sovellusliittymään LTE: n kautta!

Lähetä ja vastaanota tekstejä

Näet kuinka lähettää tekstit kilpestä suoraan mihin tahansa puhelimeen ja lähettää tekstit kilpeen Hologramin hallintapaneelin tai sovellusliittymän kautta lukemalla tämä Githubin wiki -sivu.

IoT -esimerkki: GPS -seuranta

Kun olet varmistanut, että kaikki toimii odotetulla tavalla, avaa "IoT_Example" -luonnos. Tämä esimerkkikoodi lähettää GPS -sijainnin ja laakeritiedot, lämpötilan ja akun varaustason pilveen! Lataa koodi ja katso hämmästyneenä, kun kilpi tekee taikuutensa! Jos haluat tarkistaa, onko tiedot todella lähetetty pilveen, siirry osoitteeseen "https://dweet.io/get/latest/dweet/for/{IMEI}" missä tahansa selaimessa (kirjoita IMEI -numero, joka löytyy sarjamonitori moduulin alustuksen jälkeen tai tulostettu SIMCOM -moduuliin) ja sinun pitäisi nähdä laitteen lähettämät tiedot!

Tässä esimerkissä voit myös poistaa komennon "#define samplingRate 30" -rivin lähettämällä tietoja toistuvasti sen sijaan, että suoritat vain yhden kerran. Tämä tekee laitteestasi lähinnä GPS -seurantalaitteen!

Lisätietoja saat tutustumalla reaaliaikaisen GPS-seurannan opetusohjelmiin:

• GPS -seurantaohjelman osa 1
• GPS -seurantaohjelman osa 2

Ongelmien karttoittaminen

Yleisiä kysymyksiä ja vianetsintäongelmia on Githubin usein kysytyissä kysymyksissä.

Vaihe 8: Testaus AT -komennoilla

Testaus Arduino IDE: ltä

Jos haluat lähettää AT -komentoja moduulille sarjamonitorin kautta, siirry sarjaputketilaan valikosta "S" -komennolla. Tällöin kaikki sarjamonitoriin kirjoittamasi tiedot lähetetään moduulille. Muista kuitenkin ottaa käyttöön "Sekä NL että CR" sarjamittarin alaosassa, muuten et näe mitään vastausta komentoihisi, koska moduuli ei tiedä, että olet kirjoittanut!

Poistu tästä tilasta painamalla Arduinon nollauspainiketta. Huomaa, että jos käytät ATmega32u4- tai ATSAMD21-pohjaisia kortteja, sinun on myös käynnistettävä sarjamonitori uudelleen.

Lisätietoja AT -komentojen lähettämisestä Arduino IDE: stä on tällä wikisivulla.

Testaus suoraan USB: n kautta

Ehkä helpompi tapa (Windows -käyttäjille) on asentaa tässä opetusohjelmassa kuvatut Windows -ohjaimet ja testata AT -komennot käyttämällä kilven mikro -USB -porttia!

Jos haluat edelleen kokeilla AT -komentoja, mutta haluat suorittaa ne järjestyksessä etkä halua sekoittaa FONA -kirjaston muuttamiseen, voit tehdä sen yksinkertaisella pienellä kirjastolla, jonka kirjoitin nimeltä "AT Command Library" löytyy täältä Githubista. Sinun tarvitsee vain ladata ZIP arkistosta ja purkaa se Arduino -kirjastojen kansioon, ja esimerkkiluonnos (nimeltään "AT_Command_Test.ino") SIM7000: lle löytyy täältä LTE -kilven Github -reposta. Tämän kirjaston avulla voit lähettää AT -komentoja Software Serialin kautta aikakatkaisujen avulla, tarkistaaksesi tietyn vastauksen moduulilta, ei kumpikaan tai molemmat!

Vaihe 9: Nykyinen kulutus

IoT -laitteiden kohdalla haluat nähdä näiden numeroiden laskevan, joten katsotaanpa joitain teknisiä tietoja! Yksityiskohtainen raportti nykyisistä kulutuksen mittauksista on tällä Github -sivulla.

Tässä on nopea yhteenveto:

• SIM7000 -moduuli sammutettu: koko suoja kuluttaa <8uA 3,7 V: n LiPo -akulla
• Lepotila kuluttaa noin 1,5 mA (mukaan lukien vihreä PWR -LED, joten luultavasti ~ 1 mA ilman sitä) ja pysyy yhteydessä verkkoon
• E-DRX-asetukset voivat määrittää verkkoneuvottelun sykliajan ja säästää energiaa, mutta myös viivästyttää esimerkiksi saapuvia tekstiviestejä riippuen siitä, mihin jaksoaika on asetettu
• Yhdistetty LTE CAT-M1 -verkkoon, joutokäynnillä: ~ 12mA
• GPS lisää ~ 32mA
• USB: n liittäminen lisää ~ 20mA
• Tiedonsiirto LTE CAT-M1: n kautta on ~ 96mA ~ 12s
• Tekstiviestien lähettäminen kuluttaa ~ 96mA ~ 10s
• Tekstiviestien vastaanottaminen vie ~ 89mA ~ 10s
• PSM kuulostaa upealta ominaisuudelta, mutta ei ole vielä toiminut

Ja tässä vielä vähän selitystä:

• Virrankatkaisutila: Voit käyttää "fona.powerDown ()" -toimintoa sammuttaaksesi SIM7000 -laitteen kokonaan. Tässä tilassa moduuli kuluttaa vain noin 7,5 uA, ja pian sen jälkeen, kun olet sammuttanut moduulin, myös "PWR" -valon pitäisi sammua.
• Virransäästötila (PSM): Tämä tila on kuin virrankatkaisutila, mutta modeemi pysyy rekisteröitynä verkkoon, kun se piirtää vain 9uA pitäen samalla moduulin virran. Tässä tilassa vain RTC: n virta on aktiivinen. Näille ESP8266 -faneille se on pohjimmiltaan "ESP.deepSleep ()" ja RTC -ajastin voi herättää moduulin, mutta voit tehdä joitakin hienoja asioita, kuten herättää modeemin lähettämällä sille tekstiviestin. Valitettavasti en kuitenkaan saanut tätä ominaisuutta toimimaan. Kerro ehdottomasti, jos tiedät!
• Lentotila: Tässä tilassa moduuliin syötetään edelleen virtaa, mutta RF on kokonaan pois käytöstä, mutta SIM -kortti on edelleen aktiivinen sekä UART- ja USB -liitäntä. Voit siirtyä tähän tilaan käyttämällä "AT+CFUN = 4", mutta en myöskään nähnyt tämän tulevan voimaan.
• Vähimmäistoimintatila: Tämä tila on sama kuin lentotila, paitsi että SIM -kortin käyttöliittymä ei ole käytettävissä. Voit siirtyä tähän tilaan käyttämällä "AT+CFUN = 0", mutta voit myös siirtyä tähän tilaan valitsemalla "AT+CSCLK = 1", minkä jälkeen SIM7000 vetää DTR -nastan ylös, kun moduuli on valmiustilassa. Tässä lepotilassa DTR: n alhainen vetäminen herättää moduulin. Tämä voi olla kätevää, koska sen herättäminen voi olla paljon nopeampaa kuin sen käynnistäminen tyhjästä!
• Keskeytymätön vastaanotto/lähetys (DRX/DTX) -tila: Voit määrittää moduulin "näytteenottotaajuuden" niin sanotusti, jotta moduuli tarkistaa vain tekstiviestit tai lähettää tietoja nopeammin tai hitaammin, kaikki ollessaan yhteydessä verkko. Tämä vähentää merkittävästi nykyistä kulutusta!
• Poista "PWR" -valo käytöstä: Voit säästää muutamia pennejä poistamalla moduulin virran LED-valon käytöstä leikkaamalla sen vieressä olevan normaalisti suljetun juotoshyppy. Jos myöhemmin muutat mielesi ja haluat sen takaisin, juota hyppääjä!
• "NETLIGHT" -merkkivalo päällä/pois: Voit myös käyttää "AT+CNETLIGHT = 0" sammuttaaksesi sinisen verkon tilan LED -valon kokonaan, jos et tarvitse sitä!
• GNSS Päällä/Pois: Voit säästää 30 mA sammuttamalla GPS: n käyttämällä komentoa "fona.enableGPS ()" ja syöttämällä parametrin true tai false. Jos et käytä sitä, suosittelen, että sammutat sen! Huomasin myös, että sijainnin korjaaminen kestää vain noin 20 sekuntia kylmäkäynnistyksestä ja vain noin 2 sekuntia, kun laite on jo kytketty päälle (kuten jos kytket GPS: n pois päältä ja sitten uudelleen päälle ja kyselet uudelleen), mikä on melko nopeaa ! Voit myös kokeilla lämmin/kuuma käynnistys ja avustettu GPS.

Vaihe 10: Johtopäätökset

Kaiken kaikkiaan SIM7000 on erittäin nopea ja käyttää huipputeknologiaa, jossa on integroitu GPS, ja siinä on hienoja ominaisuuksia! Valitettavasti meille Yhdysvalloille NB-IoT ei ole täysin käytössä täällä, joten meidän on odotettava hetki, kunnes se tulee ulos, mutta tämän LTE-suojauksen avulla voimme silti käyttää LTE CAT-M1: tä AT&T- ja Verizon-verkoissa. Tämä kilpi sopii erinomaisesti pienitehoisten matkapuhelinlaitteiden, kuten GPS-seurantalaitteiden, etädataloggereiden ja paljon muuta, kokeiluun! Sisällyttämällä muut suojat ja moduulit SD -kortin tallennukseen, aurinkopaneeleihin, antureihin ja muihin langattomiin yhteyksiin, mahdollisuudet ovat lähes rajattomat!

• Jos pidit projektista, anna sille sydän ja äänestä!
• Jos sinulla on kommentteja, ehdotuksia tai kysymyksiä, lähetä se alle!
• Voit tilata oman kilven käymällä verkkosivustollani tai tilaamalla sen Amazon.com -sivustolta
• Kuten aina, jaa tämä projekti!

Siitä huolimatta, hyvää DIY -tekemistä ja muista jakaa projektisi ja parannuksesi kaikkien kanssa!

~ Tim