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Botletics LTE CAT-M / NB-IoT + GPS Shield para Arduino: 10 etapas (com imagens)
Botletics LTE CAT-M / NB-IoT + GPS Shield para Arduino: 10 etapas (com imagens)

Vídeo: Botletics LTE CAT-M / NB-IoT + GPS Shield para Arduino: 10 etapas (com imagens)

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Vídeo: Designing a NBIOT/LTE CAT-M1 GPS tracker for Google Cloud IOT Platform 2024, Novembro
Anonim
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Botletics LTE CAT-M / NB-IoT + GPS Shield para Arduino
Botletics LTE CAT-M / NB-IoT + GPS Shield para Arduino

Visão geral

O escudo Botletics SIM7000 LTE CAT-M / NB-IoT usa a nova tecnologia LTE CAT-M e NB-IoT e também tem GNSS integrado (GPS, GLONASS e BeiDou / Compass, Galileo, padrões QZSS) para rastreamento de localização. Existem vários módulos da série SIM7000 que atendem a diferentes regiões ao redor do mundo e, felizmente, o SIMCOM tornou muito fácil de identificar: SIM7000A (americano), SIM7000E (europeu), SIM7000C (chinês) e SIM7000G (global). Atualmente NB-IoT é suportado em muitos países ao redor do mundo, mas infelizmente não nos Estados Unidos, embora esteja programado para estar disponível comercialmente em um futuro próximo (2019) e independentemente, ainda podemos usar as funcionalidades LTE CAT-M!

Para usar a blindagem, basta conectá-la a um Arduino, inserir um cartão SIM compatível, conectar a antena LTE / GPS e pronto!

Introdução

Com o surgimento de dispositivos IoT de baixo consumo de energia com conectividade celular e a eliminação progressiva de 2G (com apenas T-mobile suportando 2G / GSM até 2020), tudo está se movendo em direção ao LTE e isso deixou muitas pessoas lutando para encontrar melhores soluções. No entanto, isso também deixou muitos entusiastas enfrentando a tecnologia 2G legada, como os módulos da série SIM800 da SIMCOM. Embora esses módulos 2G e 3G sejam um ótimo ponto de partida, é hora de seguir em frente e a SIMCOM anunciou recentemente seu novo módulo SIM7000A LTE CAT-M em uma conferência de desenvolvedores. Que legal!:)

A parte incrível de tudo isso é que o SIMCOM tornou extremamente fácil migrar de seus módulos 2G e 3G para este novo módulo! A série SIM7000 usa muitos dos mesmos comandos AT, o que minimiza o desenvolvimento de software em quilômetros! Além disso, a Adafruit já tem uma biblioteca FONA maravilhosa no Github que pode ser usada para introduzir este novo SIM7000 na festa!

O que é LTE CAT-M?

LTE CAT-M1 é considerada a tecnologia LTE de segunda geração e tem menor consumo de energia e é mais adequada para dispositivos IoT. A tecnologia NarrowBand IoT (NB-IoT) ou "CAT-M2" é uma tecnologia LPWAN (Low-Power Wide Area Network) projetada especificamente para dispositivos IoT de baixa potência. É uma tecnologia relativamente nova que, infelizmente, ainda não está disponível nos Estados Unidos, embora as empresas estejam trabalhando para testar e construir a infraestrutura. Para dispositivos IoT que usam tecnologia de rádio (RF), há várias coisas a se ter em mente: Consumo de energiaBandwidthRangePacket size (enviar muitos dadosCostEach deles têm compensações (e não vou explicar todos eles); por exemplo, grande largura de banda permite que os dispositivos enviar muitos dados (como seu telefone, que pode transmitir no YouTube!), mas isso também significa que ele consome muita energia. Aumentar o alcance (a "área" da rede) também aumenta o consumo de energia. No caso do NB-IoT, cortar a largura de banda significa que você não será capaz de enviar muitos dados, mas para dispositivos IoT que disparam pedaços de dados para a nuvem, isso é perfeito! Conseqüentemente, tecnologia de banda "estreita", ideal para dispositivos de baixo consumo de energia com pequenas quantidades de dados, mas ainda com longo alcance (área ampla)!

O Escudo Botletics SIM7000 para Arduino

O escudo que projetei usa a série SIM7000 para permitir que os usuários tenham a tecnologia LTE CAT-M de consumo extremamente baixo e GPS na ponta dos dedos! O escudo também possui um sensor de temperatura MCP9808 I2C, ótimo para pelo menos medir algo e enviá-lo por meio de uma conexão de celular.

  • O escudo é de código aberto! Yay!
  • Toda a documentação (arquivos EAGLE PCB, código Arduino e wiki detalhado) pode ser encontrada aqui no Github.
  • Para ver qual versão do SIM7000 é mais adequada para você, consulte esta página wiki.
  • O kit de escudo Botletics SIM7000 pode ser adquirido aqui na Amazon.com

Etapa 1: Reúna as peças

Reúna peças
Reúna peças
Reúna peças
Reúna peças
Reúna peças
Reúna peças
Reúna peças
Reúna peças

Abaixo está uma lista de todas as peças de que você precisa:

  • Arduino ou placa compatível com Arduino - O Arduino Uno é a escolha mais comum para isso! Se você deseja usar o escudo LTE como realmente um "escudo", você deve usar uma placa Arduino com o fator de forma Arduino. Afirmando o óbvio, você também precisará de um cabo de programação para fazer o upload dos esboços do Arduino para a placa! Se você não estiver usando uma placa de fator de forma do Arduino, tudo bem também! Há informações sobre quais conexões fazer nesta página wiki e diferentes microcontroladores foram testados, incluindo ESP8266, ESP32, ATmega32u4, ATmega2560 e ATSAMD21.
  • Kit de Escudo Botletics SIM7000 - O escudo vem com uma antena uFL LTE / GPS dupla e conectores fêmea empilháveis! A placa vem em três versões diferentes (SIM7000A / C / E / G) e dependendo do país em que você mora, você precisará selecionar a versão correta. Criei esta página no wiki do Github que mostra como descobrir qual versão é a melhor para você!
  • Cartão SIM LTE CAT-M ou NB-IoT - Embora o kit não inclua mais um cartão SIM gratuito, você pode pegar um cartão SIM de holograma que lhe dá 1 MB por mês gratuitamente e funciona em praticamente qualquer lugar do mundo porque o Holograma fez parceria com mais de 500 operadoras! Eles também têm planos pré-pagos e mensais e um ótimo fórum da comunidade para suporte técnico sobre ativação do cartão SIM, APIs de holograma e muito mais! Funciona muito bem com este escudo em todo o país nos EUA para redes AT&T e LTE CAT-M1 da Verizon, mas observe que em outros países você pode ter que obter seu próprio cartão SIM de um provedor local, já que o Hologram faz parceria com operadoras e CAT-M e o NB-IoT é relativamente novo.
  • Bateria LiPo 3,7 V (1000mAH +): Durante a busca por redes ou transmissão de dados, a blindagem pode consumir uma quantidade significativa de corrente e você não pode contar com a alimentação direta do trilho Arduino 5V. Conecte uma bateria LiPo de 3,7 V no conector JST na placa e certifique-se de que a bateria esteja conectada com o fio positivo à esquerda (como os encontrados em Sparkfun ou Adafruit). Além disso, é importante certificar-se de que a bateria deve ter capacidade de pelo menos 500mAH (mínimo) para poder fornecer corrente suficiente e evitar que o módulo reinicie durante picos de corrente. 1000mAH ou mais é recomendado para estabilidade. A razão para esta capacidade mínima é porque o circuito de carregamento da bateria LiPo está definido para 500mA, portanto, você deve se certificar de que a capacidade da bateria é de pelo menos 500mAH para evitar danos à bateria.

Etapa 2: monte o escudo

Monte o escudo
Monte o escudo
Monte o escudo
Monte o escudo
Monte o escudo
Monte o escudo

Para usar a blindagem, você precisará soldar os conectores nela, a menos que não planeje usar esta placa como uma "blindagem" e mais como um módulo autônomo, o que também está perfeitamente OK! Um exemplo de como fazer isso é usar um Arduino Micro como controlador e conectá-lo à blindagem separadamente.

A escolha mais comum para usar a placa como um escudo Arduino é empilhar conectores fêmeas, que estão incluídos com o escudo. Depois de soldar os conectores, vá em frente e coloque o escudo no topo da placa Arduino (a menos que você esteja usando-o como uma placa independente) e você está pronto para a próxima etapa!

Nota: Para dicas sobre como soldar os pinos, você pode visitar esta página do wiki do Github.

Etapa 3: proteja os pinos

Pinagem de escudo
Pinagem de escudo
Pinagem de escudo
Pinagem de escudo
Pinagem de escudo
Pinagem de escudo

O escudo simplesmente usa a pinagem do Arduino, mas conecta certos pinos para fins específicos. Esses pinos podem ser resumidos abaixo:

Pinos de energia

  • GND - Terra comum para toda lógica e potência
  • 3,3 V - 3,3 V do regulador do Arduino. Use-o da mesma forma que faria no Arduino!
  • 5V / LOGIC - Este trilho de 5V do Arduino carrega a bateria LiPo que alimenta o SIM7000 e também define a tensão lógica para o I2C e a mudança de nível. Se você estiver usando um microcontrolador de 3,3 V, conecte 3,3 V ao pino "5 V" da blindagem (consulte a seção abaixo).
  • VBAT - Isso concede acesso à voltagem da bateria LiPo e normalmente não está conectado a nada no Arduino, então você está livre para usá-lo como desejar! Também é igual à tensão de entrada do módulo SIM7000. Se você está pensando em medir e monitorar essa tensão, verifique o comando "b" no tutorial de demonstração que mede a tensão e exibe a porcentagem da bateria! Lembre-se, a bateria LiPo é necessária!
  • VIN - este pino é simplesmente conectado ao pino VIN no Arduino. Você pode alimentar o Arduino normalmente com 7-12 V neste pino.

Outros Pins

  • D6 - Conectado ao pino PWRKEY do SIM7000
  • D7 - PIN de reinicialização do SIM7000 (use-o apenas em caso de reinicialização de emergência!)
  • D8 - Pino UART Data Terminal Ready (DTR). Isso pode ser usado para despertar o módulo do repouso ao usar o comando "AT + CSCLK"
  • D9 - Pino indicador de toque (RI)
  • D10 - Pino de transmissão UART (TX) do SIM7000 (isso significa que você deve conectar o TX do Arduino a este!)
  • D11 - pino de recepção UART (RX) do SIM7000 (conecte ao pino TX do Arduino)
  • D12 - Bom ole D12 no Arduino, MAS você pode conectá-lo ao pino de interrupção ALERT do sensor de temperatura soldando um jumper
  • SDA / SCL - O sensor de temperatura é conectado à blindagem via I2C

Se você estiver usando a placa como um módulo autônomo e não como um "escudo", ou se estiver usando uma lógica de 3,3 V em vez de 5 V, você precisará fazer as conexões necessárias conforme detalhado na seção "Fiação da placa de host externo" do esta página wiki do Github.

No entanto, se tudo o que você precisa é testar os comandos AT, você só precisa conectar a bateria LiPo e o cabo micro USB e, em seguida, seguir estes procedimentos para testar os comandos AT via USB. Observe que você também pode testar comandos AT por meio do Arduino IDE, mas isso exigiria a conexão dos pinos D10 / D11 para UART.

Para obter informações detalhadas sobre a pinagem do escudo e o que cada pino faz, visite esta página wiki do Github.

Etapa 4: Ligar o escudo

Energizando o Escudo
Energizando o Escudo

Para alimentar a blindagem, basta conectar o Arduino e conectar uma bateria LiPo de 3,7 V (1000mAH ou maior capacidade) como as vendidas na Adafruit ou Sparkfun. Sem a bateria, você provavelmente verá o módulo inicializar e travar logo em seguida. Você ainda pode alimentar o Arduino como faria normalmente por meio do cabo USB ou externamente por uma fonte de alimentação de 7-12 V no pino VIN e o trilho de 5 V no Arduino carregará a bateria LiPo. Observe que, se você estiver usando uma placa Arduino padrão, poderá alimentá-la com segurança por meio de uma fonte de alimentação externa e, ao mesmo tempo, manter o cabo de programação conectado, pois ele possui um circuito de seleção de voltagem.

Indicação LED

A princípio você deve estar se perguntando se a placa ainda está viva, porque talvez nenhum LED acenda. Isso ocorre porque o LED "PWR" é um indicador de energia para o próprio módulo SIM7000 e, embora você esteja fornecendo energia, você ainda não ligou o módulo! Isso é feito pulsando o PWRKEY para baixo por pelo menos 72 ms, que explicarei mais tarde. Além disso, se você tiver uma bateria conectada e não estiver totalmente carregada, o LED verde "DONE" não acenderá, mas se você não tiver uma bateria conectada, este LED deve acender (e pode piscar ocasionalmente quando é enganado pensando que a bateria inexistente não está totalmente carregada devido a pequenas quedas de tensão).

Agora que você sabe como ligar tudo, vamos passar para a parte do celular!

Etapa 5: cartão SIM e antena

Cartão SIM e antena
Cartão SIM e antena
Cartão SIM e antena
Cartão SIM e antena
Cartão SIM e antena
Cartão SIM e antena
Cartão SIM e antena
Cartão SIM e antena

Escolhendo um cartão SIM

Novamente, seu cartão SIM precisa ser capaz de suportar LTE CAT-M (não apenas LTE tradicional como o que provavelmente está em seu telefone) ou NB-IoT, e deve ser um tamanho de SIM "micro". A melhor opção que encontrei para este escudo é o cartão SIM Hologram Developer, que fornece 1 MB / mês gratuitamente e acesso às APIs e recursos do Hologram para o primeiro cartão SIM! Basta fazer logon no painel do Hologram.io e inserir o número CCID do SIM para ativá-lo e, em seguida, definir as configurações de APN no código (já definido por padrão). É simples e funciona em qualquer lugar do mundo porque o Hologram oferece suporte a mais de 200 operadoras em todo o mundo!

Deve-se notar que as versões SIM7000C / E / G também suportam fallback 2G, então se você realmente deseja testar e não tem um cartão SIM LTE CAT-M ou NB-IoT, você ainda pode testar o módulo em 2G.

Inserindo o cartão SIM

Em primeiro lugar, você deve quebrar o micro SIM do suporte do cartão SIM de tamanho normal. Na proteção LTE, localize o suporte do cartão SIM no lado esquerdo da placa, próximo ao conector da bateria. O cartão SIM é inserido neste suporte com os contatos de metal do SIM voltados para baixo e o pequeno entalhe em uma das bordas voltado para o suporte do cartão SIM.

Bondade da antena

O kit de proteção vem com uma antena dupla LTE / GPS muito conveniente! Também é flexível (embora você não deva tentar torcer e dobrar muito porque você pode quebrar os fios da antena se não tiver cuidado) e tem um adesivo removível na parte inferior. Conectar os fios é super simples: basta pegar os fios e encaixá-los nos conectores uFL correspondentes na extremidade direita da blindagem. NOTA: Certifique-se de combinar o fio LTE na antena com o conector LTE na blindagem e o mesmo com o fio GPS porque eles são cruzados!

Etapa 6: configuração do IDE do Arduino

Arduino IDE Setup
Arduino IDE Setup

Esta blindagem SIM7000 é baseada nas placas Adafruit FONA e usa a mesma biblioteca, mas aprimorada com suporte a modem adicional. Você pode ler as instruções completas sobre como instalar minha biblioteca FONA revisada aqui na minha página no Github.

Você também pode ver como testar o sensor de temperatura MCP9808 seguindo estas instruções, mas aqui irei me concentrar principalmente no material celular!

Etapa 7: Exemplo de Arduino

Exemplo de Arduino
Exemplo de Arduino
Exemplo de Arduino
Exemplo de Arduino
Exemplo de Arduino
Exemplo de Arduino

Configuração da taxa de transmissão

Por padrão, o SIM7000 funciona a 115200 baud, mas isso é muito rápido para que o serial do software opere de forma confiável e os caracteres podem aparecer aleatoriamente como caixas quadradas ou outros símbolos estranhos (por exemplo, um "A" pode ser exibido como "@"). É por isso que, se você olhar com atenção, o Arduino configura o módulo para uma taxa de transmissão mais lenta de 9600 toda vez que é inicializado. Felizmente, a troca é feita automaticamente pelo código, então você não precisa fazer nada de especial para configurá-la!

LTE Shield Demo

Em seguida, siga estas instruções para abrir o esboço "LTE_Demo" (ou qualquer variação desse esboço, dependendo de qual microcontrolador você está usando). Se você descer até o final da função "setup ()", verá uma linha "fona.setGPRSNetworkSettings (F (" holograma "));" que define o APN para o cartão SIM de holograma. Isso é absolutamente necessário e, se você estiver usando um cartão SIM diferente, consulte primeiro a documentação do cartão sobre o que é o APN. Observe que você só precisa alterar esta linha se não estiver usando um cartão SIM com holograma.

Quando o código for executado, o Arduino tentará se comunicar com o SIM7000 via UART (TX / RX) usando SoftwareSerial. Para fazer isso, é claro, o SIM7000 precisa estar ligado, portanto, enquanto ele tenta estabelecer uma conexão, verifique o LED "PWR" para certificar-se de que acende! (Nota: ele deve ligar cerca de 4s ou mais após a execução do código). Depois que o Arduino estabelecer com êxito a comunicação com o módulo, você deverá ver um grande menu com várias ações que o módulo pode executar! No entanto, observe que alguns deles são para outros módulos 2G ou 3G do SIMCom, portanto, nem todos os comandos são aplicáveis ao SIM7000, mas muitos deles são! Basta digitar a letra correspondente a uma ação que deseja realizar e clicar em "Enviar" no canto superior direito do monitor serial ou simplesmente pressionar a tecla Enter. Assista com espanto enquanto o escudo cospe de volta uma resposta!

Comandos de demonstração

Abaixo estão alguns comandos que você deve executar para garantir que seu módulo esteja configurado antes de continuar:

  • Digite "n" e pressione Enter para verificar o registro da rede. Você deverá ver "Registrado (casa)". Caso contrário, verifique se a sua antena está conectada e você também pode ter que executar o comando "G" (explicado abaixo) primeiro!
  • Verifique a força do sinal da rede digitando "i". Você deve obter um valor RSSI; quanto maior este valor, melhor! O meu era 31, o que indica o melhor suporte de força de sinal!
  • Digite o comando "1" para verificar algumas informações de rede realmente interessantes. Você pode obter o modo de conexão atual, nome da operadora, banda, etc.
  • Se você tiver uma bateria conectada, tente o comando "b" para ler a tensão e a porcentagem da bateria. Se você não estiver usando uma bateria, este comando sempre lerá em torno de 4200mV e, portanto, dirá que está 100% carregada.
  • Agora digite "G" para habilitar os dados do celular. Isso define o APN e é crucial para conectar seu dispositivo à web! Se você vir "ERROR", tente desligar os dados usando "g" e tente novamente.
  • Para testar se você pode realmente fazer algo com seu módulo, digite "w". Ele solicitará que você insira o URL da página da web que deseja ler e copie / cole o URL de exemplo "https://dweet.io/get/latest/dweet/for/sim7000test123" e pressione Enter. Logo em seguida, ele deve apresentar uma mensagem como "{" this ":" falhou "," with ": 404," porque ":" não foi possível encontrar isso "}" (presumindo que ninguém postou dados para "sim7000test123")
  • Agora vamos testar o envio de dados fictícios para dweet.io, uma API de nuvem gratuita digitando "2" no monitor serial. Você deve vê-lo rodando por meio de alguns comandos AT.
  • Para testar se os dados realmente foram transmitidos, tente "w" novamente e, desta vez, digite "https://dweet.io/get/latest/dweet/for/{deviceID}" sem os colchetes, onde o ID do dispositivo é o IMEI número do seu dispositivo, que deve ser impresso na parte superior do monitor serial a partir da inicialização do módulo. Você deve ver "sucesso" e uma resposta JSON contendo os dados que acabou de enviar! (Observe que a bateria de 87% é apenas um número fictício definido no código e pode não ser o nível real da bateria)
  • Agora é hora de testar o GPS! Ative a alimentação do GPS usando "O"
  • Digite "L" para consultar os dados de localização. Observe que você pode ter que esperar cerca de 7-10s antes de obter uma correção sobre o local. Você pode continuar digitando "L" até que ele mostre alguns dados!
  • Depois de fornecer os dados, copie e cole no Microsoft Word ou em um editor de texto para facilitar a leitura. Você verá que o terceiro número (os números são separados por vírgulas) é a data e a hora, e os próximos três números são a latitude, longitude e altitude (em metros) de sua localização! Para verificar se estava correto, acesse esta ferramenta online e pesquise sua localização atual. Ele deve fornecer a latitude / longitude e a altitude e comparar esses valores com os dados do seu GPS!
  • Se você não precisa de GPS, pode desligá-lo usando "o"
  • Divirta-se com os outros comandos e verifique o esboço de exemplo "IoT_Example" para um exemplo legal de como enviar dados para uma API de nuvem gratuita via LTE!

Envie e receba textos

Para saber como enviar textos do escudo diretamente para qualquer telefone e enviar textos para o escudo por meio do painel ou API do holograma, leia esta página wiki do Github.

Exemplo de IoT: rastreamento GPS

Depois de verificar se tudo está funcionando conforme o esperado, abra o esboço "IoT_Example". Este código de exemplo envia a localização GPS e dados de rumo, temperatura e nível de bateria para a nuvem! Carregue o código e assista com espanto enquanto o escudo faz sua mágica! Para verificar se os dados foram realmente enviados para a nuvem, vá para "https://dweet.io/get/latest/dweet/for/{IMEI}" em qualquer navegador (preencha o número IMEI encontrado na parte superior do monitor serial após a inicialização do módulo, ou impresso em seu módulo SIMCOM) e você deverá ver os dados que seu dispositivo enviou!

Com este exemplo, você também pode remover o comentário da linha com "#define samplingRate 30" para enviar dados repetidamente em vez de executar apenas uma vez. Isso torna o seu dispositivo essencialmente um dispositivo de rastreamento GPS!

Para obter mais detalhes, visite os tutoriais que fiz para rastreamento GPS em tempo real:

  • Tutorial do rastreador GPS parte 1
  • Tutorial do rastreador GPS parte 2

Solução de problemas

Para perguntas comuns e problemas de solução de problemas, visite o FAQ no Github.

Etapa 8: Teste com comandos AT

Teste com comandos AT
Teste com comandos AT

Testando a partir do Arduino IDE

Se você deseja enviar comandos AT para o módulo por meio do monitor serial, use o comando "S" do menu para entrar no modo de tubo serial. Isso fará com que tudo o que você digitar no monitor serial seja enviado para o módulo. Dito isso, certifique-se de habilitar "Ambos NL e CR" na parte inferior do monitor serial, caso contrário, você não verá nenhuma resposta aos seus comandos porque o módulo não saberá que você terminou de digitar!

Para sair desse modo, basta pressionar o botão de reinicialização em seu Arduino. Observe que se você estiver usando placas baseadas em ATmega32u4 ou ATSAMD21, você também terá que reiniciar o monitor serial.

Para obter mais informações sobre como enviar comandos AT do Arduino IDE, consulte esta página wiki.

Testando diretamente via USB

Talvez um método mais fácil (para usuários do Windows) seja instalar os drivers do Windows detalhados neste tutorial e testar os comandos AT usando a porta micro USB do shield!

Se você ainda deseja experimentar os comandos AT, mas deseja executá-los em uma sequência e não quer mexer com a alteração da biblioteca FONA, você pode fazer isso com uma pequena biblioteca simples que escrevi chamada de "Biblioteca de Comandos AT" que você pode encontrar aqui no Github. Tudo que você precisa fazer é baixar o ZIP do repositório e extraí-lo em sua pasta de bibliotecas do Arduino e um esboço de exemplo (chamado "AT_Command_Test.ino") para o SIM7000 pode ser encontrado aqui no repositório Github do escudo LTE. Esta biblioteca permite que você envie comandos AT via Software Serial com timeouts, verifica se há uma resposta específica do módulo, nenhum ou ambos!

Etapa 9: Consumo Atual

Para dispositivos IoT, você deseja que esses números diminuam, então vamos dar uma olhada em algumas das especificações técnicas! Para um relatório detalhado das medições de consumo atuais, consulte esta página do Github.

Aqui está um breve resumo:

  • Módulo SIM7000 desligado: todo o escudo consome <8uA na bateria 3,7 V LiPo
  • O modo de suspensão consome cerca de 1,5 mA (incluindo o LED PWR verde, provavelmente ~ 1 mA sem ele) e permanece conectado à rede
  • As configurações do e-DRX podem configurar o tempo de ciclo da negociação de rede e economizar energia, mas também atrasarão coisas como o recebimento de mensagens de texto, dependendo de como o tempo de ciclo está definido
  • Conectado à rede LTE CAT-M1, ocioso: ~ 12mA
  • GPS adiciona ~ 32mA
  • Conectar USB adiciona ~ 20mA
  • A transmissão de dados por LTE CAT-M1 é de ~ 96mA por ~ 12s
  • O envio de SMS consome ~ 96mA por ~ 10s
  • Receber SMS consome ~ 89mA por ~ 10s
  • PSM parece um recurso maravilhoso, mas ainda não funcionou

E aqui está um pouco mais de explicação:

  • Modo de desligamento: Você pode usar a função "fona.powerDown ()" para desligar completamente o SIM7000. Neste estado, o módulo consome apenas cerca de 7,5uA e, logo após desligar o módulo, o LED "PWR" também deve desligar.
  • Modo de economia de energia (PSM): este modo é como o modo de desligamento, mas o modem permanece registrado na rede enquanto consome apenas 9uA enquanto mantém o módulo ligado. Neste modo, apenas a alimentação do RTC estará ativa. Para os fãs do ESP8266 por aí, é basicamente "ESP.deepSleep ()" e o cronômetro RTC pode ativar o módulo, mas você pode fazer algumas coisas bem legais como ativar o modem enviando um SMS. No entanto, infelizmente não consegui fazer esse recurso funcionar. Definitivamente, deixe-me saber se você fizer isso!
  • Modo de voo: Neste modo, a energia ainda é fornecida ao módulo, mas o RF está completamente desativado, mas o cartão SIM ainda está ativo, bem como a interface UART e USB. Você pode entrar neste modo usando "AT + CFUN = 4", mas também não vi isso acontecer.
  • Modo de funcionalidade mínima: este modo é igual ao Modo de voo, exceto que a interface do cartão SIM está inacessível. Você pode entrar neste modo usando "AT + CFUN = 0", mas também pode entrar neste modo usando "AT + CSCLK = 1" após o qual o SIM7000 puxará o pino DTR quando o módulo estiver no modo inativo. Neste modo de hibernação, puxar o DTR para baixo despertará o módulo. Isso pode ser útil porque acordá-lo pode ser muito mais rápido do que ligá-lo do zero!
  • Modo de recepção / transmissão descontínua (DRX / DTX): Você pode configurar a "taxa de amostragem" do módulo, por assim dizer, de modo que o módulo apenas verifique se há mensagens de texto ou envie dados em uma taxa mais rápida ou mais lenta, tudo enquanto permanece conectado ao a rede. Isso reduz significativamente o consumo de corrente!
  • Desative o LED "PWR": Para economizar mais alguns centavos, você pode desativar o LED de energia do módulo cortando o jumper de solda normalmente fechado próximo a ele. Se mais tarde você mudar de ideia e quiser de volta, basta soldar o jumper!
  • LED "NETLIGHT" Ligado / Desligado: Você também pode usar "AT + CNETLIGHT = 0" para desligar o LED azul de status da rede completamente se não precisar dele!
  • GNSS On / Off: Você pode economizar 30mA desligando o GPS usando o comando "fona.enableGPS ()" com verdadeiro ou falso como parâmetro de entrada. Se você não estiver usando, sugiro que desligue! Além disso, descobri que leva apenas cerca de 20s para obter uma posição fixa a partir de uma inicialização a frio e apenas cerca de 2s quando o dispositivo já estiver ligado (como se você desligasse o GPS, ligasse novamente e fizesse uma consulta novamente), o que é muito rápido ! Você também pode experimentar com partida a quente / quente e GPS assistido.

Etapa 10: Conclusões

No geral, o SIM7000 é super rápido e usa tecnologia de ponta com GPS integrado e vem carregado com recursos interessantes! Infelizmente para nós nos Estados Unidos, o NB-IoT não está totalmente implantado aqui, então teremos que esperar um pouco até que seja lançado, mas com este escudo LTE ainda podemos usar LTE CAT-M1 nas redes AT&T e Verizon. Este escudo é ótimo para experimentar dispositivos celulares de baixa potência, como rastreadores GPS, dataloggers remotos e muito mais! Incluindo outros escudos e módulos para coisas como armazenamento de cartão SD, painéis solares, sensores e outras conectividade sem fio, as possibilidades são quase infinitas!

  • Se você gostou deste projeto, por favor, dê um coração e vote nele!
  • Se você tiver algum comentário, sugestão ou dúvida, fique à vontade para postar abaixo!
  • Para solicitar seu próprio escudo, visite meu site para obter informações ou solicite-o na Amazon.com
  • Como sempre, compartilhe este projeto!

Com isso dito, feliz DIY'ing e certifique-se de compartilhar seus projetos e melhorias com todos!

~ Tim

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