Во всех проектах интернета вещей (IoT) одной из ключевых проблем является обеспечение для вашего устройства соединения с сетью интернет. В этих условиях часто приходят на помощь GSM/GPRS модули. Одним из самых удобных среди них для применения в проектах интернета вещей является модуль SIM800L. Благодаря своим компактным размерам он может быть интегрирован в практически любой проект. Этот модуль может делать то же самое что и обычный сотовый телефон – передавать/принимать SMS, совершать и принимать телефонные вызовы, а также подключаться к сети интернет при помощи технологии GPRS. Также отличительным достоинством GSM/GPRS модуля SIM800L является то, что он двухдиапазонный, благодаря чему его можно использовать практически в любой стране.
В данной статье мы рассмотрим подключение GSM модуля SIM800L к модулю ESP32. Ранее на нашем сайте мы рассматривали использование GSM/GPRS модуля SIM800L в следующих проектах:
- автоматическая система полива растений на основе Arduino;
- интерактивный автоответчик на Raspberry Pi и GSM модуле SIM800L;
- подключение Raspberry Pi к сети интернет с помощью GSM модуля SIM800L.
Необходимые компоненты
- Модуль ESP32 (купить на AliExpress).
- GSM/GPRS модуль SIM800L (купить на AliExpress).
Общие принципы работы GSM/GPRS модуля SIM800L
Распиновка модуля SIM800L
Распиновка GSM/GPRS модуля SIM800L представлена на следующем рисунке. Как видим, он имеет 12 контактов: NET, VCC, RST, RXD, TXD, GND, SPK-, SPK+, MIC-, MIC+, DTR, RING.
NET – к этому контакту можно припаять спиральную антенну, которая поставляется вместе с модулем.
VCC – через данный контакт на модуль подается питающее напряжение, которое может составлять от 3.4 до 4.4 Вольт. Подключение модуля к напряжению 5V в большинстве случае приведет к его поломке, а от 3.3V он вряд ли запустится. Для питания данного модуля целесообразно использовать литиевый аккумулятор или понижающий преобразователь (buck converter) с поддерживаемым током до 2A.
RST – контакт аппаратного сброса модуля SIM800L. Для сброса модуля необходимо подать на данный контакт уровень low продолжительностью не менее 100ms.
RXD – контакт приема (RX) модуля для последовательной связи.
TXD – контакт передачи (TX) модуля для последовательной связи.
GND – контакт подключения модуля к общему проводу схемы (земле). Его необходимо подключить в нашем проекте к контакту Ground модуля ESP32.
RING – контакт указателя вызовов модуля. В общем случае на этом контакте поддерживается уровень high. Для индикации поступающего вызова на данный контакт подается уровень low на 120 мс. Также его можно запрограммировать на формирование импульса при приеме SMS.
DTR – данный контакт используется для перевода модуля SIM800L в спящий режим. Подача на данный контакт уровня high переводит его в спящий режим и отключает в нем последовательную связь. Подача на данный контакт уровня low приводит к выводу модуля из спящего режима.
MIC+- – эти два контакта можно использовать для подключения внешнего микрофона к модулю.
SPK+- – эти два контакта можно использовать для подключения внешнего громкоговорителя (динамика) к модулю.
Компоненты GSM/GPRS модуля SIM800L
SIM800L – это компактный, универсальный и простой в использовании модуль для GSM и GPRS соединений. Компоненты, из которых он состоит, показаны на следующем рисунке.
На передней стороне модуля расположен UFL коннектор и, собственно, сам модуль SIM800L. Также на ней расположены развязывающие конденсаторы и токоограничивающий резистор 1 кОм для светодиода. Также на этой стороне модуля расположен большой танталовый конденсатор 100uF,16V.
На обратной стороне модуля расположен держатель для SIM карт. Чтобы SIM карта заработала ее нужно просто вставить (протолкнуть) в этот держатель.
Обзор GSM/GPRS модуля SIM800L
«Сердцем» GSM/GPRS модуля SIM800L является модуль, разработанный компанией SimCom. Как уже было указано ранее, питающее напряжение для модуля составляет от 3.4V до 4.4V, что означает что мы можем запитывать его непосредственно от литий-полимерного аккумулятора. Для простоты использования модуль поддерживает автоматическое определение в бодах скорости передачи по последовательному порту. Для работы модулю необходима внешняя антенна, доступен выбор из двух таких антенн. В коробке вместе с модулем поставляется спиральная антенна, которую вы можете непосредственно припаять к контакту NET модуля. Но если вы хотите вынести антенну подальше за пределы модуля, то можно подключить внешнюю антенну к разъему UFL модуля. В модуле будет работать любая sim карта поддерживающая 2G.
Состояние светодиода модуля
На передней стороне модуля SIM800L расположен светодиод-индикатор, он мигает по разному в зависимости от режима работы модуля:
— мигает каждую секунду;
Это будет означать что модуль запущен в работу, но пока не подключился к сети сотовой связи.
— мигает каждые 2 секунды;
Это означает что GPRS соединение готово к работе.
— мигает каждые 3 секунды;
Это означает что модуль подключен к сети и может передавать/принимать голос и SMS.
Наиболее часто задаваемые вопросы о GSM/GPRS модуле SIM800L
Поддерживает ли модуль SIM800L SIM карты 4G?
SIM800L поддерживает только 2G сервисы. Автор данного проекта (ссылка на оригинал приведена в конце статьи) вставлял в него SIM карты 4G от двух разных операторов. И когда на SIM карту подавалось питание, она пыталась соединиться с ближайшей базовой станцией 2G. Поэтому SIM карты 4G в модуле работают, но только в режиме 2G.
Может ли модуль SIM800L подключаться к сети интернет?
SIM800L поддерживает технологию GPRS (General Packet Radio Service) для соединения с сетью интернет по протоколу HTTP. Модуль содержит внутренний стек протоколов TCP/IP, доступ к которому можно получить при помощи AT команд.
Как узнать работает ли модуль SIM800L?
Для питания модуля SIM800L необходим ток не менее 1A. Если на модуль подано правильное питание, то его встроенный светодиод начнет мигать каждую секунду, что будет означать что он ищет сеть. Когда модуль подключится к сети светодиод начнет мигать каждые 3 секунды. Если он начнет мигать чаще (каждые 2 секунды) это будет означать что он подключен через GPRS.
Схема GSM/GPRS модуля SIM800L
Схема GSM/GPRS модуля SIM800L представлена на рисунке ниже. Как видите, она достаточно проста из-за того что микросхема SIM800L содержит в себе все основное оборудование модуля.
Держатель sim карты получает питание только от модуля SIM800. Также в схеме модуля можно увидеть большой танталовый конденсатор емкостью 100 мкФ. Вместе с развязывающими конденсаторами он выполняет функцию фильтрации выбросов напряжения, которые могут возникать в сети питания.
Схема проекта
Схема подключения GSM/GPRS модуля SIM800L к модулю ESP32 представлена на следующем рисунке.
Объяснение кода программы для модуля ESP32
Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты.
В коде программы мы будем использовать порт UART2 микроконтроллера ESP32 для взаимодействия с модулем SIM800, а UART0 будем использовать для целей отладки.
Поскольку код программы очень простой, то нам не потребуется для него никаких внешних библиотек. В функции setup мы используем Serial.begin() и Serial2.begin() для инициализации портов UART0 и UART2. Затем мы подождем 3 секунды чтобы дать модулю SIM800 войти в рабочий режим. После этого мы вызовем функцию test_sim800_module() (она будет объяснена позже), а затем функцию send_SMS() чтобы с помощью модуля отправить SMS – это даст возможность проверить работает он или нет.
|
1 2 3 4 5 6 7 |
void setup() { Serial.begin(115200); Serial2.begin(115200); delay(3000); test_sim800_module(); send_SMS(); } |
Далее, в функции loop() мы будем вызывать функцию updateSerial() чтобы тестировать работу проекта с помощью монитора последовательной связи.
|
1 2 3 |
void loop() { updateSerial(); } |
Теперь рассмотрим запрограммированную нами функцию test_sim800_module(). Данная функция будет передавать модулю SIM800L ряд AT команд.
AT: базовая AT команда. Если в ответ на нее модуль ответил OK значит он готов к работе.
AT+CSQ: данная команда проверяет уровень сигнала в децибелах (dB). Чем он больше, тем лучше. Для нормальной работы модуля необходимо чтобы уровень сигнала был не менее 5 дБ.
AT+CCID: эта команда проверяет номер sim карты, написанный на ее обратной стороне. После исполнения команды вы можете проверить этот номер вручную. Также эту команду можно использовать для проверки того подключена ли sim карта к модулю.
AT+CREG?: эта команда используется для проверки того что вы зарегистрированы в сети. Второе выходное число целого типа должно быть 1 или 5. 1 будет означать что вы в домашней сети, а 5 – что вы в роуминге. Любое другое число будет свидетельствовать о том, что вы не зарегистрированы в сети.
ATI: эта команда позволяет получить имя модуля и его номер.
AT+COPS?: эта команда проверяет подключены ли мы к сети. В нашем случае это сеть Airtel.
AT+CBC: эта команда возвращает процент заряда батареи (второе число в выходном окне) если она подключена к модулю.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
void test_sim800_module() { Serial2.println("AT"); updateSerial(); Serial.println(); Serial2.println("AT+CSQ"); updateSerial(); Serial2.println("AT+CCID"); updateSerial(); Serial2.println("AT+CREG?"); updateSerial(); Serial2.println("ATI"); updateSerial() Serial2.println("AT+CBC"); updateSerial(); } |
В функции updateSerial() мы проверяем работу последовательной связи.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
void updateSerial() { delay(500); while (Serial.available()) { Serial2.write(Serial.read());//Forward what Serial received to Software Serial Port } while (Serial2.available()) { Serial.write(Serial2.read());//Forward what Software Serial received to Serial Port } } |
В функции send_SMS() мы настраиваем модуль SIM800L для работы в текстовом режиме и вызываем функцию updateSerial(), поэтому мы можем проверить то, что будет выводиться в окно монитора последовательной связи. Далее мы указываем телефонный номер, на который мы будем отправлять SMS. Затем мы напишем наше сообщение и после этого передадим число 26 с помощью функции Serial2.write(26), с помощью этого мы передадим в канал последовательной связи команду ctrl+C, которая является командой передачи сообщения.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
void send_SMS() { Serial2.println("AT+CMGF=1"); // Configuring TEXT mode updateSerial(); Serial2.println("AT+CMGS=\"+919804049270\"");//change ZZ with country code and xxxxxxxxxxx with phone number to sms updateSerial(); Serial2.print("Circuit Digest"); //text content updateSerial(); Serial2.write(26); } |
Тестирование работы проекта
Показанное ниже видео показывает как работает наш GSM/GPRS модуль SIM800L. Мы написали код программы таким образом, что после того как будет инициализирован модуль ESP32 будет проверяться работает ли он и передаваться соответствующее сообщение в окно монитора последовательной связи. После каждой процедуры проверки модуль будет передавать SMS на указанный номер.
Исходный код программы
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 |
void setup() { Serial.begin(9600); Serial2.begin(9600); delay(3000); test_sim800_module(); send_SMS(); } void loop() { updateSerial(); } void test_sim800_module() { Serial2.println("AT"); updateSerial(); Serial.println(); Serial2.println("AT+CSQ"); updateSerial(); Serial2.println("AT+CCID"); updateSerial(); Serial2.println("AT+CREG?"); updateSerial(); Serial2.println("ATI"); updateSerial(); Serial2.println("AT+CBC"); updateSerial(); } void updateSerial() { delay(500); while (Serial.available()) { Serial2.write(Serial.read());//Forward what Serial received to Software Serial Port } while (Serial2.available()) { Serial.write(Serial2.read());//Forward what Software Serial received to Serial Port } } void send_SMS() { Serial2.println("AT+CMGF=1"); // Configuring TEXT mode updateSerial(); Serial2.println("AT+CMGS=\"+919804049270\"");//change ZZ with country code and xxxxxxxxxxx with phone number to sms (измените телефонный номер и код страны на тот, который вам нужен) updateSerial(); Serial2.print("Circuit Digest"); //text content updateSerial(); Serial.println(); Serial.println("Message Sent"); Serial2.write(26); } |
Все необходимые файлы для проекта можно скачать по следующей ссылке.
13 ответов к “Подключение GSM модуля SIM800L к ESP32”
У вас на схеме Serial2 ведёт к gpio0 и gpio4, но ведь должен к gpio16 и gpio17 и провод массы( минуса) вообще не к GND espешки
Это просто на схеме картинка модуля неудачная, с неправильно написанными обозначениями контактов, если вы посмотрите распиновку модуля ESP32, то второй контакт справа снизу — это GND модуля, а 6 и 7 контакты справа снизу — это gpio16 и gpio17 модуля ESP32
Не соглашусь. gpio16 и gpio17 это если считать справа снизу это 8 и 9 нога, вчера проверил на практике, и GND исли считать справа, то он самый верхний( один из трёх). У меня три разных модификаций espешки 32 и распиновка у них эдентичная. Хотя может у Вас другая. А код да рабочий, всё запустилось. Спасибо.
Ну может быть я вчера какой то неправильный рисунок с распиновкой модуля посмотрел или это была какая то редкая модификация модуля. Но в любом случае я рад что у вас получилось
Модуль запускается только после замыкании RST и GND на 1,5 секунды
Но общий провод почему на этом пинн?
Картинка модуля на схеме не очень удачная, но общий провод здесь подключается как раз на контакт GND модуля — он находится недалеко от кнопки Boot. Посмотрите более удачные картинки модуля где хорошо видны его контакты
Прошу прощения, ошибся.
А на ESP не надо согласовывать уровни ТХ и RХ как на Ардуино?
Нет, поскольку и модуль GSM, и модуль ESP используют рабочее напряжение 3,3 В на своих контактах
с наступившим новым годом!
опишите как использовать sim800+esp в режиме интернета с управлением через приложение Blynk.apk
Добрый день. И вас с наступившим новым годом. К сожалению, полноценную такую статью сейчас написать не могу потому что нахожусь в отпуске. Но в качестве примера работы с приложением Blynk можете посмотреть вот эту статью, только в ней вам необходимо будет изменить способ связи модуля ESP с внешней сетью интернет с WiFi на GSM с помощью модуля SIM800, то есть как бы скомбинировать материалы этих двух статей
Странное подключение питания е,sp32. Поясните, пожалуйста подачу + на вывод esp32