Le but principal de cet article « comment faire » est de vous guider sur la façon de concevoir un GSM modulaire pratique et élégant ou une plateforme hardware 3G en utilisant une carte Pro Mini (et connectée) Arduino, une carte adaptateur Pro Mini j-328GSM3GLader Arduino et des blindages de modem c-uGSM/d-u3G/h-nanoGSM. Le but d’une interface GSM programmable est être capable de communiquer avec l’électronique/hardware directement via le réseau cellulaire (une carte SIM est requise), sans la nécessité d’un téléphone cellulaire. Vous pouvez utiliser cette plateforme comme une interface mobile IdO (données de capteurs d’accès à distance ou contrôle actionneurs) ou comme un plateforme d’automatisation SMS/GPRS/DTMF.

Ce dont vous aurez besoin :

* Le paquet j328GSM3GLader102B contient : 1 unité de douille de broche 1 x 10 2,54 mm (0,1″), 1 unité de douille de broche 1 x 8 2,54 mm (0,1″) et 1 unité de carte adaptateur Pro Mini j-328GSM3GLader Arduino.

** Nous avons effectué nos tests en utilisant une carte de clone générique Pro Mini Arduino ainsi que quelques autres cartes. La plupart des images incluent des cartes de clone générique Pro Mini Arduino.

*** La « règle d’or » pour vérifier que le brochage de votre carte de microcontrôleur est compatibilité est de l’ordonner tel que : GND, D2, D3, D4, D5, D6 et D7 (D4 n’est pas utilisé, GND n’est pas obligatoire; vérifiez ci-dessous pour la « solution de contournement SANS GND »). Vérifiez la carte d’extension GPIO en vigueur disponible sur votre appareil. Renseignez-vous à propos de la carte Pro Mini Arduino pour d’autres cartes compatibles et utilisez Google pour trouver les références hardware adéquates.

Références et conventions Hardware

Module GSM

Les blindages c-UGSM et d-U3G sont compatible broche à broche, l’une avec l’autre. Le blindage c-UGSM est quadri-bande (compatible worldwide) et soutient les cartes 2 x SIM. L’autre unité utilise une seule SIM 3G (modèle d-u3G = version nord-américaine ; 3G+GSM = version Europe et reste du monde ;h-nanoGSM = GSM quadri-bande uniquement et compatible worldwide) + blindage nano Bluetooth 3.0, emballé dans un format compact 1,25″ x 1,16″ (31,75 x 29 46 mm) qui pèse environ 8 g.

modem GSM modulaire double sim

modem GSM modulaire double sim c-UGSM

modem 3G modulaire

modem 3G modulaire d-u3G

modem GSM modulaire


modem GSM modulaire h-nanoGSM

Le h-nanoGSM a la même fonctionnalité que ses grands frères (c-UGSM et d-u3G). Il s’agit non seulement d’une carte d’essai, mais c’est aussi un blindage complet avec des fonctionnalités intégrées puissantes, incluant un support USB (communication et alimentation), des interfaces numériques avec arrêt automatique de niveau 2,8 V – 5 V et un chargeur de batterie intégré LiPo.

Alimentations à découpage

Tant l’alimentation électrique à commutation g-SPS 4 V [DDRV] ainsi que g-SPS 5 V [LiPOL] mentionnées dans la liste des pièces sont modulaires, conçues pour une compatibilité broche à broche avec des modems de la famille itbrainpower.net. La première (g-SPS 1.02 – 4V [DDRV]) est utilisée comme adaptateur d’alimentation pour les blindages c-UGSM/d-u3G/h-nanoGSM dans des configurations sans batterie au Lithium polymère. La seconde (g-SPS 1.02 – 5V [LiPOL]) est utilisée dans des configurations avec une batterie au Lithium polymère connectée au blindage, lorsque la source d’alimentation principale a une tension supérieure à 5 V (6-18 V).

Adapteur Mini Pro Arduino

Pour résumer une longue histoire, disons que l’adaptateur j-GSM3GLAder vous permet de connecter directement les cartes Pro Mini (ou comme) Arduino avec les blindages de modem LTE modulaire GSM/3G ou (suivant à venir) itbrainpower.net. Cela permet d’économiser un câblage considérable ainsi que le temps passé par le designer à bien comprendre chaque circuit.

chaque-cote-carte-adaptateur-pro-mini-arduino-j-328gsm3glader

Haut et bas du j-328GSM3GLader PCB

Dans les images ci-dessus, notez que le GSM/3G et la puce de microcontrôleur 328 ont inscrits sur leur face INFÉRIEURE, ainsi que sur les cavaliers de soudure (placés sur la face INFÉRIEURE) :

  • JP1 – GND : le circuit est FERMÉ (connecté) par défaut, faire donc TRÈS ATTENTION : quand un microcontrôleur sans GND est utilisé, veuillez bien lire la « solution de contournement SANS GND » ci-dessous.
  • JP2 : le circuit entre l’ALIMENTATION Vcon sur « ALIMENTATION PARTIE LATÉRALE » et Vin (5 V sur le connecteur GSM/3G) est OUVERT (non connecté) par défaut.

ATTENTION : NE PAS MODIFIER LA CONFIGURATION DES SOUDURES JP1, JP2 AVANT D’ÊTRE PARFAITEMENT CERTAIN DE CE QUE VOUS FAITES ! UNE MAUVAISE CONFIGURATION PEUT ENDOMMAGER VOTRE ET VOTRE BLINDAGE MICROCONTRÔLEUR ET GSM.

Connexions Hardware

Connecteurs à souder

Soudez les connecteurs vers le haut et le bas de l’adaptateur, comme dans l’image ci-dessous. Le design des cartes vous offre la possibilité de diverses options de connectivité. Nous présentons ici la « variante de plan unique (2D) ».

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j-328gsm3glader avec des connecteurs soudés

a. Sélectionnez la douille de broche 1 x 10 2,54 mm (0,1″) reçue avec le paquet j-328GSM3GLader.

b. Soudez-la dans le côté du modem du PCB j-328GSM3GLader. Souder les grands pads (face supérieure) est recommandé au lieu d’utiliser un trou traversant.

c. Sélectionnez les douilles de broche 1×8 2,54 mm (0,1 « ) reçues avec le paquet j-328GSM3GLader.

d. Soudez sur le côté du microcontrôleur (marqué en tant que « 328 « sur le PCB) du PCB j-328GSM3GLader.

e. Soudez une douille de broche 1×2 2,54 mm (0,1 « ) sur le côté d’alimentation (en option) du PCB j-328GSM3GLader (douille 90 degrés illustrée ci-dessus).

f. Vérifiez les courts-circuits.

Configuration Hardware et Options d’alimentation

Vérifiez la référence hardware pour votre microcontrôleur et d’identifiez les broches suivantes : GND, D2, D3, D4, D5, D6 et D7 (la référence D4 ne peut pas être utilisée). Si le GND est manquant (exemple avec ces cartes : a-star mini, Metro Mini 328, Pro Trinket…), veuillez lire les informations ci-dessous concernant la solution de « non contournement GND »), à défaut laissez JP1 tel quel (circuit fermé DÉFAUT – connecté). Soudez les douilles de broche 2,54 mm (0,1″) dans les trous d’épingle Mini Pro Ardruino identifiés auparavant. Pour cette variante (« plan unique/2D ») , utilisez des douilles de broche 90 degrés.

arriere-carte-adaptateur-modem-pro-mini-arduino-j-328gsm3glader

j-328GSM3GLader, référence JP1, JP2

Utilisez l’image ci-dessus comme référence :

  1. Configuration d’alimentation a : le modem n’est pas alimenté en externe (fonctionne sur batterie LiPol uniquement) > laissez le JP1 tel qu’il est (circuit ouvert par DÉFAUT – non connecté). Connectez la batterie au Lithium polymère au modem. De cette façon, le chargeur intégré au Lithium polymère du modem est hors tension et non utilisé.
  2. Configuration d’alimentation b : alimentez le modem via deux broches sur le « côté d’alimentation » (Vcon) du connecteur > faire un court-circuit sur la soudure JP1. Sur Vcon, vous pouvez alimenter avec + 5 V. Les modems seront utilisés avec une batterie connectée au Lithium polymère. De cette façon, le chargeur intégré au Lithium polymère du modem est hors tension et non utilisé.
  3. Configuration d’alimentation c : allumez le modem via le connecteur USB du modem > faire une soudure courte entre le pad RSVD GAUCHE (placé entre les pads E/S et Vin) et le pad Vin; faire un court-circuit sur la soudure JP1 SEULEMENT si vous souhaitez exporter Vusb via le pad Vcon (« partie latérale de l’alimentation »). Sur Vcon, vous pouvez alimenter avec + 5 V. Les modems seront utilisés avec une batterie connectée au Lithium polymère. De cette façon, le chargeur au Lithium polymère du modem est alimenté et utilisé.

Hacks

Les options d’alimentation ne sont pas limitées à celles présentées ci-dessus, cependant : ASSUREZ-VOUS QUE VOUS SAVEZ CE QUE VOUS FAITES AVANT DE FAIRE DES CHANGEMENTS !

« Solution de contournement SANS GND »

Avec un outil coupant/couteau de type exacto, découpez soigneusement la trace GND entre les deux blocs de la soudure JP1 afin que les deux ne se soient plus connectés ensemble. Soudez un câble (après que après avoir branché les cartes ensemble) entre le bloc j-Lader GND et un sténopé GND/zone placée sur la carte Pro Mini Arduino.

Dirigez le Vcc (entrée/sortie +4 V du modem) via « section latérale d’alimentation »

Laissez le JP2 sans soudure (circuit ouvert) et soudez un petit câble entre le bloc droit du JP2 (ou bloc Vcon) et le bloc RSVD DROIT :

modem modulaire adaptateur Pro Mini Arduino lithium polymère hack

« Exportez » Vcc (entrée/sortie +4 V du modem)

Raccordement des cartes

À se rappeler lorsque vous vous connectez/branchez les cartes :

a. L’alignement du j-Lader au Pro Mini Arduino peut être fait avec une broche de référence D7

b. L’alignement du j-Lader au modem : les deux cartes commencent par RX

Cas 1 : Raccordement droit entre le Pro Mini Arduino et modem modulaire GSM ou 3G

modem-gsm-3g-mobile-iot-j-328gsm3glader_assemble

hardware IdO mobile modulaire assemblé

Cas 2 : Connexion entre le Pro Mini Arduino, modem modulaire 3G ou GSM et l’alimentation électrique à commutation g-SPS

alimentation-electrique-modem-3g-gsm-mobile-iot-j-328gsm3glader

modulaire mobile IdO assemblé, y compris l’alimentation électrique à commutation

Cas 3: alimentez le Pro Mini Arduino à partir de la même source d’alimentation

L’idée est d’utiliser une alimentation 5 V externe pour alimenter le modem (ex : utilisation d’une source g-SPS de 5 V + batterie au Lithium polymère ou alimentation directe 5 V comme dans la « Configuration d’alimentation b » ou comme dans la « Configuration d’alimentation c » décrites plus haut). Si votre carte Pro Mini (ou similaire) Arduino est évaluée pour 5 V, la seule chose à faire est de souder un fil du PAD j-328GSM3GLader + 5 V (marqué en tant que Vin) au Pro Mini + 5V IN d’Arduino (généralement marqué en tant que Vcc – vérifiez la documentation de votre carte !). Le second cas est identique à celui mentionné plus haut, à la différence que votre Pro Mini Arduino est évalué pour fonctionner à 3,3 V. La solution serait la même chose que ci-dessus, mais en se connectant au pad RAW du Pro Mini Arduino ! Une autre alternative consiste à établir la connexion avec une diode 1N4148, en polarisation directe, à un MODEM VCC + bloc 4 V [or corresponding j-328GSM3GLader PAD] au Pro Mini Arduino +3 V3 IN (en général indiqué en tant que Vcc – vérifiez la documentation relative à votre carte et aux autres électroniques inter-connectés !). Attention : le courant qui alimente le Pro Mini Arduino vous fournira une puissance de 3,2 V – 3,4 V, mais peut-être vous fournira-t-il aussi plus de puissance ! La même approche peut être utilisée dans le second cas et être appliqué au « Configuration d’alimentation c » et l’utilisation de la version Pro Mini Arduino 5 V. À la place d’une diode 1N4148, vous utiliserez une câble plain (nous avons testé plusieurs Mega328p/16 V jusqu’à 3,2 V et même plus bas @ température ambiante). En conclusion, rappelez-vous de toujours lire les informations et de souder ensuite, et d’effectuer une double vérification de ce que vous faites ! Les modems modulaires j-328GSM3GLader et itbrainpower.net offrent un support pour plusieurs systèmes d’alimentation et un hacking (presque) sans fin.

Capteurs de connexion et actionneurs

Sur une carte Pro Mini Arduino, il existe plusieurs E/S supplémentaires disponibles pour établir la connexion des capteurs et des actionneurs. Les broches numériques D4, D8->D13 et les broches analogiques A0->A3 ne sont pas utilisées, et donc libres de l’être comme bon vous semble. Vous devez simplement adapter votre projet/code afin d’utiliser ces interfaces pour capteurs et actionneurs et ainsi finaliser un projet spécifique.

Configuration du logiciel

TOUS les exemples de support du logiciel ARDUINO sont disponibles dans la section TÉLÉCHARGEMENT, à partir d’août 2016 et soutiennent la carte adaptateur Pro Mini Arduino j-328GSM3GLader. Vous pouvez même télécharger un hack classe Arduino GSM qui vous permet d’exécuter (presque) tout projet écrit pour les boucliers Arduino GSM qui utilisent itbrainpower.net de GSM modulaire (c-UGSM ou h-nanoGSM) modems. Tout ce que vous avez à faire, c’est de supprimer le commentaire pour la directive de compilation « #define usejLader » (ou d’ajouter cette directive) dans l’exemple du logiciel. Pour les anciennes versions de logiciels, vous pouvez définir la connectivité de la manière suivante (peu importe que vous utilisez des blindages modulaires c-UGSM, d-u3G ou h-nanoGSM) :

  • RX => D3
  • TX => D2
  • ALIMENTATION ON => D7
  • RESET => D6
  • ÉTAT => D5

Amusez-vous !

LE TUTORIEL ET LE LOGICIEL SONT FOURNIS SANS AUCUNE GARANTIE ! UTILISEZ À VOS RISQUES !

Initialement publié par Dragos Iosub & itbrainpower team.