• en
  • ru

Fibocom G510 — компактный модуль GSM/GPRS

Вкл Декабрь 2nd, 2013, дата публикации: Все новости, Публикации автор Комментарии к записи Fibocom G510 — компактный модуль GSM/GPRS отключены

Компания Fibocom Wireless Inc. — ведущий производитель М2М и LBS решений, таких как GSM/GPRS, 3G, GPS. Все GSM модули построены на платформе INTEL и RDA Microelectronics. Хочется отметить новинку лета 2013г. – GSM модуль G510 (рисунки 1 и 2). Его ультракомпактный размер 22,5 x 20,5 мм в корпусе SMT и функцонал: TCP/IP, OpenCPU, встроенная пользовательская память Flash, eCall, при потреблении до 1 мА в режиме Sleep Mode (DRX9) позволяют использовать в различных приложениях, таких как: навигация, системы безопасности, передача данных в промышленности, ЖКХ и др.

 

Рисунок 1. Малогабаритный GSM модуль G510 (вид сверху)

Рисунок 1. Малогабаритный GSM модуль G510 (вид сверху)

Рисунок 2. Малогабаритный GSM модуль G510 (вид снизу с распиновкой)

Рисунок 2. Малогабаритный GSM модуль G510 (вид снизу с распиновкой)

Основные функции

Новый модуль G510, как и предыдущие модули G610 и G620, выполнены в корпусе SMT, что значительно упрощает монтаж модуля на плату как в автоматическом режиме, так и в ручном. В таблице 1 приведены сравнительные характеристики модулей G510, G610 и G620. Из таблицы видно, что размер модуля и ток потребления в спящем режиме значительно уменьшились. Напряжение питания осталось стандартным 3,3 – 4,5 В, что позволяет не менять схемы питания. Благодаря наличию на борту 3-х интерфейсов UART к модулю можно подключить несколько сторонних устройств. G510 поддерживает функции LBS (позиционирование по базовым станциям) и систему eCall.

GSM модульG510G610G620
Частотный диапазонGSM 850/900/1800/1900 MHzGSM 900/1800 MHzGSM 900/1800 MHz
Напряжение питания3.3 ~ 4.5V3.3 ~ 4.5V3.3 ~ 4.5V
Потреблениедо 1 мА1,6мА1,6мА
Размеры, мм22.5 x 20.5 x 2.631.4 x 20.2 x 3.024.0 x 24.5 x 2.6
Диапазон рабочих температур-40 +85 -40 +85 -40 +85
ГолосДaДa
Передача данных
GPRSкласс 10класс 10класс 10
MMSДaДaДa
SMSДaДaДa
DTMFДaДаДа
DTMF decodeДa
CSDДaДa
FaxДaДa
TCP/IP стекДaДaДa
SSLДa
Протоколы на базе TCP, особенности
FTPДaДaДa
HTTPДa
eCallДa
Интерфейсы
Подключение антеннычерез пинчерез пинчерез пин
Способ монтажаSMT (42 pin)SMT (55 pin)SMT (26 pin)
Аудио интерфейс22-
UART311
I2C---
SPI-1-
ADC/DAC-/-2/-2/-
GPIO-8 - 12-
Специальные возможности
Поддержка пользовательского ПОДaДaДa
Удалённое обновление пользовательского ПОДaДaДa
Flash память32 Mb64Mb32Mb
RLS монитор (детектор глушения GSM сигнала)ДaДa
Расширенные возможности управления температуройДaДa
Профиль доступа SIMДaДaДa

Такие «фишки» как OpenCPU и удаленное обновление пользовательского программного обеспечения от Fibocom сохранились и на новом модуле, несмотря на то, что G510 значительно дешевле своих предшественников.

Области применения

Благодаря своим оптимально скомбинированным функциям и характеристикам, модуль G510 значительно упрощает и удешевляет разработку и производство изделий для абсолютно всех сфер применения сетей GSM. Это относится к таким сферам как:

  • GPS ГЛОНАСС трекеры (персональные, автомобильные, скрытые и др.)
  • системы безопасности и пожаротушения
  • умные счетчики для ЖКХ
  • передача данных в промышленности и др.

Схемы включения

Рисунок 3. Блок-схема G510

Рисунок 3. Блок-схема G510

В цифровой блок входят:

  • встроенная 32 Мб Flash память на чипе
  • встроенная 32 Mб PSRAM память на чипе
  • последовательные интерфейсы
  • порт SIM-карты
  • часы реального времени (RTC) с генератором 32,768 кГц

В аналоговый блок входят:

  • управление питанием
  • внутренние регуляторы

В блок GSM приемопередатчика входят:

  • цифровой приемник
  • цифровой передатчик
  • частотный синтезатор
  • встроенный VCO, контурные фильтры, и т.д.
  • цифровой AFC
  • DigRF интерфейс между цифровыми полосами частот и приемопередатчиком
  • RF FEM контроль

Питание модуля G510

Модуль G510 должен питаться от внешнего источника с постоянный напряжением от 3,3 до 4,5 В, при этом рекомендованное питание 4,0 В. Блок питания должен быть в состоянии поддерживать этот уровень напряжения во время GSM передачи, пиковое потребление при котором может достигать 1.8 А.

Особое внимание нужно обратить при проектировании питания G510. Один внешний источник обеспечивает питанием все цифровые, аналоговые интерфейсы и радиочастотный усилитель мощности (УМ). Таким образом, любое ухудшение производительности источника питания (в связи с потерями и шумами), будет непосредственно влиять на производительность G510. Рекомендуется, чтобы падение напряжения во время передачи пакета данных не превышало 300 мВ, а так же питание не должна быть ниже минимального уровня 3,3 В. В случае если напряжение питания упадет ниже 3,3 В будет инициировано автоматическое отключение модуля.

Чтобы свести к минимуму потери и переходные процессы в линиях электропитания, соблюдайте следующие правила:

  • Используйте емкость 1000 мкФ или больше с низким ESR для сведения к минимуму снижение питания во время передачи пакетов. Конденсатор должен быть расположен как можно ближе к выводам G510
  • Используйте источник питания с низким импедансом
  • Используйте разводку печатной платы от источника питания до модуля как можно короче
  • Используйте конденсаторы как в таблице 2.

Рекомендованная емкость

назначение

описание

1000 мкФ

импульсное потребление тока при передаче

Уменьшает пульсации напряжения во время передачи пакетов. Используйте емкость с максимально возможным значением

10 нФ, 100нФ

цифровой шум

Фильтрует цифровые шумы от часов и источников данных

8.2 пФ, 10пФ

1800/1900 МГц GSM частоты

Фильтры EMI

33 пФ, 39пФ

850/900 МГц GSM

 

Фильтры EMI

Желательно, чтобы ширина шины питания была не менее 1,5 мм. Для контроля напряжения VBAT существует АТ-команда AT+CBC.

Включение/выключение модуля

Рисунок 4. Включение модуля G510. Power_ON =800mc

Рисунок 4. Включение модуля G510. Power_ON =800mc

Чтобы запустить модуль G510 недостаточно только включить питание, необходимо подтянуть вывод POWER_ON к «земле» как минимум на 800 мс (см. рисунок 4). Если же POWER_ON подтянуть менее чем на 800 мс (см. рисунок 5), то включение модуля может не произойти.

Рисунок 5. Включение модуля G510. Power_ON =600mc

Рисунок 5. Включение модуля G510. Power_ON =600mc

Что бы отключить питание существует два способа, первый – подтянуть POWER_ON на 3 секунды к земле или с помощью AT-команд:

  • AT + MRST команда инициирует отключение питания напрямую без де-регистрации в сети.
  • AT + CFUN = 0 команда инициирует корректную де-регистрацию в сети, а затем выключение модуля.

Спящий режим

Рисунок 6. Спящий режим, вывод WAKE_UP

Рисунок 6. Спящий режим, вывод WAKE_UP

Модуль обладает дополнительным режимом низкого потребления, названным Спящий режим (Sleepmode), в котором он работает c ограниченной функциональностью.

Во время Sleepmode связь с GSM сетью не теряется. Модуль периодически пробуждается и контролирует сеть GSM для приема входящих вызовов или данных. При этом все интерфейсы модуля G510 неактивны и сохранены в их предыдущем состоянии.

Fibocom G510 не войдет в спящий режим в случае, когда есть передача данных на последовательном интерфейсе или данные поступают от сети GSM, или если работает какая-нибудь внутренняя системная задача. Только после окончательной обработки любой внешней или внутренней задачи G510 введет Sleepmode согласно параметрам настройки команды ATS24.

В спящем режиме энергопотребление может быть уменьшено до 1,0 мА.

ATS24 = 2 – включить режим сна.

Число 2 означает, что он переходит в спящий режим автоматически, если модуль не получает никаких команд или данных в течении 2-х секунд. Диапазон этого значения от 0 до 255.

Команда ATS24 = 0 отключает спящий режим.

WAKE_UP и UART1_DTR вывода, с помощью которых можно пробудить модуль, который находится в Sleepmode . WAKE_UP контакт рекомендуется зарезервировать для пробуждения

Этот вывод переключаются по фронту. В команде ATS24 = [значение], число этого [значение] означает не только то время, когда модуль будет установлен в режим ожидания, но также означает время, в течении которого он временно проснулся. Например, отправив команду ATS24 = 2, это означает, что модуль будет установлен в режим сна после 2 секунд. Предположим, что модуль временно проснулся от контакта WAKE_UP, но если модуль не получает никаких команд или данных в течение 2 секунд, модуль опять перейдёт в Sleepmode.

Часы реального времени, RTC

Основная функция часов реального времени (RTC) — сохранять время. Подсистема RTC встроена в PMU и работает во всех рабочих режимах модуля, пока питание подано выше минимального уровня. Если основное питание не доступно, аккумулятор или конденсатор могут быть подключены к контакту VBCKUP модуля G510.
Методы установки времени и даты модуля:

  1. Автоматически извлекаются из сети GSM. В случае, если модуль работает в сети GSM, который поддерживает автоматическое обновление часового пояса, она обновит RTC с местным временем и датой при подключении к сети.
  2. Использование команды AT+CCLK – установка времени и даты вручную. Это отменяет автоматическое обновление сети. Как только время и дата обновились вручную, таймер RTC будет держать это время и дату.
  3. VBACKUP – диапазон входного напряжения 2,0 В ~ 3,3. Если VBACKUP напряжения ниже 2,0 В, текущее время и дата будут утеряны.

Последовательные порты UART

Модуль имеет 3 порта UART:

  • UART1 – является полностью независимым 8 проводной последовательный интерфейсом. Это основной UART.
  • UART2 – является 2-проводным последовательный интерфейсом, он поддерживает только несколько AT команд.
  • HOSTUART – является отладочным UART, который используется для загрузки, калибровки, и т.д. модуля.

Порт UART1 является основным портом UART. Это стандартный 8 проводной последовательный интерфейс шины. Этот UART используется для всех связей с модулем: AT команды, GPRS данные, программирование и обновление программного обеспечения. Модуль определяется как DCE устройство, рисунок 7.

Рисунок 7. UART 1

Рисунок 7. UART 1

UART2 поддерживает не все АТ-команды, для подробностей обратитесь к AT Command User Manual. Рисунок 8.

Рисунок 8. UART2

Рисунок 8. UART2

Рисунок 9. HOST UART

Рисунок 9. HOST UART

HOST UART явно используется для загрузки, калибровки, и так далее, он не поддерживает ни одну команду AT. Рисунок 9.

Интерфейс SIM-карты

SIM интерфейс Fibocom G510 поддерживает стандарты GSM 11.11 и GSM 11.12, которые основываются на стандарте ISO/IEC 7816. Эти стандарты определяют электрические, сигнальные и протокольные спецификации SIM-карты GSM. Модуль поддерживает SIM-карты с питанием как 1.8 В, так и 2.85 В. При включении модуля сначала подается напряжение 1,8 В на SIM_VCC вывод, если не удается активировать SIM карту на вывод SIM_VCC подается 2,85 В. Схема подключения SIM карты представлена на рисунке 10.

Рисунок 10. Схема подключения SIM карты

Рисунок 10. Схема подключения SIM карты

Аудиоканалы

Модуль Fibocom G510 имеет на борту 2 аудиоканала, рисунок 11.

Рисунок 11. Аудиоканалы

Рисунок 11. Аудиоканалы

1-й аудиоканал: микрофон
Этот канал является активным аудиоканалом. Вход для микрофона включает в себя все необходимые цепи для поддержки прямого подключения к внешнему микрофону. Включает в себя внутреннее напряжение смещения, которое может быть изменено AT командой. Входной импеданс не ниже 5 MОм.
1-й аудиоканал: приемник
Этот канал является активным выходом для голосовых вызовов и DTMF тонов. Он выполнен в виде дифференциального выхода с 16 Ом импедансом.
2-й аудиоканал: микрофон
Этот канал может быть выбран с помощью AT-команд. Вход для микрофона включает в себя все необходимые цепи для поддержки прямого подключения к внешнему микрофону. Он включает в себя внутреннее напряжение смещения, которое может быть изменено AT командой. Входной импеданс не ниже 5 MОм.
2-й аудиоканал: динамик
Этот канал может быть выбран с помощью AT-команд. Он выполнен в виде дифференциального выхода, и к нему можно подключать 8 Ом динамик.

Отладочный комплект, документы и программное обеспечение

Компания Fibocom предоставляет отладочный комплект EVK-G510-Q50-EUR (рисунок 12), которого достаточно для полноценного изучения всех функций модуля Fibocom G510. В состав отладочного комплекта входят:

  • материнская плата с необходимыми разъемами и интерфейсами
  • адаптер с модулем G510
  • GSM антенна
  • кабель RS-232
  • блок питания
Рисунок 12. Отладочный комплект EVK-G510-Q50-EUR

Рисунок 12. Отладочный комплект EVK-G510-Q50-EUR

Для полноценного и быстрого тестирования и разработки прибора с GSM модулем Fibocom G510 мы предоставляем полный комплект документов и драйверов на каждый из модулей Fibocom.

Документация:

  • G510 Brochure (краткое описание модуля)
  • FIBOCOM Hardware User Manual (описание модуля)
  • FIBOCOM AT Command User Manual (описание AT-команд)
  • FIBOCOM AT Command User Manual ADD (описание дополнительных AT-команд)
  • G510 Hardware Design Application Note (рекомендациипоподключениюмодуля)
  • G510 SMT Application Note (рекомендациипопайкемодуля)
  • G5-Family Built-in IP Stack Application Note (пример использования встроенного TCP/IP стека)
  • Audio Design Application Note (рекомендации по использованию аудио)
  • DTMF Decode Application Note (рекомендации по использованию встроенного DTMF декодера)
  • GPRS Module CurrentTest Application Note (рекомендации по тестированию энергопотребления модуля при использовании GPRS)
  • MUX Application Note (рекомендации по применению MUX)
  • OpenCPU Software Remote Upgrade Application Note (руководство по удаленному обновлению пользовательского кода)
  • Record Application Note (руководство по использованию функции записи звука)
  • RF Antenna Design Application Note (рекомендациипоразводкеантенны)
  • SIM Design Application Note (рекомендациипоподключению SIM карты)
  • Software Application Note (рекомендациипоиспользованию AT команд)
  • UART Design Application Note (рекомендациипоподключению UART)
  • G5-Family Software Upgrade Manual (руководство по обновлению прошивки и загрузки пользовательского кода)
  • G510 Hardware M2M User Manual (описание аппаратно-программных возможностей OpenCPU)
  • G5-Family M2M API User Manual (описание API команд)
  • G5-Family M2M Program Application Note (описание примера пользовательского приложения)

Программное обеспечение:

  • G510 OpenCPUDemo (пример пользовательского приложения)
  • FibocomupgradeV1.2 (утилита для обновления прошивки/приложения)
  • CSDTK 3.7 (среда разработки пользовательских приложений)

Перспективы

Fibocom – это инновационная компания. Она не стоит на месте. В ближайшее время ожидаем выхода на рынок модуля Fibocom G530 со встроенными Wi-Fi и Bluetooth.

Заключение

Модуль Fibocom G510 должен заинтересовать разработчиков в первую очередь своими малыми размерами, низким потреблением, богатой функциональностью и простотой внедрения в проекты. Инженеры  ПремьерЭлектрик прошли полную подготовку в техническом центре Fibocomдля осуществления консультаций и помощи в разработке новых изделий с модулями Fibocom.

ПремьерЭлектрик — официальный дистрибьютор Fibocom Wireless Inc. на территории России и стран СНГ.

Яндекс.Метрика