GSM модуль Cinterion BGS2

Предположим, что есть устройство, которое должно быть подключено к GSM сети. В инете полно статей, где в качестве связующего модуля используется какой нибудь SIM-900(300). Но ими выбор модулей не ограничивается. Предлагаю рассмотреть использование модуля BGS2 компании Cinterion. Кроме офицальной документации найти по нему что-то не удалось, восполню этот пробел.

Важные характеристики модуля:

• Двойной диапазон(BGS2-E8): GSM 900/1800 МГц
• Электропитание: 3,3 В...4,5 В
• Температура эксплуатации: -30°C...+85°C
• Размеры: 27,6 мм x 18,8 мм x 2,7 мм
• GPRS: класс многоканальной передачи 8 (двойной диапазон)
• СтекTCP/IP: протоколы TCP (сервер/клиент), UDP, HTTP, FTP, SMTP, POP3, доступ с помощью AT-команд
• Интерфейс модуля: поверхностно-монтируемое устройство с припаиваемыми контактными площадками, технология LGA (Land Grid Array — матрица контактных площадок)
• 2 последовательных интерфейса: ASC0 8-проводной интерфейс модема с линиями состояния и управления, несимметричный, асинхронный; ASC1 4-проводной, несимметричный асинхронный; USB интерфейс не предусмотрен.

Прежде всего, хочу пояснить, чем обусловлен выбор именно этого модуля.

• стоимость модуля в Москве ниже чем модулей SIM. Да и вообще, по моему это самый дешёвый модуль из всех мною рассмотренных, с соответствующим функционалом.
• отсутствие конструктивных ограничений, например модули SIM капризны к питанию. При неожиданном выключении возможно повреждение прошивки. В данном модуле такого нет.
• возможность пайки в любительских условиях.
• до этого у меня был опыт работы с модулем EGS5 той же компании — впечатления самые положительные.
• доступность всей документации — аппаратной и описания AT команд, кстати, документация есть и на русском языке.

Для первого подключения модуля была разработана небольшая плата на которой разведены основные интерфейсы. Были выведены оба последовательных интерфейса, подсоединён держатель для SIM-карты, подведено питание, выведен статусный светодиод, разведена схема подачи стартового сигнала для модуля, выведен разъём для подключения резервной батареи, питающей внутренние часы модуля и подключена кнопка сброса.

Последовательные интерфейсы могут работать только с уровнями сигналов 1.8 В и 2.85 В, поэтому для соединения с компом была использована схема согласования уровней на биполярном транзисторе. Варианты таких схем хорошо описаны в интернете и выходят за рамки этой статьи.
Статусный светодиод подключается к выводу GPIO, поэтому чтобы модуль его использовал для индикации своей работы, необходимо это ему явно указать AT командами.
Схема запуска модуля взята из даташита и устроена так, что модуль запускается при замыкании входного вывода на землю примерно на 120 мс. Так же предусмотрен вывод, показывающий, запустился ли модуль. Это удобно, скажем, если модуль установлен там, где возможны скачки напряжения, он может успеть выключиться, но не включиться. Тогда следящий контроллер по этому выводу может понять, что кому то надо дать пинка для старта.
Кнопка сброса обычно не нужна, была выведена на всякий случай.
Для питания внутренних часов модуля может использоваться конденсатор, батарея или аккумулятор.

Требования к питанию модуля: не должно быть больших скачков напряжения, то есть в любом случае напряжение питания не должно выходить за пределы 3,3 В...4,5 В, если что — модуль отключается, потому что сам следит за уровнем питания. При этом, в момент передачи GSM пакета ток подскакивает до 1.3 А.

Отдельно скажу про подключение антены. Волновое сопротивление всех соединений должно быть 50 Ом.

Первая версия платы к успеху не привела. Хотя на сайте есть видео о том, как паять модуль паяльником, он категорически не хотел запаиваться. В общем, понятно почему, но вторая версия платы сделана с окном под модуль, а выводы соединены с платой отрезками провода. Хотя на модуле присутствуют пады в середине, они все соединены с землёй (кроме одного — технологического) их не обязательно запаивать, о чём сказано в документации.

Плату делал ЛУТом, двусторонняя. Самое сложное — по расчётам зазор между проводником к месту пайки антены и земляным полигоном должен быть 0.185 мм. На плате предусмотрено место для двух сигнальных светодиодов, один в SMD исполнении, второй 3 или 5 мм. Если ставить только SMD, то на один из выводов второго надо впаять перемычку между слоями платы, такие особенности разводки.

Подключаем к компу: модуль к переходнику с CP2102 и в USB. Достаточно соединить выводы RXD и TXD. Обратите внимание: почему то производители отошли от стандарта и подключение должно быть выполнено как RXD вывод модуля с RX выводом контроллера и TXD вывод модуля с TX выводом контроллера.
Терминальная программа (PUTTY). Скорость порта — любая из стандартных, модуль распознаёт автоматически по первым переданным символам AT.

Весь набор команд приводить не буду — там документации на несколько листов. Рассмотрим начальные.

ATD89054445566;
набор номера, то есть телефонный звонок. Обязательно в конце ставить ";", а то звонок будет цифровым и не пройдёт.

AT+CSQ
проверка силы сигнала. 5-7 — мало, 15 нормально. Максимум 31.

AT^SBV
напряжение питания в миливольтах.

AT^SSYNC=1
переключает 5 вывод GPIO в режим индикации статуса соединения с сетью. Примерно по полсекунды горит/не горит — ищет сеть, мигает каждые 3 секунды — есть коннект с сетью.

AT^SMSO
выключение модуля.

Думаю, для старта этого достаточно. От себя добавлю, что модуль очень надёжен, выдержал перепайку, выключения в самый неподходящий момент, перебои с питанием.
При работе в терминале иногда проскакивали какие то левые символы. Но модуль понимал всё правильно, так что я думаю, что это проблема в преобразователе уровней. Надо разбираться.

Тут ещё много можно писать про него, но не буду ибо тут просто обзор, а документация хорошая, там всё есть. Так что на этом завершим.

На всякий: видео по впайке модуля феном.
Ссылка на сайт, у которого я скачивал всю документацию на модуль. Они мне не доплачивают, если что. Ищите вкладку «Документация» выше описания.
В архиве файлы для Орла: схема и плата. Есть ещё библиотека с компонентом модуля в исполнении как на фотах и в LGA, но она на работе, выложу, если кому понадобится.