SIM868

ماژول SIM868 یک راهکار پیشرفته و چندمنظوره برای کاربردهای M2M و اینترنت اشیاء (IoT) است که قابلیت‌های GSM/GPRS چهاربانده و گیرنده GNSS با حساسیت بالا را در یک پکیج کوچک و کم‌مصرف ترکیب می‌کند. این ماژول با پشتیبانی از سیستم‌های موقعیت‌یابی جهانی مانند GPS، GLONASS، BEIDOU، SBAS و A-GPS و همچنین توانایی اتصال به شبکه‌های GPRS برای انتقال داده، انتخابی ایده‌آل برای دستگاه‌های قابل حمل، مسیریاب‌ها و پروژه‌های هوشمند محسوب می‌شود. طراحی فشرده، مصرف انرژی پایین و مجموعه‌ای از رابط‌های سخت‌افزاری متنوع، SIM868 را به گزینه‌ای قدرتمند برای توسعه‌دهندگان و تولیدکنندگان تجهیزات الکترونیکی تبدیل کرده است. این ماژول GPS-GPRS-GSM در دو ورژن SIM868 و SIM868E تولید می‌شود که تنها در نوع بلوتوث پشتیبانی شده با هم متفاوت هستند. ماژول SIM868 از بلوتوث ورژن 3.0 و ماژول SIM868E از بلوتوث ورژن BLE 4.0 پشتیبانی می‌کنند.

مشخصات فنی ماژول SIM868

ماژول SIM868 با پیکربندی کوچک به ابعاد 17.6 در 15.7 در 2.3 میلی‌متری و وزن 1.5 گرم، امکانات بسیاری را در اختیار کاربران قرار می‌دهد و در عین حال می‌تواند در بیشتر دستگاه‌های الکترونیکی با هر اندازه‌ای مثل تلفن‌های هوشمند، PDAها و لوازم قابل حمل جاسازی شود. این ماژول در پکیج SMT+LGA با 77 پد ارائه می‌شود و می‌تواند به راحتی تمامی رابط‌های سخت‌افزاری مورد نیاز برای برقراری ارتباط بین ماژول و برد الکترونیکی مورد نظر را در اختیار توسعه‌دهنده قرار دهد.

ماژول SIM868 مجموعه‌ای کامل از رابط‌های ارتباطی و قابلیت‌های پیشرفته را در اختیار شما قرار می‌دهد. این ماژول از سه نوع پورت سریال پشتیبانی می‌کند: یک پورت سه‌خطی ساده، یک پورت سریال کامل با پشتیبانی از مودم و یک پورت اختصاصی برای ارتباط با GNSS. همچنین به رابط USB، دو درگاه سیم‌کارت، رابط کارت حافظه SD، رابط I2C و ورودی آنالوگ به دیجیتال (ADC) مجهز است که امکان اتصال به انواع تجهیزات جانبی را فراهم می‌کند.

در بخش صوتی، ماژول دارای یک ورودی میکروفون و دو خروجی بلندگو است و طیف متنوعی از پین‌های ورودی/خروجی قابل برنامه‌ریزی (GPIO) نیز در اختیار کاربر قرار می‌دهد. گیرنده GNSS این ماژول بسیار توانمند بوده و از 33 کانال ردیابی و 99 کانال دریافت پشتیبانی می‌کند. همچنین توانایی حذف فعال تداخلات فرکانسی تا 12 سیگنال را دارد. نرخ به‌روزرسانی پیش‌فرض آن 1 هرتز است که در صورت نیاز می‌تواند تا 10 هرتز افزایش یابد.

ماژول SIM868 برای شرایط محیطی سخت طراحی شده و در بازه دمایی گسترده 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد به‌راحتی کار می‌کند، بنابراین انتخابی عالی برای پروژه‌های صنعتی، فضای باز و کاربردهای قابل حمل است. همچنین، در محدوده ولتاژ تغذیه 3.4 تا 4.4 ولت عمل می‌کند و با تکنیک صرفه‌جویی در مصرف انرژی طراحی شده و در حالت خواب که بخش GNSS آن خاموش است جریان مصرفی آن تا 0.65 میلی آمپر کاهش می‌یابد. این ویژگی باعث می‌شود که SIM868 برای استفاده در دستگاه‌های باتری‌محور که نیاز به مصرف انرژی حداقل دارند، ایده‌آل باشد.

ماژول SIM868 از قابلیت Multi-tone AIC یا حذف فعال تداخل پشتیبانی می‌کند که باعث کاهش نویزهای فرکانسی تولید شده از منابعی مانند GSM، وای فای و سایر امواج رادیویی می‌شود. با استفاده از این قابلیت، کیفیت موقعیت‌یابی ماژول به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد. ولی باید توجه داشت که فعال بودن این عملکرد باعث افزایش مصرف انرژی در ماژول خواهد شد.

مشخصات فنی بخش GSM ماژول SIM868

بخش GSM ماژول SIM868 یک راه‌حل جامع برای ارتباطات صوتی و داده‌ای در سیستم‌های امبدد ارائه می‌دهد و آن را برای استفاده در طیف وسیعی از کاربردها از جمله تلفن‌های همراه، تلماتیک، نظارت از راه دور و ارتباطات M2M (ماشین به ماشین) مناسب می‌سازد.

باندهای فرکانسی پشتیبانی شده توسط ماژول SIM868

یکی از ویژگی‌های کلیدی SIM868 پشتیبانی از باندهای فرکانسی چهارگانه شامل GSM 850، EGSM 900، DCS 1800 و PCS 1900 است. این ماژول می‌تواند هر 4 فرکانس را به صورت خودکار جستجو کند. البته باید توجه داشت که امکان تنظیم یک فرکانس خاص با استفاده از فرمان AT مناسب (AT+CBAND) نیز وجود دارد. همچنین ماژول SIM868 با استانداردهای GSM فاز 2/2+ سازگار است که به آن امکان عملکرد مناسب در مناطق مختلف را می‌دهد. این ماژول سطوح مختلف توان ارسال شامل کلاس 4 (2 وات) برای GSM 850 و EGSM 900 و کلاس 1 (1 وات) برای DCS 1800 و PCS 1900 را ارائه می‌دهد. بنابراین بسته به نیازهای منطقه‌ای می‌تواند عملکرد انعطاف‌پذیری داشته باشد.

اتصال GPRS و سرعت‌های انتقال داده در ماژول SIM868

در زمینه انتقال داده‌ها، SIM868 به صورت پیش‌فرض از GPRS چند اسلات (multi-slot) کلاس 12 پشتیبانی می‌کند که انتقال داده سریع‌تر و کارآمدتر به‌صورت بسته‌ای را تضمین می‌کند. برای برنامه‌های با نیاز بیشتر، این ماژول گزینه‌های کلاس‌های چند اسلات 1 تا 12 را نیز به‌عنوان ویژگی اضافی ارائه می‌دهد. در زمینه سرعت‌های انتقال داده، SIM868 از سرعت‌های دریافت و ارسال داده تا 85.6 kbps پشتیبانی می‌کند. این ماژول از انواع طرح‌های کدگذاری (CS-1، CS-2، CS-3 و CS-4) برای بهینه‌سازی انتقال داده بهره برده و از پروتکل TCP/IP نیز برای برقراری ارتباط اینترنتی استفاده می‌کند. همچنین از کانال PBCCH نیز پشتیبانی می‌کند که باعث تقویت بیشتر قابلیت‌های اتصال آن می‌شود.

پشتیبانی ماژول SIM868 از SMS و USSD

علاوه بر قابلیت‌های انتقال داده، ماژول SIM868 پشتیبانی کامل از خدمات SMS و USSD را ارائه می‌دهد. این ماژول قادر است پیام‌های MT (Mobile Terminated)، MO (Mobile Originated)، CB (Cell Broadcast)، Text و PDU را پردازش کند. تمام پیام‌های SMS در سیم کارت ذخیره می‌شوند که دسترسی و مدیریت آن‌ها را آسان می‌سازد. این ماژول همچنین از داده‌های خدمات مکمل غیرساختار یافته (USSD) نیز پشتیبانی می‌کند و امکان ارسال و دریافت پیام‌های کوتاه و تعاملی با شبکه را فراهم می‌آورد.

ویژگی‌های صوتی و کدک‌های گفتاری SIM868

ماژول SIM868 دارای ویژگی‌های صوتی قدرتمندی است که آن را برای برنامه‌های ارتباطی صوتی ایده‌آل می‌سازد. این ماژول از چندین حالت کدک گفتار مانند نرخ نیمه (Half Rate)، نرخ کامل (Full Rate)، نرخ کامل پیشرفته (Enhanced Full Rate) و نرخ چندگانه تطبیقی (Adaptive Multi-Rate) یا (AMR) پشتیبانی می‌کند که کیفیت صدای بالایی را در انتقال صوت فراهم می‌آورد. همچنین شامل کاهش اکو و سرکوب نویز است که وضوح و کیفیت صوت را بهبود می‌بخشد.

پورت‌های ارتباطی و رابط‌های SIM868

ماژول SIM868 دارای یک پورت سریال با دسترسی کامل به مودم است که می‌تواند برای دستورات AT یا جریان داده استفاده شود. این ماژول از RTS/CTS سخت‌افزاری پشتیبانی می‌کند و قادر به استفاده از نرخ baud مختلف از 1200 bps تا 115200 bps است که آن را برای برنامه‌های مختلف با نیاز به انتقال داده‌های متفاوت، مناسب می‌سازد. علاوه بر این، این ماژول دارای یک پورت USB برای دسترسی راحت به عیب‌یابی و به‌روزرسانی نرم‌افزار است.

میزان حافظه SIM868 و پشتیبانی از سیم‌کارت

ماژول SIM868 با سیم‌کارت‌هایی که در ولتاژهای 1.8 یا 3 ولت عمل می‌کنند، سازگار بوده و بنابراین برای انواع مختلف شبکه‌ها قابل استفاده است. این ماژول دارای 32 مگابیت حافظه فلش و 32 مگابیت حافظه RAM است و فضای ذخیره‌سازی کافی برای برنامه‌ها و پردازش داده‌ها در اختیار کاربر قرار می‌دهد.

عملکرد GNSS ماژول SIM868

ماژول SIM868 به دلیل پشتیبانی از قابلیت‌های برجسته GNSS (سیستم موقعیت‌یابی جهانی ماهواره‌ای) خود شناخته می‌شود و از سیستم‌های GPS و GLONASS پشتیبانی می‌کند تا موقعیت‌یابی دقیق و قابل اعتماد را ارائه دهد. این ماژول برای کاربردهای مختلفی که نیاز به ناوبری و ردیابی دقیق دارند، مناسب است.

تأمین برق و الزامات ولتاژ بخش GNSS در ماژول SIM868

ولتاژ تامین برق بخش GNSS در ماژول SIM868 از 2.9 تا 4.4 ولت متغیر است اما ولتاژ 4 معمولا پیشنهاد می‌شود. این امر باعث می‌شود بتوان این ماژول را در سیستم‌های مختلف یکپارچه کرده و از آن در محیط‌های مختلف با شرایط تغذیه متفاوت بهره برد. پیشنهاد می‌شود که از یک باتری پشتیبان با ولتاژ 2.3 تا 4.3 ولت در کنار ماژول SIM868 استفاده کنید. این امر کمک می‌کند که حتی هنگام قطع برق نیز عملکرد صحیح ماژول تضمین شود.

دقت موقعیت‌یابی SIM868

ماژول SIM868 با دقت موقعیت‌یابی افقی کمتر از 2.5 متر، دقت سرعت 0.1 متر بر ثانیه و دقت شتاب 0.1 متر بر مجذور ثانیه، گزینه‌ای قابل‌اعتماد برای کاربردهایی مانند ناوبری، مدیریت ناوگان و ردیابی دارایی‌ها محسوب می‌شود. این ماژول بدون نیاز به کمک خارجی، اندازه‌گیری دقیق سرعت و شتاب را ممکن می‌سازد و برای ردیابی real time بسیار مناسب است. همچنین، با پشتیبانی از ارتفاع تا 18000 متر، سرعت تا 515 متر بر ثانیه و تحمل شتاب تا 4g، عملکردی قدرتمند در شرایط سخت و دینامیک، مانند ناوبری هوایی و حمل‌ونقل سریع، ارائه می‌دهد.

زمان برای اولین موقعیت‌یابی (TTFF) ماژول SIM868

TTFF به مدت زمانی اشاره دارد که پس از روشن شدن ماژول صرف تعیین موقعیت می‌شود. ماژول SIM868 در این بخش عملکرد بسیار خوبی دارد و زمان شروع سریع آن (Hot Start) کمتر از 1 ثانیه است. این شروع سریع برای کاربردهایی که نیاز به به‌روزرسانی سریع موقعیت دارند، مانند ردیابی خودرو یا خدمات اضطراری، بسیار حیاتی است.

مصرف برق ماژول SIM868 هنگام استفاده از GPS و GLONASS

ماژول SIM868 در مدیریت مصرف برق بسیار کارآمد است و مصرف آن بسته به وضعیت عملیاتی تغییر می‌کند. در حالت دریافت سیگنال ماهواره‌ای، مصرف برق ماژول، 31.2 میلی‌آمپر است که در هنگام ردیابی مداوم به 25.8 میلی‌آمپر کاهش می‌یابد.

در حالت‌های کم‌مصرف مانند حالت GLP، مصرف برق به 12 میلی‌آمپر و در حالت خواب، مصرف برق به 6.5 میلی‌آمپر کاهش می‌یابد. هنگامی که ماژول متوقف است، مصرف برق آن 490 میکروآمپر و در حالت پشتیبان فقط 8 میکروآمپر است. این حالت‌های کم‌مصرف برای افزایش عمر باتری در کاربردهای از راه دور یا موبایلی بسیار حیاتی هستند.

عملکرد پایه‌های ماژول SIM868

ماژول SIM868 دارای پین‌های متعددی است که برای تأمین تغذیه، ارتباطات، ورودی/خروجی‌های قابل برنامه‌ریزی و اتصال به تجهیزات جانبی طراحی شده‌اند. داشتن اطلاعات کافی در رابطه با این پین‌ها می‌تواند به شما کمک کند تا هنگام طراحی پروژه‌هایتان از بروز خطا در نصب و راه‌اندازی این ماژول جلوگیری کنید.

پین‌های تغذیه (Power Supply) ماژول SIM868

ماژول SIM868 دارای چند پین اختصاصی برای تغذیه بخش‌های مختلف خود است. پین GPS_VBAT (پین شماره 34) برای تأمین ولتاژ ماژول GNSS طراحی شده و باید ولتاژی بین 2.9 تا 4.4 ولت داشته باشد. پین GSM_VBAT (پین شماره 35) نیز منبع تغذیه بخش GSM بوده و ولتاژ پیشنهادی آن بین 3.4 تا 4.4 ولت است. در کنار این‌ها، پین VDD_EXT (پین شماره 40) یک خروجی 2.8 ولت ارائه می‌دهد که در صورت عدم نیاز، می‌توان آن را آزاد گذاشت. پین VRTC (پین شماره 28) نیز برای تأمین تغذیه کلاک RTC بخش GNSS کاربرد دارد و توصیه می‌شود به یک باتری متصل شود. همچنین، پین‌های متعددی مانند 36 و 37 به عنوان زمین (GND) تعریف شده‌اند که استفاده از آن‌ها به ویژه برای GSM توصیه می‌شود.

روشن و خاموش کردن (Power On/Off) ماژول SIM868

برای کنترل روشن یا خاموش شدن ماژول، پین PWRKEY (پین شماره 39) استفاده می‌شود. این پین باید ابتدا در حالت Low قرار داده شده و سپس رها گردد تا ماژول روشن یا خاموش شود. این پین به صورت داخلی به ولتاژ 3 ولت pull up شده است.

رابط صوتی (Audio Interface) ماژول SIM868

ماژول SIM868 از پین‌های متعددی برای ورودی و خروجی صدا پشتیبانی می‌کند. پین‌های MICP و MICN (پین‌های شماره 9 و 10) به‌صورت تفاضلی برای دریافت صدای میکروفون استفاده می‌شوند. خروجی‌های صوتی نیز در دو کانال ارائه شده‌اند. پین‌های SPK1P و SPK1N (پین‌های شماره 11 و 12) مربوط به اسپیکر 1 و پین‌های SPK2P و SPK2N (پین‌های شماره 44 و 43) مربوط به اسپیکر 2 هستند. اگر از این پین‌ها استفاده نشود، باید آزاد باقی بمانند.

رابط GNSS در ماژول SIM868

رابط GNSS شامل پین‌هایی برای دریافت و ارسال داده، همگام‌سازی زمانی و کنترل تغذیه ماژول GNSS است. پین‌های GPS_RXD (شماره 62) و GPS_TXD (شماره 61) به ترتیب برای دریافت و ارسال داده‌های GNSS کاربرد دارند. پین 1PPS (پین شماره 60) سیگنال زمانی بسیار دقیقی را برای همگام‌سازی فراهم می‌کند. برای فعال‌سازی GNSS، باید از پین GNSS_EN (پین شماره 59) استفاده کرد. اگر پین GNSS_EN از طریق یک مقاومت 10 کیلواهمی pull up شود GNSS روشن شده و در صورت pull down شدن این پین، GNSS خاموش می‌شود. در صورت عدم نیاز به این پین‌ها نیز می‌توان آنها را آزاد گذاشت.

رابط کارت حافظه SD در ماژول SIM868

برای ارتباط با کارت‌های حافظه SD، ماژول از شش پین استفاده می‌کند. پین‌های MCCA0 تا MCCA3 (پین‌های 46 تا 49) به عنوان خطوط داده SD شناخته می‌شوند. پین MCCK (شماره 50) به عنوان کلاک سریال و پین MCCM0 (شماره 51) نیز به عنوان فرمان خروجی عمل می‌کنند. استفاده از این پین‌ها در صورت نیاز به ذخیره‌سازی داده‌ها بسیار مفید است و در غیر این صورت، آزاد گذاشته می‌شوند.

ورودی/خروجی‌های عمومی (GPIO) در ماژول SIM868

ماژول SIM868 دارای پین‌های متنوعی برای کاربردهای عمومی است. پین NETLIGHT (پین شماره 41) وضعیت اتصال به شبکه را نمایش می‌دهد، در حالی که پین STATUS (پین شماره 42) نشان‌دهنده وضعیت روشن بودن ماژول است. همچنین، دو پین GPIO1 و GPIO2 (شماره‌های 57 و 58) به عنوان ورودی/خروجی‌های قابل برنامه‌ریزی در اختیار کاربر قرار دارند.

رابط سریال UART در ماژول SIM868

ماژول SIM868 دارای دو رابط سریال است. پین‌های UART1_TXD و UART1_RXD (پین‌های شماره 1 و 2) که برای ارسال و دریافت داده‌ها از طریق UART1 استفاده می‌شوند. پین‌های کنترلی (پین‌های 3 تا 7) نیز عملکردهای استاندارد مودم را پشتیبانی می‌کنند. پین 3 یا پین UART1_RTS به عنوان Request to Send عمل می‌کند و نشان می‌دهد که ترمینال آماده ارسال داده است. پین 4 یا UART1_CTS نمایانگر Clear to Send است که نشان می‌دهد ماژول آماده دریافت داده‌ها است. پین 5 یا پین UART1_DCD مشخص می‌کند آیا اتصال به شبکه برقرار است یا خیر. پین 6 یا UART1_DTR نشان می‌دهد ترمینال برای ارتباط آماده است و پین 7 یا UART1_RI در صورت دریافت تماس ورودی، آلارم هشدار صادر می‌کند. رابط دوم نیز شامل پین‌های UART2_TXD و UART2_RXD (پین‌های شماره 22 و 23) است که امکان استفاده از پورت سریال دوم را فراهم می‌کنند.

رابط USB در ماژول SIM868 برای دیباگ و دانلود

برای اهداف دیباگ و دانلود برنامه، از رابط USB استفاده می‌شود. پین USB_VBUS (پین شماره 24) تأمین‌کننده ولتاژ است، در حالی که پین‌های USB_DP و USB_DM (پین‌های شماره 25 و 26) به ترتیب برای خطوط داده مثبت و منفی به کار می‌روند. در صورت عدم استفاده از این رابط، پین‌ها باید آزاد بمانند. ولتاژ عملیاتی پین USB_VBUS بین 4.3 تا 7 ولت می‌تواند متغیر باشد اما ولتاژ معمول برای آن 5 ولت در نظر گرفته شده است.

مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) در ماژول SIM868

پین ADC (پین شماره 38) یک ورودی 10 بیتی آنالوگ است که می‌تواند برای خواندن ولتاژهای متغیر مانند سنسورها استفاده شود. در صورت عدم نیاز، می‌توان آن را متصل نکرد.

رابط I2C در ماژول SIM868

برای برقراری ارتباط با دستگاه‌های جانبی از طریق I2C، پین SDA (پین شماره 64) برای داده و پین SCL (پین شماره 65) برای سیگنال کلاک در نظر گرفته شده‌اند. توجه داشته باشید که پین SDA باید از طریق مقاومت 4.7 کیلو اهم به ولتاژ 2.8 ولت pull up شود.

رابط سیم‌کارت (SIM Interface) در ماژول SIM868

ماژول SIM868 از دو درگاه سیم‌کارت پشتیبانی می‌کند. پین‌های SIM1_VDD، SIM1_DATA، SIM1_CLK، SIM1_RST و SIM1_DET (پین‌های 14 تا 18) به ترتیب برای تغذیه، انتقال داده، کلاک، ریست و تشخیص سیم‌کارت اول به کار می‌روند. درگاه دوم نیز شامل پین‌های مشابه SIM2_VDD تا SIM2_DET (پین‌های 52 تا 56) است. تمامی سیگنال‌های مربوط به سیم‌کارت باید در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) محافظت شوند.

رابط آنتن (Antenna Interface) در ماژول SIM868

برای ارتباط با شبکه‌ها، پین‌های مختلفی برای اتصال آنتن‌ها در نظر گرفته شده است. پین GSM_ANT (پین شماره 32) برای اتصال به آنتن GSM خارجی، پین BT_ANT (پین شماره 20) برای آنتن بلوتوث و پین GPS_ANT (پین شماره 68) برای آنتن GNSS به کار می‌روند. اگر از آنتن خاصی استفاده نشود، پین مربوطه باید آزاد بماند.

سیگنال هم‌گام‌سازی RF در ماژول SIM868

پین RF_SYNC (پین شماره 29) به عنوان خروجی سیگنال هم‌گام‌سازی فرکانس رادیویی استفاده می‌شود که در برخی کاربردهای خاص مخابراتی به کار می‌رود.

حالت‌های عملکردی ماژول SIM868

ماژول SIM868 دارای دو حالت عملکردی اصلی است: حالت یکپارچه (All-in-one) و حالت مستقل (Stand-alone) که هر کدام برای کاربردهای خاصی مناسب هستند و انعطاف‌پذیری بیشتری در طراحی سیستم فراهم می‌کنند.

حالت یکپارچه ماژول SIM868

در حالت All-in-one، پورت UART2 ماژول GSM به پورت GNSS_UART متصل می‌شود که امکان ارتباط مستقیم و ساده بین بخش‌های GSM و GNSS را فراهم می‌سازد. این اتصال برای انجام وظایفی مانند کنترل GNSS، به‌روزرسانی Firmware و دانلود داده‌های EPO ضروری است. همچنین، فعال‌سازی بخش GNSS با استفاده از دستور AT+CGNSPWR=1 و غیرفعال‌سازی آن با دستور AT+CGNSPWR=0 انجام می‌گیرد. برای عملکرد صحیح، پین GNSS_EN باید از طریق یک مقاومت 10 کیلو اهمی به GPIO1 ماژول GSM متصل شود. علاوه بر این، به‌روزرسانی firmware هر دو بخش از طریق پورت UART1 یا پورت USB پرسرعت امکان‌پذیر است. این حالت عملکردی برای کاربرانی مناسب است که به دنبال یک راهکار ترکیبی و هماهنگ برای موقعیت‌یابی و ارتباطات بی‌سیم هستند.

حالت مستقل ماژول SIM868

در حالت Stand-alone، ماژول SIM868 به گونه‌ای پیکربندی می‌شود که بخش‌های GSM و GNSS به‌صورت مجزا و مستقل از یکدیگر عمل کنند. این حالت به کاربران این امکان را می‌دهد که کنترل جداگانه‌ای بر هر بخش داشته باشند و از مزایای انعطاف‌پذیری بالا در طراحی بهره‌مند شوند. این روش برای پروژه‌هایی مناسب است که نیازمند عملکرد هم‌زمان ولی مستقل موقعیت‌یابی و ارتباطات GSM هستند.

با پشتیبانی از هر دو حالت عملکردی، ماژول SIM868 گزینه‌ای قدرتمند و قابل تنظیم برای انواع پروژه‌های IoT، ردیابی، مدیریت ناوگان و سیستم‌های هوشمند محسوب می‌شود.

اصول طراحی PCB برای ماژول SIM868

در طراحی برد مدار چاپی (PCB) برای ماژول SIM868، توجه به نکات اصولی در چیدمان مسیرها و اجزای مختلف بسیار حائز اهمیت است تا عملکرد بهینه و بدون تداخل ماژول تضمین شود.

بخش رابط آنتن (Antenna Interface)

در این بخش، پد مخصوص تست انتقال RF مانند کانکتور RF یا پد کابل کواکسیال باید در نزدیکی پد RF_IN قرار گیرد. مسیرهای RF باید کاملاً کوتاه، مستقیم و دارای امپدانس مشخص برابر با 50 اهم طراحی شوند. همچنین باید از عبور یا موازی شدن هرگونه سیگنال دیگر در زیر این مسیرها جلوگیری شود تا هیچ‌گونه تداخل احتمالی رخ ندهد.

بخش منبع تغذیه (Power Supply)

پین‌های VBAT و GND اهمیت زیادی در طراحی PCB دارند. مسیر VBAT باید تا حد ممکن عریض و کوتاه طراحی شود و خازن و دیود زنر باید در نزدیکی این پین قرار گیرند تا تثبیت ولتاژ و حفاظت از ماژول به خوبی انجام شود. همچنین مسیرهای متصل به پین‌های 36 و 37 باید به زمین اصلی (GND) با کمترین طول و بیشترین عرض متصل شوند.

بخش طراحی رابط سیم‌کارت (SIM Card Interface)

در این بخش نیز جایگاه سیم‌کارت باید از آنتن یا کابل‌های RF دور باشد تا از تداخل ناشی از توان بالای فرستنده GSM جلوگیری شود. این جایگاه باید نزدیک به خود ماژول قرار گیرد و برای محافظت از سیگنال‌های SIM_CLK، SIM_DATA، SIM_RST و SIM_VDD، استفاده از قطعات ESD ضروری است. علاوه بر این، مسیر این سیگنال‌ها باید از منابع تغذیه و سیگنال‌های پرسرعت فاصله داشته باشد و طول آن‌ها از 100 میلی‌متر تجاوز نکند.

بخش رابط صوتی (Audio Interface)

مسیرهای سیگنال صوتی باید از آنتن فاصله داشته باشند و نباید به‌صورت موازی با مسیر VBAT طراحی شوند. برای کاهش تداخل و افزایش پایداری، این مسیرها باید توسط خطوط GND احاطه شوند. رعایت این اصول می‌تواند به بهینه‌سازی عملکرد کلی ماژول در طراحی‌های الکترونیکی کمک شایانی کند.

نکات مهم در رابطه با ماژول SIM868

در ادامه، مجموعه‌ای از نکات کلیدی و مهم که توسعه‌دهندگان باید هنگام کار با ماژول SIM868 در طراحی سخت‌افزار رعایت کنند ارائه شده است. این راهنما به شما کمک می‌کند تا از ایجاد نویز، کاهش کیفیت سیگنال و سایر مشکلات رایج جلوگیری کنید و عملکرد ماژول SIM868 را بهینه نمایید.

نکات مهم طراحی سخت‌افزاری برای ماژول SIM868

برای فیلتر کردن نویزهای فرکانس بالا در خطوط صوتی، استفاده از خازن‌ 33 پیکوفاراد برای حذف نویزهای GSM 850 و EGSM 900 و خازن 10 پیکوفاراد برای فیلتر کردن فرکانس‌های DCS 1800 و PCS 1800 توصیه می‌شود. البته مقدار دقیق این خازن‌ها باید بر اساس تست عملی در محیط نهایی تنظیم شود.

برای جلوگیری از تداخل آنتن GSM که منبع اصلی نویز TDD است، مسیرهای صوتی باید از آنتن، کابل‌های RF و پین GSM_VBAT دور نگه‌ داشته شوند. همچنین خازن‌های بای‌پس باید نزدیک ماژول قرار گیرند تا فرایند فیلتر کردن نویزها را به صورت موثرتری اجرا کنند. طراحی نادرست زمین نیز باعث انتقال نویز TDD به میکروفون و بلندگو می‌شود. یک پلن زمین مناسب نقش کلیدی در کاهش نویز صوتی دارد.

در بخش تغذیه تقویت‌کننده صوتی، اتصال مستقیم Audio PA به GSM_VBAT باعث افزایش نویز در خروجی بلندگو می‌شود. برای حذف این نویز، توصیه می‌شود که از خازن‌های بزرگ و مهره‌های فریت در نزذدیکی ورودی تغذیه Audio PA استفاده شود.

نکات مهم طراحی بخش سیم‌کارت (SIM Card)

جایگاه سیم‌کارت باید از آنتن GSM فاصله داشته باشد تا از تداخل سیگنال‌ها جلوگیری شود. ترک‌های سیم‌کارت نیز باید کوتاه و دور از ترک‌های RF و تغذیه باشند. زمین سیم‌کارت باید به زمین اصلی متصل شود. استفاده از خازن 100 نانوفاراد در خط SIM_VDD و دیود TVS با ظرفیت کمتر از 50 پیکوفاراد توصیه می‌شود. برای تقویت محافظت ESD نیز از مقاومت 22 اهم و خازن 22 پیکوفاراد در خطوط SIM_RST، SIM_CLK و SIM_DATA استفاده کنید.

نکات مهم طراحی آنتن GNSS

آنتن GNSS باید امپدانس 50 اهم و VSWR کمتر از 2 داشته باشد. فاصله کافی بین آنتن GNSS و سایر آنتن‌ها (GSM، Wi-Fi و...) رعایت شود. همچنین ایزولاسیون بیشتر از 30 دسی‌بل بین آنتن‌ها توصیه می‌شود.

طراحی صحیح تغذیه GSM_VBAT

ولتاژ مناسب GSM_VBAT بین 3.4 تا 4.4 ولت (معمولاً 4 ولت) است. در زمان پیک ارسال، جریان ممکن است تا 2 آمپر برسد، بنابراین طراحی تغذیه باید افت ولتاژ را جبران کند. از خازن تانتالیوم 100 میکروفاراد با ESR پایین، یک خازن سرامیکی 1 تا 10 میکروفاراد، خازن‌های 33 پیکوفاراد و 10 پیکوفاراد و دیود زنر 5.1 ولت بر 500 میلی‌وات استفاده کنید. این قطعات باید تا حد ممکن نزدیک به پین GSM_VBAT قرار گیرند.

اگر اختلاف ولتاژ بین ورودی و خروجی زیاد باشد، استفاده از رگولاتور DC-DC توصیه می‌شود. همچنین، هنگام استفاده از باتری، امپدانس مسیر بین باتری و GSM_VBAT باید کمتر از 150 میلی‌اهم باشد.

با رعایت این نکات در طراحی سخت‌افزاری ماژول SIM868، می‌توانید از عملکرد پایدار، کاهش تداخلات و افزایش ایمنی در پروژه‌های خود اطمینان حاصل کنید.

مقایسه ماژول‌های SIM868 و SIM808، چرا SIM868 گزینه بهتری است؟

ماژول SIM868 نسخه‌ای به‌روزتر، کوچک‌تر و اقتصادی‌تر از SIM808 است که با ویژگی‌های برجسته‌اش، انتخابی ایده‌آل برای پروژه‌های ردیابی و اینترنت اشیاء محسوب می‌شود. این ماژول با ابعاد بسیار فشرده 17.6 در 15.7 در 2.3 میلی‌متر، در مقایسه با SIM808 که ابعاد 24 در 24 در 2.6 میلی‌متر دارد، فضای کمتری اشغال می‌کند و برای طراحی‌های ظریف‌تر ایده‌آل است. ماژول SIM868 به‌صورت پیش‌فرض از GNSS پشتیبانی می‌کند، در حالی که SIM808 تنها در نسخه‌های خاصی این قابلیت را دارد. همچنین، با پشتیبانی از دو سیم‌کارت، امکان اتصال به دو شبکه مختلف را فراهم می‌کند. این ویژگی در SIM808 وجود ندارد. هر دو ماژول از دستورات AT یکسان پشتیبانی می‌کنند، اما SIM868 با وجود قیمت پایین‌تر امکانات بیشتری ارائه می‌دهد. اگر به دنبال ماژولی با قیمت مناسب، ابعاد کوچک، عملکرد بهتر در GPS و انعطاف‌پذیری بالاتر هستید، SIM868 قطعاً انتخابی هوشمندانه برای شما خواهد بود.