USB GSM/GPRS модем.

Автор: Сергей Корякин
Опубликовано 02.02.2010

Данное устройство представляет собой GSM/GPRS модем подключаемый к компьютеру через USB разъем. С помощью данного модема можно осуществлять доступ в Интернет со скоростью до 115,200 Кбит/сек или использовать его в составе пульта центрального наблюдения (ПЦН) для приема тревожных сообщений и звонков, а также отправки контрольных сообщений, от абонентских блоков GSM сигнализации. В общем сфера применения может быть любой.
Схема устройства:

Описание схемы

Схема устройства состоит из микросхемы преобразователя USB<->RS232 FT232 фирмы FTDI, осуществляющей связь компьютера с GSM/GPRS модулем SIM300C фирмы Simcom, а также микроконтроллера Atmega8L фирмы Atmel, осуществляющего управление питанием GSM модуля и настройку его конфигурации. Наличие свободных ножек микроконтроллера, при соответствующей корректировке программы, позволяет реализовать на данном устройстве простенькую GSM сигнализацию или дистанционное управление устройствами через GSM канал.
Изначально питание модуля SIM300C планировалось осуществлять через шину USB, но так как в моменты передачи потребляемый ток может достигать 2 А, то пришлось поставить аккумулятор, что в свою очередь позволило использовать модем как автономное устройство.
Светодиод VD2 отображает такие состояния работы, как подключение к компьютеру, состояние GSM сети, регистрация в сети, ошибка SIM карты, снижение денежных средств ниже порога.
Электронные ключи DD3 осуществляют переключение связи модуля SIM300C с компьютером или с микроконтроллером.

Детали

Резисторы - smd типоразмера 0805.
Конденсатор С6 танталовый, можно заменить на электролитический с тем же номиналом и напряжением не менее 6,3 В. Остальные конденсаторы - smd типоразмера 0805.
Диод VD1 можно заменить на любой другой с падением напряжения 0,6...0,7 В. Диод VD3 можно заменить на любой другой диод Шоттки с падением напряжения не более 0,5 В.
Транзистор VT1 может быть с любым буквенным индексом.
Светодиод VD2 можно заменить на любой другой двухцветный или поставить два отдельных светодиода.
Микросхему DD2 можно заменить на AT93C56 или AT93C66.
Аккумулятор BT1 можно заменить аккумулятором большей емкости.

Установка и настройка

Пример настройки рассмотрен для операционной системы Windows XP 32bit. Если у Вас стоит другая операционная система, то информацию по установке и необходимые драйверы можно скачать с сайта производителя.
Перед подключением к компьютеру, вытаскиваем модуль SIM300C и отключаем аккумулятор.
Распакуйте архив драйвера USB-RS232-driver.rar в отдельную папку. Подключите устройство к компьютеру. Заметив новое устройство, операционная система попросит указать папку с драйвером, укажите на распакованную папку. Следующим шагом заходим в распакованную папку и запускаем программу FTD2XXST.EXE, позволяющую запрограммировать микросхему eeprom. При первом запуске программы будет выведено следующее окно:

Необходимо будет заполнить следующие поля:
Manufacturer (производитель): FTDI.
Manufacturer ID (идентификатор производителя): FT.
Vendor ID (идентификатор поставщика): 0403.
Product ID (идентификатор продукта): 6001.
Description (описание): USB GSM/GPRS modem.
После заполнения всех полей, активным станет кнопка , при нажатии на нее откроется окно:

По умолчанию должны быть установлены флаги Plug and Play (автоматическое определение устройства) и Remote Wakeup (выход из режима пониженного энергопотребления).
Установка флага Fixed Serial Number позволяет присвоить устройству постоянный серийный номер, но при этом следует помнить что устройства с одинаковыми номерами подключать к компьютеру нельзя.
Флаг Self Powered оставляем не установленным, так как устройство питается не от своего источника, а от шины USB.
В окне Max Power (mA) (максимальный ток, потребляемый устройством) пропишите значение 490 мА.
Возвращаемся в основное окно и ставим галочку в строке FT232BM/FT245BM. Появятся дополнительно несколько строк, в которых необходимо поставить флаги Enable Serial Number и Int Pull-Down Enable.

Нажимаем на кнопку Save для сохранения настроек, после чего нажимаем на кнопку Program, чтобы записать введенные данные в eeprom преобразователя. Осталось перезагрузить операционную систему компьютера.
После записи данных в память DD2 необходимо прошить микроконтроллер файлом GSM_GPRS_modem.hex, для этого отключаем модем от компьютера, подключаем аккумулятор, подключаем программатор и с помощью программы CodeVisionAVR или другой прошиваем файл.
Для доступа в Интернет необходимо установить драйвер модема Samsung_GPRS_MODEM.rar.

Описание работы устройства.

Когда устройство отключено от компьютера, модуль SIM300C и микроконтроллер Atmega8L находятся в Sleep (спящем) режиме и суммарный ток потребления от аккумулятора составляет порядка 50 мкА. При подключении устройства к компьютеру, через ножку 32 (PD2) микроконтроллера возникает прерывание, по которому микроконтроллер выходит из спящего режима и производит процедуру включения модуля SIM300C, его настройку и регистрацию в GSM сети, после чего переключает модуль на компьютер. Длится этот процесс в течение 10-15 сек и светодиод VD2 горит красным цветом. После чего красное свечение светодиода VD2 сменяется на редкие вспыхивания зеленого с интервалом где-то 4 сек. Если вспыхивания зеленого частые, это означает что модем не(или еще не) зарегистрировался в сети или нет SIM карты. Стоит помнить что при подключении Интернет светодиод часто вспыхивает зеленым цветом. Дополнительно, при установке Интернет соединения, каждые полчаса происходит проверка состояния счета абонента, и при снижении последнего ниже заданного порога, светодиод VD2 начинает часто мигать красным цветом. Для активации проверки баланса необходимо в SIM карту с помощью телефона записать номер следующего вида: *NNN#bb#, где NNN - номер проверки баланса оператора используемой SIM карты, bb - значение баланса, при котором происходит индикация, допустимые значения от 10 до 99, и сохранить данный номер с именем Number. Функция проверки баланса может некорректно работать с некоторыми операторами.
Для отключения модема достаточно отсоединить его от компьютера, при этом светодиод VD2 загорится красным и произойдет отключение от GSM сети и правильное отключение модуля SIM300C.

Вопросы, как обычно, складываем тут.