Arduino MKR GSM 1400

概要

Arduino MKR GSM 1400 は、通信手段として携帯電話ネットワークを利用します。GSM / 3Gネットワークは、世界の広い範囲をカバーしているため、他の接続方法がない場合には、この接続方法は非常に魅力的です。独自のリモートセンサーネットワークへのゲートウェイの構築を検討している場合でも、国の反対側でイベントが発生したときにテキストメッセージを送信する単一のデバイスが必要な場合でも、MKR GSM 1400は、お客様のニーズに対応するソリューションを迅速に導入するのに役立ちます。

このボードのメインプロセッサーは、Arduino MKR ファミリの他のボードと同様に、低消費電力の Arm® Cortex®-M0 32 ビット SAMD21 です。GSM / 3G接続は、携帯電話の異なるバンド(GSM 850 MHz、E-GSM 1900 MHz、DCS 1800 MHz、PCS 1900 MHz)で動作する低消費電力のチップセットである、ユーブロックス社のモジュール、SARA-U201を使用しています。さらに、Microchip® ECC508暗号チップを搭載し、安全な通信を実現しています。そのほか、バッテリーチャージャーや、外部アンテナ用のコネクターなども搭載しています。

GSMとArduino IoTクラウド

Arduinoでは、LEDを点滅させるだけで簡単にGSMネットワークに接続できるようにしました。通話を設定したり受信したり、テキストメッセージを送受信したり、データネットワークにアクセスしてさまざまな種類のサーバーとデータを交換したりすることができます。また、GPRS データネットワーク上で動作する独自のサーバーを作成することもできます。MKR GSM 1400 用の具体的なサンプルは、MKRGSM ライブラリのリファレンス ページでご覧いただけます。

また、ボードをArduino独自のクラウドサービスに接続することもできます。ここでは、MKR GSM 1400を接続する方法の例をいくつか紹介します。

  • Arduino独自のIoTクラウド。ArduinoのIoTクラウドは、接続されているすべてのモノの安全な通信を確保するためのシンプルで迅速な方法です。こちらをご覧ください。
  • Blynk:Blynkに接続して、携帯電話からボードを操作し、2つの異なるリレーを遠隔操作するコミュニティのシンプルなプロジェクトです。
  • Google IoT Cloud:MQTTとJSONを使ってGoogleのIoT Cloudにデータを送信する例を紹介しています。
  • SORACOM Air IoT:SORACOMのプラットフォームを使った具体的な事例として、温度センサーのデータを送信してグラフ化するための接続方法をご紹介します。
  • GSM Location + Google Maps:以下の例では、GSMインフラストラクチャからボードの位置情報を取得するSMSを送信することで、ボードをローカライズする方法を示しています。
  • Arduino IoTクラウド経由のGoogleスプレッドシート:産業用センサーからデータを収集し、セルラーネットワーク経由でArduino IoTクラウドに送信し、そこからウェブフックを使用してGSheetに送信する方法を、この例で紹介します。

接続性の確保

MKR GSM 1400のデフォルトのオプションには、SIMカードが含まれていませんので、お好きな通信事業者にボードを接続することができます。しかし、世界中をカバーするソリューションに興味がある場合は、ArduinoではArduino SIM – MKR GSMバンドルを用意しています。専用のArduino SIMカードを含むこのパッケージは、世界中の(ほぼ)どこからでもあなたのボードをオンラインにし、Arduino IoTクラウドに接続することができます(のみ)。また、SIMカードを別途購入することも可能です。

Arduino SIMは、Arduino IoT Cloudにのみデータを送信します。このようにして、デバイスからダッシュボードまでの安全な通信チャネルを提供します。データがArduino IoT Cloudに到達すると、WebhooksやArduino IoT APIを介して他のプラットフォームやサービスに橋渡しすることができます。

バッテリー電源

USBポートを使用してボードに電源(5V)を供給することができます。Li-Po充電回路を搭載しており、バッテリーまたは外部の5V電源で動作し、Li-Poバッテリーを充電しながら外部電源で動作させることができます。電源の切り替えは自動的に行われます。

携帯電話網を使った通信では、USBポートが供給できる最大値以上の電流ピークが必要です。ポートは500mAに達しますが、典型的なGSMハンドシェイク(ボードが起動してネットワークプロバイダーに登録するとき)は、簡単に2Aのピークに達する可能性があります。したがって、VINよりも高い電流制限を持つソースを用意するか、少なくとも2500 mAhのリポバッテリーを用意することをお勧めします。

関連ボード

ソリューションに適したワイヤレスプロトコルをまだ決めかねている場合は、ArduinoのMKRファミリーがいくつかの代替品を提供しています。

  • MKR FOX 1200:Sigfoxインフラを利用したEUソリューションのための製品です。製品ページはこちら。
  • MKR WAN 1310:LoRa®またはLoRaWAN™を使った実験をしたい場合。詳しくはこちらをご覧ください。独自のインフラを構築したい場合は、LoRa®ゲートウェイもご用意しています。
  • MKR NB 1500: お客様のソリューションがナローバンドIoTを中心に設計されている場合。詳しくはこちらをご覧ください。

技術スペック

Arduino MKR GSM 1400は、SAMD21マイクロコントローラーをベースにしています。

MICROCONTROLLER SAMD21 Cortex®-M0+ 32bit low power ARM MCU (datasheet)
RADIO MODULE u-blox SARA-U201 (datasheet)
SECURE ELEMENT ATECC508 (datasheet)
BOARD POWER SUPPLY (USB/VIN) 5V
SUPPORTED BATTERY Li-Po Single Cell, 3.7V, 2500mAh Minimum
CIRCUIT OPERATING VOLTAGE 3.3V
DIGITAL I/O PINS 8
PWM PINS 13 (0 .. 8, 10, 12, 18 / A3, 19 / A4)
UART 1
SPI 1
I2C 1
ANALOG INPUT PINS 7 (ADC 8/10/12 bit)
ANALOG OUTPUT PINS 1 (DAC 10 bit)
EXTERNAL INTERRUPTS 8 (0, 1, 4, 5, 6, 7, 8, 16 / A1, 17 / A2)
DC CURRENT PER I/O PIN 7 mA
FLASH MEMORY 256 KB (internal)
SRAM 32 KB
EEPROM no
CLOCK SPEED 32.768 kHz (RTC), 48 MHz
LED_BUILTIN 6
FULL-SPEED USB DEVICE AND EMBEDDED HOST
ANTENNA GAIN 2dB (bundled antenna at the Arduino Store)
CARRIER FREQUENCY GSM 850 MHz, E-GSM 1900 MHz, DCS 1800 MHz, PCS 1900 MHz
WORKING REGION Global
SIM CARD MicroSIM (not included with the board)
LENGTH 67.64 mm
WIDTH 25 mm
WEIGHT 32 gr.

OSH: 回路図
MKR GSM 1400はオープンソースのハードウェアです! 以下のファイルを使って自分のボードを作ることができます。

▶電子回路[EAGLE FILE ZIP]
▶電子回路[PDF]
▶FRITZIFG「FZPZ]

Pinout Diagram

完全なピン配置図をPDFでダウンロードできます。

追加I2Cポート

MKR GSM 1400には、I2Cバスの拡張用として追加のコネクターがあります。このコネクターは、1.0mmピッチのスモールフォームファクターの5ピンコネクターです。このコネクターの機械的な詳細は、コネクターのデータシートに記載されています。

I2Cポートは、Arduino内ではエスロブ自己識別ポートとも呼ばれており、次のものが付属しています。SDA、SCL、GND、+5Vに加えて、I2Cポートに接続されたI2Cデバイスにアラームを送信するためのデジタルピンがあります。ピンアウトは以下の図の通りです。

この拡張ポートを搭載したArduinoボード用のモジュールを独自に設計する場合、使用することをお勧めするコネクターは、写真のコードです。写真のSHR-05V-S-Bをお勧めします。

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