Mobilfunk

Für den beelogger stehen Varianten mit ‘2G’ und ‘4G’ zur Verbindung in Mobilfunknetze zur Verfügung. Somit ist es möglich, unabhängig von kabelgebundener Intrastruktur, Messwerte von nahezu jedem Ort ins Internet bzw. Webserver zu übertragen. 

LTE (4G) – SIM7600E:

‘Long Term Evolution’ (LTE) ist der Standard der vierten Generation (‘4G’) für digitale Moblfunknetze. Für den beelogger kommt ein LTE-Modul mit SIM7600E-Chip zum Einsatz, welches Sprachanrufe, SMS und Internetbetrieb unterstützt. Das SIM7600E-Modul benötigt eine Spannung von ca. 6 – 8V. Über eine serielle Schnittstelle kann mit dem Modul über AT-Befehle kommuniziert werden. Obwohl beim SIM7600E Breakout-Bord angegeben ist, dass dieses mit einem Logikpegel von 3,3V kompatibel ist, haben wir Serienwiderstände in die RX/TX Leitungen eingefügt. Achtung: Modul nie ohne Antenne betreiben. Dies kann zur Beschädigung führen.

Hier im Bild: die einfache Antenne auf Leiterplattenbasis. Beim Kauf des Moduls sollte darauf geachtet werden, dass eine externe Antenne mit Anschluss an die MCX-Buchse mitgeliefert wird. Im Internet finden sich unter dem Suchbegriff “LTE Antenne selber bauen” Bauanleitungen für eine Spezialantenne. Der Anschluss einer GPS-Antenne ist nicht erforderlich.

 

SIM-Karte

Für die Verbindung ins Mobilfunknetz ist eine aktive SIM-Karte (MicroSim) mit LTE-Datentarif notwendig. Aus Sicherheitsgründen ist eine Prepaid-Karte zu empfehlen, da die Karte nicht mit einem Pin-Code genutzt werden kann. Sollte die SIM-Karte einen Pin-Code besitzten, muss dieser über ein Mobiltelefon zuvor gelöscht werden. Eine kostengünstige Möglichkeit bietet eine Internet-Flatrate auf Volumenbasis. Das Volumen spielt praktisch keine Rolle, wenn auch nach dem Verbrauch des Volumens, weiterhin das Internet mit gedrosselter Geschwindigkeit genutzt werden kann.

Über diverse Portale im Internet können die aktuell günstigsten Tarife schnell ermittelt werden. Berücksicht werden sollte neben dem Preis auf jeden Fall auch die Netzabdeckung im gewünschten Einsatzgebiet. 

Es ist darauf zu achten, dass die SIM-Karte richtig herum in das Modul eingelegt wird. Hierzu muss der Deckel in Richtung Antennenanschluss geschoben werden und die SIM-Karte mit den Kontaktflächen zur Platine eingelegt werden. Der Verschluß wird dann über die Karte geklappt und in Richtung USB-Anschluss geschoben – bis er leicht einrastet.

Bezug:

Bild	Bezugsquelle	Preis	Suchbegriffe*	Bemerkungen
	Internet, Aliexpress	ca. 30€	SIM7600E	SIM7600E -L1C (4G Cat 1) oder SIM7600E -H1C (4G Cat 4), inkl. externe Antenne, Versorgungsspannung 5 -10V Hersteller: AND TECHNOLOGIES www.and-global.com
SIM – Karte	diverse			siehe Text oben

*Einkaufstipps

Für den beelogger-Solar steht ein LTE-Shield mit SIM7600E Modul (Breakout-Board) zur Verfügung. Das Shield ermöglicht die komplette Trennung des Moduls von der Stromversorgung.
Der beelogger-Universal unterstützt den SIM7600E ab Platinenversion 1.10.
Eine eigens erstellte Library wurde für die Datenübertragung und einen energiesparenden Einsatz entwickelt.

Das Testprogram für das SIM7600E-Modul steht hier zur Verfügung.

 

 

GSM (2G) – SIM800L:

GSM steht für ‘Global System for Mobile Communications’ und ist der erste Standard der zweiten Generation (‘2G’) für digitale Moblfunknetze, welche in Deutschland die technische Grundlage für D- und E-Netze bildet.
Achtung: In der Schweiz ist von Providern geplant das GSM (2G) Netz Ende 2020 abzuschalten.

Für den beelogger-Solar steht das Multishield  oder der Aufbau eines GSM-Shield mit SIM800L-Modul zur Verfügung. Das Shield ermöglicht die komplette Trennung des Moduls von der Stromversorgung. Eine eigens modifizierte Library steht für eine sichere Übertragung und einen energiesparenden Einsatz zur Verfügung.

Beim beelogger-Universal ist die Beschaltung für den SIM800 auf der Platine integriert. Das Testprogram für das SIM800L-Modul steht hier zur Verfügung.

Aufgrund der ausführlichen Dokumentation ist es möglich, das SIM800L-Modul auch für andere Systeme anzupassen und einzusetzen.
Achtung: Modul nie ohne Antenne betreiben. Dies kann zur Beschädigung führen.

 

GSM-Modul SIM800L

Für den beelogger kommt ein GSM-Modul mit SIM800L-Chip zum Einsatz, welches Sprachanrufe, SMS und Internetbetrieb unterstützt. Über eine serielle Schnittstelle kann mit dem Modul über AT-Befehle kommuniziert werden. Obwohl beim GSM-Modul in vielen Verkaufsbeschreibungen angegeben ist, dass dieses mit einem Logikpegel von 3,3V und 5V kompatibel ist, fehlen in der Regel die entsprechenden Widerstände, die für eine maximale Spannung von 2,8V am SIM800L notwendig sind. 

Bei Kauf des Moduls sollte darauf geachtet werden, dass eine externe Antenne mit Anschluss an die MCX-Buchse mitgleliefert wird. Optimal sind sogen. Stummelantennen, siehe Bild. Diese verbessert die Sende-Empfangsleistung und ist der Federdraht-Antenne vorzuziehen. Sollte dennoch eine Federdraht-Antenne gewählt werden, ist diese direkt an ‘NET’ des Moduls anzulöten.

Achtung! Der Chip wird auf verschiedenen Modulen eingesetzt, die sich alle recht ähnlich sind, nicht aber die gleichen Eigenschaften haben müssen. So kann beispielsweise durch integrierte Spannungsregler die notwendige Versorgungsspannung abweichen.  

SIM-Karte

Für die Verbindung ins Mobilfunknetz ist eine aktive SIM-Karte (MicroSim) notwendig. Aus Sicherheitsgründen ist eine Prepaid-Karte zu empfehlen, da die Karte nicht mit einem Pin-Code genutzt werden kann. Sollte die SIM-Karte einen Pin-Code besitzten, muss dieser über ein Handy zuvor gelöscht werden. Der Provider muss das GSM-Daten-Netz unterstützen, was in der Regel bei jedem Anbieter der Fall ist. Eine kostengünstige Möglichkeit bietet eine Internet-Flatrate auf Volumenbasis. Das Volumen spielt praktisch keine Rolle, wenn auch nach dem Verbrauch des Volumens, weiterhin das Internet mit gedrosselter Geschwindigkeit genutzt werden kann.

Über diverse Portale im Internet können die aktuell günstigsten Tarife schnell ermittelt werden. Berücksicht werden sollte neben dem Preis auf jeden Fall auch die Netzabdeckung im gewünschten Einsatzgebiet. 

Es ist darauf zu achten, dass die SIM-Karte richtig herum in das Modul geschoben wird. Hierzu muss die SIM-Karte mit der Kontaktseite in Richtung Platine und die abgeschrägte Ecke nach außen zeigen. Die Karte muss soweit eingeschoben werden, bis sie einrastet.

Bezug:

Bild	Bezugs-quelle	Preis ab	Suchbegriffe*	Bemerkungen
	eBay	4,80€	SIM800L   Antenne ggf. separat: SIM800 GSM IPEX	SIM800L mit externer Antenne / Stummelantenne (ev. optional mit Knickgelenk) Versorgungsspannung 3,7-4,2V
SIM – Karte	diverse			siehe Text oben

*Einkaufstipps

Der SIM800L erlaubt die Abfrage des Standorts der Basisstation an der sich das Modul angemeldet hat. Damit die Funktion überhaupt zur Verfügung steht, ist derzeit die Firmwareversion 1418B05SIM800L24 notwendig. Zum Update der Firmware via FTDI-Adapter stellt die Firma SIMCOM das Update-Tool SIM800_Series_download_Tools_Customer_v1.19 zur Verfügung.

Anleitungen finden sich hier:

• http://www.raviyp.com/learn-how-to-update-the-firmware-of-your-sim800-modules/
• http://letmeknow.fr/blog/2018/01/09/tuto-update-firmware-sim8xx/