Модуль разработки TTGO T-Call на базе ESP32 c GSM/GPRS модемом SIM800L

Плата разработчиков на основе беспроводного WiFi- и Bluetooth-приемопередатчика ESP32 (ESP32-WROVWR-B) в связке с GSM/GPRS-модемом SIM800L. Модель: TTGO T-Call Sim800, версия 1.3 IP5306-20190610.

ESP32-WROVER - мощный высокопроизводительный модуль общего назначения со встроенным микроконтроллерным ядром и с поддержкой стандартов связи Wi-Fi+BT+BLE, предназначенный для широкого ряда приложений с экономичным энергопотреблением. Модуль полностью отвечает требованиям таких задач, как передача голоса, передача потокового аудио и MP3 звука.

Модуль построен на базе чипсета ESP32-D0WDQ6. От модуля ESP-WROOM-32, построенного на базе аналогичного чипсета, модуль ESP32-WROVER отличается наличием встроенной микросхемы оперативной памяти (PSRAM) объемом 32 Мбит. Чипсет ESP32 создавался, исходя из соображений максимально легкой массштабируемости и адаптации к условиям применения. Чипсет содержит двухядерный процессор (или одноядерный, в зависимости от модификации чипсета) с возможностью тактирования частотой от 80 МГц до 240 МГц. У пользователя есть возможность полностью отключить встроенное CPU и оставить работать только сопроцессор для постоянного мониторинга периферии на предмет превышения порога сигналами внешних датчиков.

ESP32 интегрирует богатейший набор встроенной периферии, включая емкостные сенсоры касания, датчики Холла, малошумящие усилители, интерфейс SD-карты, Ethernet, высокоскоростной SPI, UART, I2S и I2C. Встроенная поддержка Bluetooth, Bluetooth LE и Wi-Fi гарантирует высокую эффективность применения модуля с большим заделом на будущее: Wi-Fi позволяет говорить о высокой эффективности применения в задачах, где происходит подключение к сети Интернет через Wi-Fi - роутер, благодаря Bluetooth пользователь может подключать модуль к смартфону или любому другому пользовательскому устройству. Ток спящего режима ESP32 составляет менее 5 мкA, что делает его оптимальным решением для устройств с батарейным питанием. ESP32 поддерживает скорость передачи данных до 150 Мбит/с, и подводимую к антенне выходную мощность 20.5 дБм. Таким образом, чип представляет собой лидирующую в отрасли спецификацию параметров и превосходную производительность процессорного ядра, контроллера беспроводной связи, высокую дальность связи, оптимальное энергопотребление, широкий ряд коммуникационных возможностей. Операционная система, используемая в составе ядра ESP32 - freeRTOS с поддержкой технологий LwIP и TLS 1.2 с аппаратным ускорением. Безопасное (шифрованное) обновление прошивки по радиоканалу (OTA) поддерживается, помимо всего прочего. Так что, встроенное ПО конечного устройства всегда может поддерживаться в актуальном состоянии.

Характеристики Wi-Fi:

• Радиочастотная сертификация: FCC/CE/IC/TELEC/KCC/SRRC/NCC
• Протоколы: 802.11 b/g/n/e/i (802.11n до 150 Мбит/с)
• Агрегация A-MPDU и A-MSDU и интервал безопасности 0.4 с
• Частотный диапазон: 2.4 ~ 2.5 ГГц Bluetooth
• Протоколы: Bluetooth v4.2 BR/EDR и спецификация BLE
• Радио: Чувствительность -97 дБм
• Классы мощности передатчика: Class-1, class-2 и class-3
• Адаптивная перестройка частоты AFH
• Аудио: CVSD и SBC

Аппаратная часть

• Интерфейсы: SD-карта, UART, SPI, SDIO, I2C, LED ШИМ, ШИМ управления мотором, I2S, IR GPIO, емкостной датчик касания, АЦП, ЦАП, малошумящий предусилитель
• Сенсоры чипсета: датчик Холла, датчик температуры
• Тактовые генераторы: кварц 40 МГц
• Напряжение питания: 2.7 ~ 3.6 В
• Средний потребляемый ток: 80 мA
• Минимальный расчетный ток источника питания: 500 мA
• Рабочий температурный диапазон: -40°C ~ +85°C
• Размер корпуса: 18x31.4x3.3 мм

Встроенное ПО

• Режимы Wi-Fi: Station/SoftAP/SoftAP+Station/P2P
• Безопасность Wi-Fi: WPA/WPA2/WPA2-Enterprise/WPS
• Шифрование: AES/RSA/ECC/SHA
• Обновление прошивки: через UART/ OTA (по радиоканалу, через сеть)
• Разработка собственного ПО: Поддержка разработки через облачный сервер/ специальный пакет SDK (Software Development Kit)
• Сетевые протоколы: IPv4, IPv6, SSL, TCP/UDP/HTTP/FTP/MQTT
• Пользовательская настройка: набор AT-команд, настройка через облачный сервер, настройка через приложения Android/iOS

SIM800L - по функционалу не чем не уступает обычному сотовому телефону и с его помощью можно, отправлять SMS сообщения, совершать или принимать телефонные звонки, подключаться к Интернету через GPRS, TCP / IP и многое другое. 

•  Напряжение питания: 3.7 В ~ 4.4 В
• Потребляемый ток режима ожидания: 0,7 мА
• Пиковый ток: 2 А
• Скорость UART: 1200 – 115200 бод
• Формат SIM карты: nanoSIM
• Рабочий диапазон: EGSM900, DCS1800, GSM850, PCS1900
• Мощность передачи DCS1800, PCS1900: 1 Вт
• Мощность передачи GSM850, EGSM900: 2 Вт
• Режим сети: 2G

Сочетание ESP32 и GSM/GPRS модема SIM800L позволяет создавать IoT устройства, которые могут получить доступ к WEB-серверу не только по Wi-Fi, но и посредством сотовой связи и GPRS. Кроме того, готовое устройство может быть использовано для получения и совершения телефонных звонков (микрофон и динамик необходимо подключать отдельно), отправки и получения  SMS сообщений, и даже для прослушивания радио в  FM диапазоне.

Связь между ESP32 и SIM800L осуществляется посредством программного UART (который подключен к GPIO 26 и 27) АТ командами. Список команд можно посмотреть в руководстве по АТ командам.

Расположение выводов:

Размеры платы:

Страница проекта на GitHub.

Datasheet (ENG, PDF):

• ESP32-WROVER-B
• SIM800L
• Руководство по АТ командам
• TTGO T-Call V1.3 ESP32 SIM800L module schematic