Sim808- Schaltplan : Regler und GPS Antenne

OP #7787101
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Hallo an alle,

Für ein Projekt bräuchte ich ein Modul welches über SMS Aktuelle GPS Koordinaten senden kann. Meine Wahl fiel auf das SIM808 Modul. Zum testen habe ich mir ein Entwicklungsboard von DFrobot gekauft. Da die ganzen Boards jedoch viel zu groß sind, möchte ich jetzt mein eigenes designen inkl uC.(auf Ali kriegt man die SIM808 noch als einzelne Chips zu kaufen.)

Das ganze (d.h. Sim808 + uC) soll über einen kleinen 3,7V Lithium Akku betrieben werden. Einige Entwicklungboards wie zBsp von Adafruit https://cdn-learn.adafruit.com/assets/assets/000/025/700/original/adafruit_products_808schem.png?1432925469 schließen den Akku OHNE DCDC Wandler direkt an den VBAT Pin des SIM808 Moduls. Das Modul braucht laut DB zwischen 3.4V - 4.4V.

2 oder 3 Fragen habe ich.

Meine Frage ist: Ist das nicht etwas riskiert den AKku direkt an das Modul anzuschließen? Durch die hohen Transientströmen wird doch wahrscheinlich der Akku relativ schnell in die Knien gehen und die Spg einbrechen.. ?

Andere Entwicklungboards wie die von DFrobot haben einen DCDC mit einer Output Spg von 4V.

Ein anderer nutzt sogar nur 3V3 für die Versorung von SIM808: https://embeddedprojects101.com/stm32-and-sim808-gps-tracker-with-a-custom-pcb/

  1. GPS Antenne Beim Board von DFrobot (siehe Anhang) wird wie es für mich aussieht die Antenne Aktiv mit einer Spannung (VDD_Ext =2.8V) betrieben. Bei den anderen Boards wie zBsp von Adafruit ist das nicht der Fall. Sind aber in beiden Fällen die gleichen Antennen. Ist es ratsam lieber die Version mit Aktiver Spannung an der Antenne zu benutzen?

  2. Auch zum Board von DFrobot (anhang) : Wo zum geier kommen die 5V her ?? Ich habe es an der NET_LED nachgemessen, da sind 5V. Aber von wo kommen die her? An der Leiste habe ich keine 5V angeschlossen. Der Spannungsregler gibt 4V raus.

Ich glaub das reicht erstmal an Fragen.

Viele Grüße

Angehängte Dateien:
Persönliche Seite #7787117
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Jules schrieb:

SIM808

Das kann nur GSM/GPRS. Das wird früher oder später abgeschaltet. Besser direkt ein LTE-Modul nehmen (für LTE-M und NB-IoT). Kombimodule für GMS/GPRS und LTE gibt es natürlich auch, aber nur sinnvoll wenn man in Gegenden unterwegs ist die kein LTE haben (z.B. Afrika).

Jules schrieb:

Durch die hohen Transientströmen wird doch wahrscheinlich der Akku relativ schnell in die Knien gehen und die Spg einbrechen.. ?

Ganz genau, kleine Akkus können überhaupt nicht die nötige Leistung abgeben (egal jetzt bei welcher Spannung) um ein GSM-Modul zu betreiben. LTE braucht weniger.

Bei LTE würde ich auch keine SMS nutzen sondern einfach einen HTTP(S)-Request (an einen beliebigen Server) senden, viele Module können das per AT-Command. Bei 2G hat SMS den Vorteil dass sie auch funktioniert wenn keine Datenverbindung zustande kommt (also nur GSM, kein GPRS), bei LTE gibt es sowieso nur die Datenverbindung und die SMS wird "gewrappt". Einen HTTP-Server aufzusetzen ist dank Cloud super einfach, dann kann man sehr komfortabel die Daten verarbeiten/speichern/weiterleiten und die Größenbeschränkung hat man auch nicht.

OP #7787135
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Hallo Niklas,

Ich habe mich tatsächlich bewusst für GSM only entschieden da das Schüler Projekt in einem Wald statt findet wo es nur 2G gibt, und das bis 2027. Ist in Belgien. Da wäre LTE zu riskiert da die Netzabdeckung nicht gut ist.

Ganz genau, kleine Akkus können überhaupt nicht die nötige Leistung abgeben (egal jetzt bei welcher Spannung) um ein GSM-Modul zu betreiben. LTE braucht weniger.

Was nennst Du klein? Das Ding von Adafruit wird ein Akku mit 1200mAh benutzt..

Persönliche Seite #7787142
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Jules schrieb:

Ich habe mich tatsächlich bewusst für GSM only entschieden da das Schüler Projekt in einem Wald statt findet wo es nur 2G gibt, und das bis 2027

Bis 2030 soll 2G da noch laufen, immerhin. Aber auch mit dem dort verfügbaren Netzbetreiber?

Jules schrieb:

Ist in Belgien. Da wäre LTE zu riskiert da die Netzabdeckung nicht gut ist

Vielleicht mit einer guten Antenne?

Jules schrieb:

Was nennst Du klein? Das Ding von Adafruit wird ein Akku mit 1200mAh benutzt..

Das sollte gehen, bei 250mAh oder so wird es kritisch.

Persönliche Seite #7787211
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Jens K. schrieb:

Welches Modul würde zusätzlich auch "Telefonieren" ermöglichen

z.B. Quectel BG95-M3, SIMCOM SIM7070E, Semtech HL7812, Telit ME910G1-WW

Rüdiger B. schrieb:

LoRa

Auch eine gute Option für lange Batterielaufzeit.

Im Wald wäre es ggf. clever die Antenne weit oben in einem Baum zu platzieren, egal welche Technologie genau genutzt wird.

Persönliche Seite #7787330
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Rainer W. schrieb:

Oder willst du dauern in den Bäumen rumturnen?

Wieso dauernd? Wer hat gesagt dass das Teil dauernd bewegt wird?

Rainer W. schrieb:

Ein Mal die Position einmessen und gut is's - spart den Strom für den Satellitenempfänger.

Es ist handlicher wenn der Empfänger eingebaut ist und die Position nur einmal oder selten misst, und ansonsten inaktiv ist. Und viele LTE-Module haben den GNSS-Empfänger sowieso integriert.

OP #7787660
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Hallo an alle

Danke für das Feedback. Ich brauche tatsächlich GPS und SMS da es um mini Raketen geht die überall verstreut im Wald landen können. Jede Rakete wird also solch ein Modul haben. Ja wir haben uns angeschaut welcher Netzbetreiber dort gute 2G Abdeckung anbietet.

2 Fragen bleiben dennoch ungeklärt:

  • Versorgung: Ich dachte an einen DCDC Boost zBsp https://www.ti.com/product/TPS61090 Dieser wird von einer 3.7V oder 4.2V Lithium Batterie versorgt. Falls 5V Output vom DCDC: 5V -> uC 5V -> Diode -> Sim808 Mit der Diode würde ich dann auf 4.3V runter um das Sim Modul zu betreiben. Mikrocontroller würde ich einen 5V Atmega nehmen.

Passt das so ?

Was ist mit der GPS Antenne?

Und was ich nicht verstehe bzgl dem oben angegeben Schaltplan von DFrobot: Von WO kommen die 5V her? Fehlt das was im Schaltplan? Denn der Regler gibt 4V raus.

LG

Persönliche Seite #7787696
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Jules schrieb:

Ich brauche tatsächlich GPS und SMS da es um mini Raketen geht die überall verstreut im Wald landen können.

Da denke ich mal man möchte die Rakete sofort einsammeln wollen. Außerdem wird das Gewicht eine große Rolle spielen. Da würde ich stark darüber nachdenken doch LoRa und einen viel kleineren Akku zu nehmen (Größenordnung 100mAh?). Dann kann man der Rakete mit einem Empfänger (mit guter (Richt-)Antenne) "hinterherlaufen", sobald man sich auf ein paar Kilometer nähert empfängt man die Position und kann direkt hin. Das ist dann völlig unabhängig von Mobilfunk-Infrastruktur und viel kleiner&leichter als Mobilfunk, insbesondere 2G. Müsste mit weniger als 10g machbar sein.

Der STM32WL55 hat den LoRa-Chip eingebaut, da braucht es nur noch einen GPS-Chip (z.B. u-blox ZOE-M8), HF-Vogelfutter, Akku und Antennen (kein Schaltregler nötig). Kleiner und sparsamer wirds nicht. SigFox ginge so auch, aber dann braucht man die vorinstallierte Infrastruktur, wobei die Reichweite noch größer als bei LoRa ist.

#7787699
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Jules schrieb:

Ist das nicht etwas riskiert den AKku direkt an das Modul anzuschließen? Durch die hohen Transientströmen wird doch wahrscheinlich der Akku relativ schnell in die Knien gehen und die Spg einbrechen.. ?

Mit einem normalen DC/DC-Wandler auf 4 Volt muss der Akku aber noch mehr Strom liefern. Auch wenn er das kann, ist er schneller leer, weil der Wandler ja auch Strom verbraucht. Riskant ist eher, dass normale Akkus deutlich mehr als 2A liefern können, wenn es einen Kurzschluss gibt.

Persönliche Seite #7787700
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Jules schrieb:

Schüler Projekt

Es gibt Forschungsinstitute welche sich intensiv damit beschäftigen, möglichst kleine&leichte GPS-Tracker dieser Art zu bauen. Für ein nichtkommerzielles Bildungs/Forschungs-Projekt helfen die vielleicht aus.

Bauform B. schrieb:

Riskant ist eher, dass normale Akkus deutlich mehr als 2A liefern können, wenn es einen Kurzschluss gibt.

Das ist auch nötig, 2G-Module brauchen bis 2A.

Jules schrieb:

5V -> Diode -> Sim808 Mit der Diode würde ich dann auf 4.3V runter

Du möchtest eine Diode als Spannungsregler für einen Verbraucher nutzen der 2A Peaks für ca. 20ms zieht? Ich kann mir kaum vorstellen dass das funktioniert.

Das "nackte" SIM808 ist (wie die meisten Mobilfunk-Module) dafür ausgelegt direkt an einer LiIon-Zelle zu laufen, wie du ja schon schriebst hat es einen Bereich von 3.4V ~ 4.4V. Bei einer nicht-tiefentladenen Zelle brauchst du also keinen Step-Up. Wenn der Akku bei direktem Anschluss "in die Knie" gehen würde, würde er das auch mit Step-Up, und der stromabhängige Spannungsabfall an der Diode würde das noch verschlimmern.

Jules schrieb:

5V -> uC

Es gibt genug Mikrocontroller die direkt an einer LiIon-Zelle laufen, ggf. mit einem gewöhnlichen LDO davor.

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