سیم کارت GSM - GPRS

راه اندازی و کار با ماژول سیم کارت SIM800L بخش دوم: تغذیه

نوشته شده توسط معین صابری

در بخش قبل، به معرفی کلی ماژول سیم کارت SIM800L، امکانات و ویژگی های سخت افزاری آن پرداختیم. همانطور که بیان شد، این ماژول به شدت به تغذیه حساس بوده و در صورت ضعف در سیستم تغذیه، ماژول به درستی راه اندازی نخواهد شد. در این آموزش، به بررسی مبحث بسیار کلیدی در اه اندازی ماژول SIM800L، تغذیه می پردازیم. در این آموزش به روش های مختلف تامین تغذیه این ماژول پرداخته و نحوه تامین صحیح تغذیه این ماژول را، شرح می دهیم. در ادامه این آموزش با مرجع تخصصی ماژول سیم کارت به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

 


محدوده ولتاژی تغذیه ماژول SIM800L


مطابق دیتاشیت ماژول SIM800L، تغذیه این ماژول بین بازه ۳٫۴ الی ۴٫۴ قرار می گیرد. این ولتاژ، با محدوده ولتاژ فول شارژ و تخلیه باتری های لیتیوم یونی و لیتیم پلیمری تک سلول، همخوانی دارد. به عبارت دیگر، این ماژول را به سادگی می توان به کمک باتری های لیتیم یونی و لیتیم پلیمر که در تلفن های همراه استفاده می شوند، راه اندازی نمود.

باتری لیتیومی گزینه مناسب تغذیه ماژول سیم کارت Sim800L - دیجی اسپارک

 

مطابق نمودار شارژ باتری‌ها لیتیوم پلیمری، این باتری‌ها بازه ولتاژ بین ۳٫۶ (تخلیه کامل) تا ۴٫۲۵ (شارژ کامل) دارند، بنابراین، انتخاب مناسبی برای تغذیه ماژول SIM800L، مخصوصا در دستگاه های قابل حمل مبتنی بر این ماژول خواهد بود. نمودار زیر، رابطه بین میزان شارژ باتری لیتیم پلیمر و ولتاژ آن را نشان می دهد.

نمودار شارژ و توان باتری لیتیومی - دیجی اسپارک

اما در کنار باتری‌های لیتیوم پلیمر، باتری‌های لیتیوم یونی قرار دارند. این باتری ها، بازه ولتاژ و شارژ بیشتری را نسبت به باتری‌های لیتیوم پلیمری در بر می گیرند. اما سایز و اندازه آن ها، بزرگتر است. این باتری ها هم در اندازه موبایلی و هم در اندازه ۱۸۶۵۰(کمی بزرگتر از باتری های قلمی) ساخته می شوند.

باتری لیتیوم یون 18650 مناسب ماژول سیم کارت - دیجی اسپارک

در بسیاری از مواقع، نیازی به تغذیه ماژول از طریق باتری نبوده و برق شهری می تواند کفایت کند. هرچند وجود باتری پشتیبان برای سیستم ها در هنگام قطع برق، امری ضروری است. برای تغذیه ماژول از طریق برق شهری، نیاز به یک آداپتور خواهیم داشت. اما در بازار نمی توان آداپتوری یافت که با بازه ولتاژ ماژول(۳٫۴ الی ۴٫۲۵) هم خوانی داشته باشد. بنابراین، نیاز به یک مبدل ولتاژ برای تبدیل ولتاژ آداپتور به ولتاژ مورد نیاز ماژول، خواهیم داشت. یکی از بهترین ماژول های مبدل ولتاژ، ماژول کاهنده ولتاژ LM2596 است. این ماژول دارای خروجی ۳ آمپری بوده و به کمک مولتی ترن قرار گرفته بر روی آن، می توانید ولتاژ خروجی مورد نظر خود را تنظیم نمایید. این ماژول یک رگولاتور سوییچینگ بوده می تواند بازه ولتاژی ۳ الی ۴۰ ولت را به عنوان ورودی در بر بگیرد. به عنوان مثال، شما می توانید با اتصال یک آداپتور ۹ ولت و یا حتی برق ۱۲ ولت خودرو، خروجی ماژول مبدل ولتاژ را روی ۴٫۲ تنظیم کرده و ماژول SIM800L را به سادگی تغذیه نمایید.

ماژول مبدل LM2596 تامین ولتاژ ماژول سیم کارت - دیجی اسپارک

 

در نوع پیشرفته تر ماژول LM2596، نوع HVS یا ولتاژ بالا قرار دارد. این ماژول می تواند تا ۶۰ ولت را نیز، در ورودی خود بپذیرد. اما در کنار ولتاژ، جریان یا به عبارت دیگر، توان منبع تغذیه امری بسیار مهم در تغذیه ماژول SIM800L به شمار می رود. در قسمت بعدی، به این مسئله، می پردازیم.

 


جریان مورد نیاز برای تغدیه ماژول SIM800L


در قسمت قبلی، در رابطه با ولتاژ مورد نیاز ماژول SIM800L و روش های تامین این ولتاژ، به طور کامل صحبت کردیم. در این قسمت، به بررسی میزان جریان مورد نیاز ماژول می پردازیم. برای تامین جریان مورد نیاز ماژول، منبع تغذیه حتما می بایست توان حداقل ۲ آمپری را تامین نماید. این ماژول در ابتدای راه اندازی و اتصال به شبکه، جریانی در حدود ۲ آمپر را برای اتصال به شبکه، طلب می کند. در صورتیکه منبع تغذیه نتواند این جریان را تامین نماید، ماژول خاموش شده و دوباره سعی در تلاش به اتصال به شبکه خواهد نمود. این موضوع را می توان از وضعیت چشمک زن ماژول متوجه شد. جدول زیر بیانگر وضعیت چشمک زن ماژول در حالات مختلف است.

وضعیت ماژول سیم کارت با ال ای دی روی ماژول - دیجی اسپارک

برای تامین تغذیه ماژول SIM800L، همانطور که گفته شد، باید از منبع حداقل دو آمپری استفاده نمود. پس از اتصال ماژول SIM800L به شبکه، این ماژول همچنان دارای پیک های جریان بالا خواهد بود. این پیک ها عبارتند از:

برقراری تماس تلفنی یا دریافت تماس

ارسال و دریافت پیامک

اتصال به اینترنت و ارسال و دریافت داده

در صورتیکه منبع تغذیه توان مناسب نداشته باشد، در زمان اجرای فرامین فوق، ماژول خاموش شده و موارد فوق اجرا نخواهند شد. بنابراین، چنانچه که قصد تغذیه ماژول از طریق آداپتور را دارید، آداپتور شما حتما باید توان حداقل سه آمپری را تامین نماید. در مورد باتری، این مورد کمی متفاوت است، این موضوع را در بخش بعدی بررسی می نماییم.

 


پارامتر جریان در تغذیه ماژول SIM800L از طریق باتری


برای تامین تغذیه مورد نیاز ماژول SIM800L، هم می توان از آداپتور و یا باتری استفاده نمود. در این قسمت، به بررسی تغذیه این ماژول از طریق باتری می پردازیم. همانطور که می دانید، هر باتری دارای ظرفیت مخصوص به خود است. به عنوان مثال، یک باتری ۱۰۰۰ میلی آمپری می تواند در یک ساعت به طور مداوم ۱۰۰۰ میلی آمپر به بار دهد و سپس تخلیه شود. طبعا این باتری می تواند در ۱۰ ساعت، با ۱۰۰ میلی آمپر بر ساعت تحویل بار به صورت مداوم، تخلیه شود. اما در کنار ظرفیت باتری که معمولا با Ah به معنای آمپر بر ساعت و mAh به معنای میلی آمپر بر ساعت مشخص می گردد، ظرفیت دیگری با نام نرخ C یا  C Rate وجود دارد. نرخ C در حقیقت بیان می کند که چه میزان از باتری، در لحظه بار کشید. به عنوان مثال، فرض کنید یک باتری دارای ظرفیت ۱۰۰۰ میلی آمپر و نرخ C برابر با ۵ است. این بدان معنی است که این باتری می تواند تا ۵ برابر ظرفیت خود، به بار دهد و سپس تخلیه شود. به عنوان مثال، چنانچه از این باتری، به اندازه ۵c بار بکشیم، این باتری در عرض  ۱/۵ ساعت یا ۲۰ دقیقه، تخلیه خواهد شد.

باتری لیتیوم پلیمر در راه اندازی ماژول GSM - دیجی اسپارک

برای راه اندازی ماژول SIM800L، فرض کنید باتری شما دارای ظرفیت ۹۰۰ میلی آمپری با نرخ C برابر با ۳ است. از طرفی ماژول SIM800L برای اتصال به شبکه، جریانی در حدود دو آمپر، یعنی دو برابر جریان باتری نیاز دارد. البته به نظر می رسد که ماژول SIM800L برای مدت ۱۲۰ میلی ثانیه به این جریان نیاز دارد. با توجه به اینکه نرخ C باتری ما برابر با ۳ است، می توانیم ماژول SIM800L را بدون نگرانی از کم بودن ظرفیت باتری نسبت به جریان لحظه ای ماژول، راه اندازی نماییم. چراکه باتری ما می تواند تا ۳ برابر ظرفیت نامی آن، یعنی ۲۷۰۰ میلی آمپر جریان به بار تحویل دهد.


مشکلات متداول در تغذیه ماژول SIM800L


همانطور که بیان شد، ماژول SIM800L به شدت به تغذیه حساس است. این حساسیت، تنها با تامین منبع تغذیه قدرتمند، بر طرف نمی شود. بلکه گاهی اوقات، عدم موفقیت در راه اندازی این ماژول، مربوط به نامناسب بودن سیم های تغذیه، عدم استفاده از خازن در تغذیه ماژول، وجود پین کد روی سیم کارت، ضعیف بودن پوشش آنتن و عدم استفاده از آنتن مناسب است. به طور خلاصه، این نکات را به صورت زیر، صورت بندی می نماییم.

برای تغذیه ماژول SIM800L، از سیم های مناسب استفاده شود. سیم های برد بوردی مناسب نیستند، بلکه سیم های خشک مسی تک رشته مناسب اند.

طول کابل های تغذیه ماژول SIM800L، کوتاهترین اندازه باشد.

از یک خازن هزار میکروفاراد، به موازات تغذیه ماژول SIM800L استفاده شود. این خازن در نزدکترین فاصله ممکن به پایه های تغذیه ماژول قرار گیرد.

حتما از عدم وجود پین کد بر روی سیم کارت مطمئن شوید.

ماژول های SIM800L در طرح رجیستری قرار نمیگیرند، اما حتما از آنتن مناسب برای آنتن دهی آن استفاده نمایید. آنتن فنری و آنتن PCB برای مناطق با پوشش ضعیف آنتن دهی، مناسب نیستند.

ولتاژ تغذیه ماژول را هیچگاه نه بالاتر از حد مجاز(۴٫۴) و نه پایین تر از آن(۳٫۴) تنظیم ننمایید.

 


وسایل مورد نیاز


ماژول SIM800L

مبدل ولتاژ  LM2596

خازن 

باتری

 


جمع بندی


در این آموزش که سری دوم از سلسله آموزش های ماژول SIM800L است، به مهم ترین بحث در راه اندازی ماژول SIM800L، تامین تغذیه آن، پرداختیم. ماژول SIM800L، برای راه اندازی، چالش های فراوانی برای کاربر، ایجاد می نماید. یکی از این چالش ها، بحث تامین تغذیه و روش های آن است. با توجه به حساسیت بالای این ماژول نسبت به تغذیه و از طرفی دیگر، پیک های جریانی بالای این ماژول حین اتصال به شبکه، لازم است نسبت به تغذیه ماژول، دقت نظر لازم اعمال گردد. از این گذشته، این ماژول، حین برقراری تماس، ارسال پیامک، اتصال به اینترنت و… دارای پیک های جریانی بالا نیز، خواهد بود. از این رو، مدار منبع تغذیه آن، می بایست توانایی لازم را در جهت تامین نیازهای جریانی این ماژول، داشته باشد.

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در مراحل اجرایی وجود داشته و یا با رعایت نکات فوق، همچنان ماژول SIM800L به شبکه متصل نشده است، می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

 

درباره نویسنده

معین صابری

کارشناسی ارشد رشته معماری سیستم های کامپیوتری

مالي که ز تو کس نستاند، علم است
حرزي که تو را به حق رساند، علم است
جز علم طلب مکن تو اندر عالم
چيزي که تو را ز غم رهاند، علم است
(شیخ بهایی)

تبادل نظر و رفع عیب با ثبت دیدگاه

۴ دیدگاه

    • عرض سلام
      این مورد بستگی به مدت زمانی دارد که شما قصد دارید تا سیستم خود را با باتری روشن نگه دارید. اما معمولا یک باتری ۹۰۰ میلی آمپر به بالا مناسب است.

    • سلام
      علت این موضوع می تواند موارد باشد:
      ۱-سیم کارت به درستی جای نگرفته
      ۲- سیم کارت دارای پین کد است.
      ۳-آنتن به درستی بر رو ی ماژول قرار نگرفته و از پوشش شبکه خارج است.