Sim900A giao tiếp STM32, Nhắn tin, Gọi điện Sim900A + LM35 + STM

Sim900A giao tiếp STM32 dùng Module SIM900A GPRS/GSM này được xây dựng dựa trên SIM900A GSM/GPRS của SIMCOM. Hoạt động trên các tần số 900/ 1800 MHz. SIM900A có thể tự động tìm kiếm hai băng tần này. Ngoài ra cũng có thể thiết lập các dải tần số thông qua tập lệnh AT. Tốc độ truyền có thể được cấu hình từ 1200-115200 thông qua lệnh AT. Modem GSM / GPRS có ngăn xếp TCP / IP nội bộ để cho phép bạn kết nối với internet qua GPRS. SIM900A là một mô-đun không dây nhỏ gọn và đáng tin cậy. Đây là một module GSM / GPRS hoàn chỉnh trong loại SMT và được thiết kế với một bộ xử lý chip đơn cực mạnh kết hợp lõi AMR926EJ-S.  

• Phone : 0967.551.477
• Zalo    : 0967.551.477
• FB      : Huỳnh Nhật Tùng
• Email : dientunhattung@gmail.com
• Địa Chỉ: 106/14 Đường số 51, Phường 14, Gò Vấp, Tp HCM
• Chi tiết: Nhận làm mạch và đồ án Điện tử  

1. Linh kiện cần thiết làm mạch điều khiển thiết bị bằng nhắn tin, gọi điện Sim900A giao tiếp STM32

1.1 Vi điều khiển STM trong mạch điều khiển thiết bị bằng nhắn tin, gọi điện Sim900A giao tiếp STM32

a. Giới thiệu

STM32 là một trong những dòng chip phổ biến của ST với nhiều họ thông dụng như F0,F1,F2,F3,F4….. Stm32f103 thuộc họ F1 với lõi là ARM COTEX M3. STM32F103 là vi điều khiển 32 bit, tốc độ tối đa là 72Mhz. Giá thành cũng khá rẻ so với các loại vi điều khiển có chức năng tương tự. Mạch nạp cũng như công cụ lập trình khá đa dạng và dễ sử dụng. Một số ứng dụng chính: dùng cho driver để điều khiển ứng dụng, điều khiển ứng dụng thông thường, thiết bị cầm tay và thuốc, máy tính và thiết bị ngoại vi chơi game, GPS cơ bản, các ứng dụng trong công nghiệp, thiết bị lập trình PLC, biến tần, máy in, máy quét, hệ thống cảnh báo, thiết bị liên lạc nội bộ… Phần mềm lập trình: có khá nhiều trình biên dịch cho STM32 như IAR Embedded Workbench, Keil C… Ở đây mình sử dụng Keil C nên các bài viết sau mình chỉ đề cập đến Keil C.

Thông tin khác

Vi xử lý có rất nhiều loại bắt đầu từ 4 bit cho đến 32 bit, vi xử lý 4 bit hiện nay không còn nhưng vi xử lý 8 bit vẫn còn mặc dù đã có vi xử lý 64 bit. Lý do sự tồn tại của vi xử lý 8 bit là phù hợp với một số yêu cầu điều khiển trong công nghiệp. Các vi xử lý 32 bit, 64 bit thường sử dụng cho các máy tính vì khối lượng dữ liệu của máy tính rất lớn nên cần các vi xử lý càng mạnh càng tốt. Các hệ thống điều khiển trong công nghiệp sử dụng các vi xử lý 8 bit hay 16 bit như hệ thống điện của xe hơi, hệ thống điều hòa, hệ thống điều khiển các dây chuyền sản xuất, …

b. Sơ lược về STM32:

• 1 cổng Mini USB dùng để cấp nguồn, nạp cũng như debug.
• 2 MCU bao gồm 1 MCU nạp và 1 MCU dùng để lập trình.
• Có chân Output riêng cho các chân mạch nạp trên MCU1.
• Có chân Output đầy đủ cho các chân MCU2.
• Chân cấp nguồn ngoài riêng cho MCU2 nếu không sử dụng nguồn từ USB.
• Thạch anh 32,768khz dùng cho RTC và Backup.
• Chân nạp dùng cho chế độ nạp boot loader.
• Nút Reset ngoài và 1 led hiển thị trên chân PB9, 1 led báo nguồn cho MCU2.

1.2 Module Sim900A dùng nhắn tin, gọi điện Sim900A giao tiếp STM32

a. Giới thiệu Sim900A giao tiếp STM32

Module SIM900A GPRS/GSM này được xây dựng dựa trên SIM900A GSM/GPRS của SIMCOM. Hoạt động trên các tần số 900/ 1800 MHz. SIM900A có thể tự động tìm kiếm hai băng tần này. Ngoài ra cũng có thể thiết lập các dải tần số thông qua tập lệnh AT. Tốc độ truyền có thể được cấu hình từ 1200-115200 thông qua lệnh AT. Modem GSM / GPRS có ngăn xếp TCP / IP nội bộ để cho phép bạn kết nối với internet qua GPRS. SIM900A là một mô-đun không dây nhỏ gọn và đáng tin cậy.

Đây là một module GSM / GPRS hoàn chỉnh trong loại SMT và được thiết kế với một bộ xử lý chip đơn cực mạnh kết hợp lõi AMR926EJ-S. Module GSM GPRS Sim900A có IC đệm (GSM sim900a module ) được thiết kế cho các ứng dụng cần độ bền và độ ổn định cao, mạch có kích thước nhỏ gọn nhưng vẫn giữ được các yếu tố cần thiết của thiết kế Sim900 cũ như: Mạch chuyển mức tín hiệu logic sử dụng Mosfet, IC giao tiếp RS323 MAX232, tụ ổn định nguồn đầu vào, khe sim chuẩn và các đèn led báo hiệu. Ngoài ra mạch còn đi kèm dây cáp nguồn và Anten GSM.

b. Thông số kỹ thuật Sim900A giao tiếp STM32

• Điện áp hoạt động: 4.7-5V
• Điện năng tiêu thụ thấp: 1.5mA (ở chế độ ngủ)
• Nhiệt độ hoạt động: -40 – 85 °C
• Điều khiển qua tập lệnh AT (GSM 07.07 ,07.05 and SIMCOM enhanced AT Commands)
• Băng tần kép 900/ 1800 MHz
• GPRS multi-slot class 10/8
• GPRS mobile station class B
• Phù hợp với GSM giai đoạn 2/2+
• Kích thước: 24 x 24 x 3 mm
• Trọng lượng: 3.4g
• Sử dụng module GSM GPRS Sim900A.
•  Nguồn cấp đầu vào: 5VDC, 1.5A.
•  Mức tín hiệu giao tiếp: TTL (3.3 – ­5VDC).
• Tích hợp chuyển mức tín hiệu TTL Mosfet tốc độ cao.
•  Tích hợp IC chuyển mức tín hiệu RS232 MAX232.
•  Có tụ ổn định nguồn đầu vào.
•  Khe sim kích thước chuẩn.
• Có led hiển thị trạng thái.
•  Thiết kế mạch nhỏ gọn, bền bỉ, chống nhiễu.

c. Chức năng các chân của module Sim900A giao tiếp STM32

d. Tập lệnh AT của module Sim900A giao tiếp Pic16F

Các lệnh chung

• Lệnh: AT<CR><LF>
• Mô tả : Kiểm tra đáp ứng của Module Sim 900A, nếu trả về OK thì Module hoạt động

• Lệnh: ATE[x]<CR><LF>
• Mô tả: Chế độ echo là chế độ phản hồi dữ liệu truyền đến của module Sim 900A, x = 1 bật chế độ echo , x = 0 tắt chế độ echo (bạn nên tắt chế độ này khi giao tiếp với vi điều khiển)

• Lệnh: AT+IPR=[baud rate]<CR><LF>
• Mô tả:  cài đặt tốc độ giao tiếp dữ liệu với Module Sim800C, chỉ cài được các tốc độ sau
• baud rate :    0  (auto), 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200

• Lệnh:  AT&W<CR><LF>
• Mô tả :  lưu lại các lệnh đã cài đặt

Các lệnh điều khiển cuộc gọi

• Lệnh: AT+CLIP=1<CR><LF>
• Mô tả: Hiển thị thông tin cuộc gọi đến

• Lệnh: ATD[Số_điện_thoại];<CR><LF>
• Mô tả: Lệnh thực hiện cuộc gọi

• Lệnh: ATH<CR><LF>
• Mô tả: Lệnh thực hiện kết thúc cuộc gọi , hoặc cúp máy khi có cuộc gọi đến

• Lệnh: ATA<CR><LF>
• Mô tả: Lệnh thực hiện chấp nhận khi có cuộc gọi đến

Các lệnh điều khiển tin nhắn

• Lệnh: AT+CMGF=1<CR><LF>
• Mô tả: Lệnh đưa SMS về chế độ Text , phải có lệnh này mới gửi nhận tin nhắn dạng Text

• Lệnh: AT+CMGS=”Số_điện _thoại”<CR><LF>
• Đợi đến khi có ký tự ‘>’ được gửi về thì đánh nối dung tin nhắn   
• Gửi mã Ctrl+Z  hay 0x1A hoặc giá trị 26 để kết thúc nội dung và gửi tin nhắn
• Mô tả: Lệnh gửi tin nhắn

• Lệnh: AT+CMGR=x<CR><LF>
• x là địa chỉ tin nhắn cần đọc
• Mô tả: Đọc một nhắn vừa gửi đến, lệnh được trả về nội dung tin nhắn, thông tin người gửi, thời gian gửi

• Lệnh: AT+CMGDA=”DEL ALL”<CR><LF>
• Mô tả:  Xóa toàn bộ tin nhắn trong các hộp thư

• Lệnh: AT+CNMI=2,2<CR><LF>
• Mô tả: Hiển thị nội dung tin nhắn ngay khi có tin nhắn đến

1.3 Cảm biến nhiệt độ LM35 dùng gọi điện, nhắn tin module Sim900A giao tiếp STM32

a. Giới thiệu

LM35 có dải đo từ 0 Độ đến 150 độ C. LM35 là cảm biến tiêu hao điện năng thấp sử dụng điện áp 5V. Cảm biến gồm có 3 chân, 2 chân nguồn, 1 chân tín hiệu ra dạng Analog. Chân dữ liệu của IC cảm biến LM35 là chân ngõ ra điện áp dạng tuyến tính. Chân số 2 cảm biến xuất ra cứ 1mV = 0.1°C (10mV = 1°C).

Để lấy dữ liệu ở dạng °C chỉ cần lấy điện áp trên chân OUT đem chia cho 10. Chân 1 cấp điện áp 5V, chân 3 cấp GND, chân 2 là chân OUTPUT dữ liệu dạng điện áp LM35 là một cảm biến nhiệt độ tương tự, điện áp ở đầu ra của cảm biến tỷ lệ với nhiệt độ tức thời và có thể dễ dàng được xử lý để có được giá trị nhiệt độ bằng ^oC.

b. Thông số kỹ thuật lm35

• Điện áp hoạt động: 4~20VDC
• Công suất tiêu thụ: khoảng 60uA
• Khoảng đo: -55°C đến 150°C
• Điện áp tuyến tính theo nhiệt độ: 10mV/°C
• Sai số: 0.25°C
• Kiểu chân: TO92
• Kích thước: 4.3 × 4.3mm

LM35 có thể đo nhiệt độ trong phạm vi từ -55^oC đến 150^oC. Độ chính xác thực tế của cảm biến: ±1/4°C ở nhiệt độ phòng và ±3/4°C trong phạm vi nhiệt độ từ -55°C đến 150°C. Việc chuyển đổi điện áp đầu ra sang ^oC cũng dễ dàng và trực tiếp. Trở kháng đầu ra nhỏ, đầu ra tuyến tính và hiệu chuẩn chính xác là những đặc tính vốn có của LM35, giúp tạo giao tiếp để đọc hoặc điều khiển mạch rất dễ dàng.

Điện áp cung cấp cho cảm biến LM35 hoạt động có thể từ +4 V đến 30 V. Nó tiêu thụ dòng điện khoảng 60μA. LM35 có nhiều họ là LM35A, LM35CA, LM35D, LM135, LM135A, LM235, LM335. Tất cả các thành viên trong họ LM35 đều hoạt động theo nguyên tắc giống nhau nhưng khả năng đo nhiệt độ khác nhau và chúng cũng có nhiều kiểu chân khác nhau (SOIC, TO-220, TO-92, TO).

c. Nguyên lý hoạt động của cảm biến LM35

Cảm biến LM35 hoạt động bằng cách cho ra một giá trị điện áp nhất định tại chân V_OUT (chân giữa) ứng với mỗi mức nhiệt độ. Như vậy, bằng cách đưa vào chân bên trái của cảm biến LM35 điện áp 5V, chân phải nối đất, đo hiệu điện thế ở chân giữa, bạn sẽ có được nhiệt độ (0-100ºC) tương ứng với điện áp đo được. Vì điện áp ngõ ra của cảm biến tương đối nhỏ nên thông thường trong các mạch ứng dụng thực tế, chúng ta thường dùng Op-Amp để khuếch đại điện áp ngõ ra này.

d. Cách tính toán giao tiếp

• Thiết kế mạch.
• Cấp nguồn cho cảm biến với điện áp từ 4V đến 30V. Chân GND được nối đất.
• Kết nối chân V_OUT với đầu vào bộ chuyển đổi tương tự sang số hay vi điều khiển.
• Lấy mẫu đọc ADC để xác định điện áp đầu ra V_OUT.
• Chuyển đổi điện áp thành nhiệt độ.

Công thức để chuyển đổi điện áp sang nhiệt độ độ C cho LM35 là: Nhiệt độ đo được (^oC) = Điện áp được đọc bởi bộ ADC/10mV Tôi chia cho 10mV vì độ nhạy của cảm biến LM35 là 10mV. Làm theo các bước và hướng dẫn ở trên, bạn có thể dễ dàng giao tiếp cảm biến LM35 với bất kỳ bộ vi điều khiển nào có chân chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số được tích hợp sẵn. Hầu hết tất cả các bộ vi điều khiển ngày nay đều có bộ ADC tích hợp sẵn.

e. Các dạng ngoài thực tế

Trong cấu hình mạch phía bên trái, cảm biến chỉ có thể đo nhiệt độ dương từ 2^oC đến 150^oC. Theo cấu hình mạch này, chúng ta chỉ cần cấp nguồn cho LM35 và kết nối đầu ra trực tiếp với bộ chuyển đổi tương tự sang số. Trong cấu hình mạch thứ hai, chúng ta có thể đo nhiệt độ toàn dải từ -55^oC đến 150^oC. Cấu hình mạch này hơi phức tạp nhưng mang lại kết quả cao. Trong trường hợp này, chúng ta phải kết nối một điện trở bên ngoài (R1) để chuyển mức điện áp âm lên dương.

Giá trị điện trở bên ngoài có thể được tính toán theo công thức ghi bên dưới cấu hình mạch. Mặc dù cấu hình mạch đầu tiên không cần điện trở ở phía đầu ra nhưng tôi khuyên bạn nên kết nối điện trở 80 kΩ đến 100 kΩ giữa chân V_OUT và chân GND. Khi tôi thực hiện một số thí nghiệm, tôi nhận thấy rằng các số đọc bị dao động và ngõ ra V_OUT có hiện tượng thả nổi. Vì vậy, một điện trở giữa V_OUT và GND sẽ cố định chân V_OUT ở mức thấp và ngăn không cho chân này bị thả nổi.

Các thông số về độ chính xác cho cả hai cấu hình mạch là khác nhau. Mức độ chính xác trung bình là ± 1^oC cho cả hai cấu hình. Nhưng mức độ chính xác giảm đối với khoảng nhiệt độ từ 2^oC đến 25^oC. 

f. Ứng dụng của cảm biến LM35 

Cảm biến nhiệt độ LM35 phù hợp cho các ứng dụng:

• Học tập nghiên cứu
• Đo nhiệt độ của một môi trường cụ thể
• Giám sát nhiệt độ trong hệ thống HVAC
• Kiểm tra nhiệt độ pin

2. Hướng dẫn đồ án Module Sim900A giao tiếp STM32 hiển thị nhiệt độ lm35

Phần này chưa được chia sẻ.

LIÊN HỆ thông tin ở TẠI ĐÂY để được hổ trợ tốt hơn.

Phần cứng module sim

Phần mềm

#include <GPRS_Shield_Arduino.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#include <Wire.h>

#define PIN_TX 8 /* rx of Arduino (connect tx of gprs to this pin) */
#define PIN_RX 7 /* tx of Arduino (connect rx of gprs to this pin) */
#define BAUDRATE 9600
#define PHONE_NUMBER "+84967551477"
#define MESSAGE_LENGTH 160

char message[MESSAGE_LENGTH]; /* buffer for storing message */
char phone[16]; /* buffer for storing phone number */
char datetime[24]; /* buffer for storing phone number */
int8_t messageIndex = 0;

/* Create an object named Sim900_test of the class GPRS */
GPRS Sim900_test(PIN_TX,PIN_RX,BAUDRATE);
const int8_t lm35_pin = A1;
void setup() {
Serial.begin(9600); /* Define baud rate for serial communication */
pinMode(4, OUTPUT);
while(!Sim900_test.init()) /* Sim card and signal check, also check if module connected */
{
delay(1000);
Serial.println("SIM900 initialization error");
}
Serial.println("SIM900 initialization success");
memset(message, 0, 160);
}

void loop() {
int16_t temp_adc_val;
float temp_val;
temp_adc_val = analogRead(lm35_pin); /* Read temperature from LM35 */
temp_val = (temp_adc_val * 4.88);
temp_val = (temp_val/10);
Serial.print("Temperature = ");
Serial.print(temp_val);
Serial.print(" Degree Celsius\n");

if(temp_val>35)
{
Serial.println("Need to cool down");
Serial.println("Calling to inform");
Sim900_test.callUp(PHONE_NUMBER); /* Call */
delay(25000);
Sim900_test.hangup(); /* Hang up the call */
int8_t count = 0;
messageIndex = Sim900_test.isSMSunread(); /* Check if new message available */
while( (messageIndex < 1) && !strstr( message,"Cool down") ) /* No new unread message */
{
if(count == 5)
{
messageIndex = Sim900_test.isSMSunread();
break;
}
count++;
delay(5000);
messageIndex = Sim900_test.isSMSunread();
}
while(messageIndex > 0 ) /* New unread message available */
{
Sim900_test.readSMS(messageIndex, message, MESSAGE_LENGTH, phone, datetime); /* Read message */
if(strstr( message,"Cool down"))
{
Serial.println("Turning fan ON");
digitalWrite(4, HIGH);
memset(message, 0, 160);
}
messageIndex = Sim900_test.isSMSunread();
}
delay(10000);
}
else
{
Serial.println("Everything is fine");
digitalWrite(4, LOW);
}
delay(3000);
}

3. Hoạt động của mạch điều khiển thiết bị bằng nhắn tin, gọi điện Sim900A giao tiếp STM32

Khi cấp điện hệ thống hoạt động, các thiết bị ban đầu tắt, lúc này vi điều khiển chờ khoảng 10 đến 15 giây để module Sim900A khởi động xong. Khi khởi động xong vi điều khiển khởi tạo các tập lệnh AT cho module sim đã được định sẵn trong phần lập trình và gửi tin nhắn cho điện thoại để báo hiệu thành công.

Khi nhấn nút trên hệ thống vi điều khiển đọc tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ, lm35 gửi vào, khi nhận tín hiệu vi điều khiển xử lý và gửi tin nhắn cho điện thoại thông qua module Sim900A thông báo giá trị nhiệt độ, độ ẩm từ xa.

4. Cụ thể hoạt động của mạch điều khiển thiết bị bằng nhắn tin, gọi điện Sim900A giao tiếp STM32

Chúc các bạn thành công…!!!