ماژول الکترونیکی-مخابراتی sim900 در صنعت

ماژول sim900 به شما اجازه می دهد تا ارتباط اطلاعاتی بر روی شبکه GSM داشته باشید و دسترسی کامل به شبکه مخابراتی محلی را برای شما امکان پذیر می کند. به عنوان مثال مودم های سیار که از طریق USB و با استفاده از سیم کارت، قابلیت دسترسی به اینترنت را به شما می دهند دارای توانایی ایجاد ارتباط بر روی شبکه GSM هستند ولی این مودم ها به ایجاد ارتباط اینترنتی محدود هستند. ماژول sim900 نه تنها این قابلیت را دارد بلکه توانایی برقراری ارتباط صوتی و پیامکی را نیز دارا می باشد.

مثال مشابهی برای این ماژول موبایل های ساده امروزی هستند که توانایی ایجاد تماس تلفنی، برقراری ارتباط از طریق پیام کوتاه و رد و بدل کردن اطلاعات را از طریق اینترنت را دارند. حتی با استفاده از این ماژول می توان پروژه ساخت یک موبایل را انجام داد که بسیار ارزان قیمت خواهد شد. ولی این ماژول فراتر از پروژه های ساده دانشجویی است و می تواند در صنعت نقشی کلیدی ایفا کند.

ماژول sim900 می تواند در بسیاری از ابزارآلات صنعتی از خود کارایی نشان دهد. امروزه در بسیاری از دستگاه های موجود در بازار توانایی مشابه آنچه گفته شد مشاهده می شود. به طور مثال در سیستم های آلارم و دزدگیر نصب شده در اماکن می بینیم که توانایی فرستادن پیام خطر به شخص مناسب یا تماس با پلیس محلی در مواقع بحرانی وجود دارد. ماژول sim900 این امکان را برای ما فراهم می کند سیستم های الکترونیکی یا صنعتی خود را کنترل و تحت نظر داشته باشیم.

همان طور که گفته شد ماژول sim900 قابلیت ایجاد ارتباط تلفنی را دارد. می توانیم با استفاده از این ماژول با اشخاص مورد نظر تماس بگیریم، پیام صوتی پخش کنیم یا حتی در صورت تماس شخصی خاص عمل منحصر به فردی را انجام دهیم مانند روشن شدن کولر با استفاده از تماس قبل از رسیدن به محل کار! حتی می توان تماس برقرار شده را پاسخ داد و شروع به مکالمه کرد ولی بغیر از پخش صدای شخص تماس گیرنده در محیطی بزرگ مانند کارخانه کاربرد صنعتی دیگری به ذهن مولف نمی رسد. همچنین این ماژول دفترچه تلفنی دارد و می توان شماره های مختلف را بر روی آن ذخیره کرد.

قابلیت دیگر ماژول الکترونیکی- مخابراتی sim900 ارتباط از طریق پیام کوتاه است. می توان با هرگونه اطلاعات از قبیل وضعیت سیستم، اعلام اخطار و یا ایجاد هرگونه تغییرات در سیستم صنعتی را از طریق پیام کوتاه به شماره تلفن های موردنظر گزارش کرد. از طرفی دیگر دریافت پیام نیز می تواند حالت دستوری به خود بگیرد مثلا می توان با استفاده از پیام کوتاه بتوان دمای محیط یک سیستم جوجه کشی را تغییر داد. در این صورت دستورات بیشتری با قابلیت های متفاوتی را می توان به سیستم از راه دور اعمال کرد.

به جرات می توان گفت قابلیت اتصال به اینترنت بهترین و قوی ترین ابزار این ماژول است. استفاده از اینترنت به پروژه قدرت دسترسی به اطلاعات ذخیره شده روی یک سرور را می دهد. در این صورت می توان حتی بدون اتصال به شبکه GSM یا مخابرات(به عبارت دیگر بدون در اختیار داشتن تلفن همراه یا ثابت) دستورات را سیستم ابلاغ کرد. در سوی دیگر می توان اطلاعات روی یک سرور را از طریق اتصال اینترنت آپدیت کرد و اطلاعات یا گزارشی لحظه ای از عملکرد سیستم صنعتی در فضای مجازی قرار داد. در این صورت می توان پنلی بر روی یک سرور اینترنتی طراحی کرد و خیلی آسان و قابل اطمینان یک صنعت اتوماسیون شده یا حتی یک خانه هوشمند را از راه دور کنترل کرد.

از دیگر قابلیت های این ماژول می توان به ایجاد دسترسی به اینترنت برای یک شبکه محلی، پیدا کردن موقعیت حدودی از طریق تشخیص اسم BTS مورد استفاده برای شبکه GSM و جاسوسی در دستگاه های دیگران نیز اشاره کرد.

در ادامه به آموزش مختصری از دستورات مورد استفاده در این ماژول ها می پردازیم.

بعد از راه اندازی و روشن کردن sim900 ما آزادیم تا هر دستوری را به ماژول منتقل کنیم. بعضی از دستور های ابتدایی برای کارهای ساده در sim900 به شرح زیر است.

  1. بررسی اتصال درست سیم کارت به ماژول

AT+CPIN?

در صورت مشکل نداشتن ماژول در ارتباط با سیم کارت پیغام زیر را بر می گرداند:

+CPIN: READY
OK

برای راحت تر فهمیدن می توان از پیغام هایی که از طریق پورت سریال ماژول می فرستیم را با رنگ آبی و جواب های ماژول را با رنگ سبز نشان می دهیم.

  1. بررسی قدرت سیگنال سیم کارت:

AT+CSQ
+CSQ: 10,0
OK

قدرت سیگنال برگشتی در این مثال 10 نشان داده شده است. در بهترین حالت قدرت سیگنال این عدد به 31 می رسد.

  1. ایجاد تماس با شماره تلفن 1234567890

ATD+1234567890;

OK

  1. خواندن پیام کوتاه:

AT+CMGR=1

ماژول در این حالت پیام کوتاه رسیده در موقعیت اول حافظه خود را می خواند و به صورت زیر بر می گرداند:

+CMGR: “REC READ”,”+12345678901″,,”07/02/18,00:12:05+32″
Hello, welcome.

OK

  1. تنظیم زبان مورد استفاده در پیام های کوتاه با استفاده از دستورات زیر:

AT+CSCS=”GSM”

برای زبان انگلیسی و

AT+CSCS=”UCS2”

برای زبان های غیر انگلیسی مانند فارسی

  1. برای وصل یا قطع شدن از اینترنت:

AT+CGATT=1
OK

گوشی به شبکه GPRS وصل می شود و آماده برقراری ارتباط می شود.

 

 

تاریخچه

در سال 2006 ایده اولیه بردهای رسپری پای برپایه میکروکنترلر Atmel ATmega644 بوجود آمد و ساخته شد. شماتیک و طرح PCB این بردها بصورت همگانی قابل دسترس بود. موسسه trustee Eben Upton گروهی از معلمان، دانشگاهیان و علاقه مندان به کامپیوتر را دورهم جمع کرد تا بردی طراحی کنند که برای نوجوانان الهام بخش ایده های نو در کامپیوتر باشد. کامپیوترهای امروزی توسط شرکت BBC Micro در سال 1981  توسعه داده شده اند. مدلهای A و B و مدل B+ بردهای رسپری پای بر اساس مدل های اولیه کاپیوترهای آموزشی این شرکت نام گذاری شدند. هدف این موسسه ساخت دو مدل ابتدایی بود که با قیمت های 25 و 35 دلار قابل دسترس باشند. این بردها به صورت مدل A با قیمت ارزان تر و مدل B با قیمت گران تر روانه بازار شدند. بعدها مدل A+ با قیمتی کمتر از مدل A (20 دلار) روانه بازار شد. ارزان ترین مدل رسپری پای تاکنون مدل صفر رسپری پای هست که روانه بازار شده است.

کلیدواژه: رسپری پای، ایده اولیه، الهام بخش، مدل A، مدل B، trustee Eben Upton، Atmel ATmega644

رزبری 1

مقدمه

در اوایل سال 2012 رسپری پای با ارائه بردهایی در سایز کارت های اعتباری با قابلیت نسب ویندوز لینوکس، توجه بازار الکترونیک را به خود جلب کرد. شبی که این بردها برای پیش سفارش بر روی سایت های رسمی توزیع این شرکت قرار گرفت، به دلیل هجوم مردم برای خرید این بردها، به سختی می شد تا سایت های فروش را باز کرد. امروزه دسترسی به این بردها بسیار راحت تر و سریع تر شده است. در ادامه قصد داریم تا توضیح ساده ای از برد های رسپری پای ارائه دهیم.

کلیدواژه: رسپری پای، الکترونیک، ویندوز لینوکس

رسپری پای

در ابتدای فروش بردهای رسپری پای بدون پشتیبانی نرم افزاری قوی عرضه شد و امید بر آن بود تا از طرف جامعه کاربران حمایت شود و گسترش پیدا کند. هرچند در شب فروش آن تمام سایت های فروش بدلیل تقاضای بالا هنگ کرده بودند. اگر شما یکی از اولین کسانی بودید که این بردها به دستتان می رسید، احتمالا یا از آنچه می دیدید شگفت زده می شدید یا کاملا از راه اندازی برد خود نا امید می شدید.

اگر از خرید بردهای رسپری پای ناامید شوید حتما به خاطر این است که برای مصرف اشتباهی آن را خریده اید. اگر بخواهیم روراست باشیم، برد رسپری پای یک وسیله آموزشی است و برای سرگرمی و رشد استعدادهای برنامه نویسی جوانان به کار می رود. این بردها برای جایگزینی دستگاه های قدرتمندتر تحت سیستم عامل لینوکس گزینه مناسبی نیست.

قطعات ساده ای مثل رم 256 مگابایتی و پردازنده 700 مگاهرتز آرم-11 برای شروع کار این شرکت، بردهای رسپری پای را تبدیل به بردهای متعادل و ارزان در سطح خود کرد. به خاطر داشته باشیم که هدف اصلی این بردها راه اندازی یک کامپیوتر ارزان قیمت با سطح عملکرد بنیادی است تا مقاصدی آموزشی را پایه گذاری کند. مدل بی بردهای اولیه از دو درگاه خروجی USB، یک خروجی HDMI و یک درگاه اترنت پشتیبانی می کرد. برای نیازهای شنیداری نیز یک جک 3.5 میلیمتری در این بردها تعبیه شده بود. همچنین خروجی HDMI نیز از انتقال صدا پشتیبانی می کرد. واحد گرافیکی بردهای رسپری پای از یک گیگا پیکسل بر ثانیه( 1.5 گیگا تکسل بر ثانیه و 24 گیگا فلاپ) پشتیبانی می کرد، که برای مقاصد عمومی کافی است و با OpenGL2.0 نیز سازگاری دارد. به عبارت ساده تر این بردها توان گرافیکی معادل با ایکس باکس سال 2001 دارند.

کلیدواژه: رسپری پای، آموزش، خرید، کامپیوتر، لینوکس، USB، HDMI، پردازنده، گرافیک

شروع رسپری پای

رسپری پای رده ای از کامپیوترهای تک بردی در سایز کارت های اعتباری است که در کشور انگلستان توسط بنیاد رسپری پای برای ارتقاع کیفیت آموزش علوم پایه کامپیوتر در مدارس و کشورهای درحال رشد، توسعه داده شده است. رسپری پای اولیه و رسپری پای 2 در چندین برد با تنظیمات مختلف توسط شرکت های توزیع قطعات الکترونیکی Farnell و RS Components قابل دسترس است. سخت افزار این بردها بصورت خام در جاهای دیگر نیز پیدا می شود ولی نرم افزار استفاده شده در این بردها اختصاصی و متعلق به شرکت سازنده است.

نسل های مختلفی از برد های رسپری پای تاکنون به مرحله تولید رسیده است. نسل اول این بردها (رسپری پای 1) در سال 2012 در مدل های A و B تولید شد. یک سال بعد از مدل های A+ و B+ نیز رونمایی شد. رسپری پای 2 مدل B در فوریه سال 2015 و رسپری پای 3 مدل B نیز در فوریه سال 2016 به بازار عرضه شد. ماژول برای محاسبات توسط همین شرکت در سال 2014 رونمایی شد. رسپری پای صفر با اندازه ای کوچک تر و تعداد کمتری پورت ورودی-خروجی در نوامبر سال 2015 روانه بازار شد.

تمامی مدل های ارائه شده توسط این شرکت یک چیپ SoC ساخت شرکت Broadcom دارند. که شامل یک پردازنده سازگار با تکنولوژی ARM و یک واحد گرافیکی است. رنج سرعت پردازنده از 700MHz تا 1.2GHz برای رسپری پای 3 و حافظه داخلی در بازه 256MB تا 1GB است. برای ذخیره سازی سیستم عامل از کارت های حافظه SD استفاده می شود. اغلب بردها بین 1 تا 4 اسلات برای درگاه USB و HDMI را دارا می باشند. همچنین یک جک 3.5 میلی متری برای صدا در این بردها وجود دارد. خروجی های ساده تری برای این بردها در نظر گرفته شده که از پروتکل های متداولی مانند I2C پشتیبانی می کنند. مدل B این بردها یک درگاه اترنت 8P8C برای اتصال به شبکه نیز دارد. همچنین رسپری پای 3 وای فای و بلوتوث را نیز برروی خود دارا می باشد.

این شرکت یک سیستم عامل به نام رسپین (Raspbian) را که ویندوز لینوکسی سازگار با بردهای رسپری پای است را برای دانلود در دسترس عموم قرار داده است. همچنین مایکروسافت نسخه ای از ویندوز 10 خود را سازگار با بردهای رسپری پای برای دانلود در دسترس عموم قرار داده است. برنامه نویسی پایه این بردها Python و Scratch است که خیلی از زبان های برنامه نویسی سطح بالاتر را پشتیبانی می کنند.

کلیدواژه: رسپری پای، آموزش، تولید، مدل A، مدل B، Broadcom، SoC، Farnell، RS Components، رسپین، Raspbian، Python، برنامه نویسی، وای فای، بلوتوث،

سخت افزار

بردهای رسپری پای در ورژن های مختلف دچار تحول شده اند. جزئیاتی مانند ظرفیت حافظه و پشتیبانی از قطعات جانبی مختلف در این سیر تحول فرق کرده است ولی ساختار کلی این بردها ثابت مانده است. بلوک دیاگرام زیر نشان دهنده ساختار مدل های A، B، A+ و B+ است. در مدل های A، A+ و رسپری پای صفر درگاه اترنت وجود ندارد و درگاه USB مستقیماً به چیپ SoC وصل شده است. در مدل B+ چیپ تقسیم کننده USB و Ethernet شامل 5 خروجی می باشد که به 4 درگاه USB و 1 درگاه اترنت ختم می شود در حالی که در مدل B فقط دو درگاه USB در دسترس است.

 

بلوک دیاگرام سخت افزاری برد های رسپری پای

بلوک دیاگرام سخت افزاری برد های رسپری پای

SoC استفاده شده در نسل اول بردهای رسپری پای تقریبا معادل چیپ های استفاده شده در گوشی های هوشمند (مانند iPhone) هستند. مدل این چیپ ها BCM2835 از شرکت Broadcom است، که شامل یک پردازنده 700 مگاهرتز ARM1176JFZ-S، هسته گرافیکی و رم می شود. در بردهای رسپری پای 2 از چیپ های BCM2836 با پردازنده چهار هسته ای 900 مگا هرتز 32 بیتی ARM Cortex-A7 استفاده می شود. در بردهای رسپری پای 3 نیز از چیپ های BCM2837 با پردازنده چهار هسته ای 1.2 گیگا هرتز 64 بیتی ARM Cortex-A53 استفاده می شود.

کلیدواژه: رسپری پای، حافظه، USB، Ethernet، Broadcom، ARM، Cortex،