Más material para IoT: El FONA 808 de Adafruit

En esta ocasión estaremos evaluando el FONA 808 de Adafruit; un dispositivo verdaderamente completo para realizar comunicaciones en redes 3G, GSM, GPRS que además trae radio FM y Receptor GPS. Todo por menos de $55.

Dentro de las principales aplicaciones para este dispositivo tenemos la implementación de sistemas de seguimiento de vehículos por GPS con información enviada por internet (monitoreo de flotillas o sistemas para recuperación de vehículo robado) y la creación de tu propio celular.

La lista completa de especificaciones e instrucciones se puede encontrar acá: https://www.adafruit.com/product/2542

Dentro de lo que más nos llamó la atención podemos destacar:

• GSM de cuatro bandas 850/900/1800/1900MHz para conectarse con prácticamente cuaquier proveedor de red GSM (el ICE por ejemplo)
• Receptor GPS completamente integrado que puede ser controlado y leido a través de un único puerto serial (Chipset MT3337 con una sensibilidad de seguimiento de -165 dBm)
• Capacidad de realizar llamadas de voz usando un manos-libres o un parlante de 32Ω  con micrófono electret
• Capacidad de envío y recepción de mensajería SMS
• Envío y recepción de datos GPRS (TCP/IP, HTTP, etc) (ESTA ES LA PARTE IOT!)
• Control de motor de vibración / buzzer PWM
• Interfaz de comandos «AT» con detección automática de bandasy comandos AT para los módulos GPRS y GPS también. (ver manual de referencia acá para SIM808 y acá para el GPS)
• Biblioteca para ARDUINO IDE bastante estable y completa (Arduino FONA Library by Adafruit Version 1.3.2) con ejemplos de las diferentes funciones del dispositivo. Puede obtenerse directamente desde el administrador de librerías de ARDUINO IDE o desde github

Referencias

Este tutorial está basado en el tutorial de Adafruit publicado aca: https://learn.adafruit.com/adafruit-fona-808-cellular-plus-gps-breakout

Aviso de Responsabilidad Limitada

(!) Antes de seguir estas instrucciones asegúrese de entender las Condiciones de Uso de nuestro sitio.

Experimento Básico

Este experiento toma menos de una hora si ya tienes todos los materiales a mano. Consiste en instalar la biblioteca ARDUINO FONA en el ARDUINO IDE 1.6.8 y ejecutar algunas pruebas con el sketch de ejemplo llamado «FONATest»

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MATERIALES: ($120)

• 1x ARDUINO UNO ($25)
• 1x Adafruit FONA808 ($55)
• 1x Cable USB para programar el ARDUINO ($9)
• 1x Batería LIPO standard de 3.7V con conector JST ($19)
• 1x Antena Pasiva de GPS ($6)
• 1x Antena GPRS ($4)
• 1x Tarjeta SIM 3g/GSM (~$2)
• 1x Computador con puertos USB disponible y sistema operativo Windows (puede ser LINUX o OSX, pero este procedimiento lo realizamos con Windows 8.1)

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RESUMEN

• PASO 1: Conecte los componentes e instale una tarjeta SIM (en nuestro caso usamos una tarjeta SIM del proveedor Kolbi del I.C.E. de Costa Rica, de un servicio MIFI que habíamos contratado de previo)
• PASO 2: Instale la biblioteca Arduino FONA Library by Adafruit Version 1.3.2 usando la opción de menú «Manage Libraries» (Menu>Sketch>Include Library>Manage Libraries)
• PASO 3: Modifique la biblioteca para reemplazar el APN de FONAnet al APN de su proveedor de red (kolbi3g en nuestro caso)
• PASO 4: Abra el ejemplo «FONA Test»
  Menu>File>Exampels>Adafruit FONA Library>FONAtest
• PASO 5: Ejecute pruebas:
  1. Encender GPS
  2. Leer Ubicación GPS
  3. Encender GPRS
  4. Leer Ubicación GPRS

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PASOS Detallados:

PASO 1 – Conexiones Eléctricas

Aparte de conectar la batería y las antenas, el FONA808 trae una hilera de pines para ser soldados.

Los pines se describen (en inglés) con mayor detalle en este enlace: https://learn.adafruit.com/adafruit-fona-808-cellular-plus-gps-breakout/pinouts

En este otro enlace también se ilustra el procedimiento para soldar los pines y para insertar la tarjeta SIM. (!) Es importante destacar que el pin VIO y el pin KEY son sumamente importantes para poder encender el FONA 808. El pin VIO determina el voltaje de referencia de las entradas y salidas. Para un ARDUINO UNO debe ser 5V, pero hay otros controladores que funcionan con 3.3V. El pin KEY se pone a tierra (GND) para que el dispositivo permanezca encendido. Se puede dejar suelto, pero habría que presionar el botón KEY del dispositivo para encenderlo.

Edición 2017-03-02: Es indispensable contar con la batería LIPO 3.3V. Sin esta batería el módulo no funciona.

También, aquí se detalla en inglés el procedimiento para conectar el dispositivo a una tarjeta ARDUINO. Estas conexiones se listan seguidamente:

• FONA VIO ==> ARDUINO 5V      (Rojo)

• FONA GND ==> ARDUINO GND     (Negro)

• FONA KEY ==> ARDUINO GND     (Café)

• FONA RX  ==> ARDUINO 2 (TX)  (Amarillo)

• FONA TX  ==> ARDUINO 3 (RX)  (Naranja)

• FONA RTS ==> ARDUINO 4 (D4) (Verde) (*) No confunfir el pin RTS del FONA 808 con el RST. RTS se encuentra justo entre KEY y TX

PASO 2 – Instale la biblioteca «Arduino FONA Library by Adafruit Version 1.3.2»

Usando la opción de Menú «Manage Libraries» (Menu>Sketch>Include Library>Manage Libraries) Busque e instale la biblioteca «Arduino FONA Library by Adafruit Version 1.3.2»

     

PASO 3 – Modifique la biblioteca para usar el APN adecuado

Aparentemente por error, la librería trae «hard-coded» el nombre del Access Point Name (APN) para la red GPRS apuntando a «FONAnet» esto hace que las pruebas para la red GPRS no funcionen. Para solventar este problema, consiga el APN de su proveedor de red (en mi caso kolbi3g es el que usamos para la red celular del ICE)

• Abra el archivo de la librería Adafruit_FONA.cpp ubicado normalmente en la siguiente carpeta de su sistema Windows:
  C:\Users\usuario\Documents\Arduino\libraries\Adafruit_FONA_Library/
• (!) Para habilitar el GPRS: modifique la línea apn = F("FONAnet"); (línea 28) con la línea  apn = F("kolbi3g");

PASO 4 – Use el programa (sketch) de ejemplo FONA TEST

Abra el programa de ejemplo FONAtest desde el menú (Menu>File>Exampels>Adafruit FONA Library>FONAtest) y súbalo a su ARDUINO UNO.

Una vez que haya terminado de subir el programa, abra el monitor de puerto serial [SHIFT] + [CTRL] + [M]

Asegúrese de que la configuración de velocidad e interpretación del Monitor Serial sean las adecuadas.

PASO 5 – Pruebas Específicas

El monitor de puerto serial mostrará un Menú y recibirá comandos desde la caja de texto que se encuentra en la parte superior de la pantalla.

Digite «?» y [ENTER] para mostrar el menú de opciones. El menú disponible varia para las diferentes versiones del dispositivo. En nuestro caso tenemos el FONA 808 V2.

Digite «O» y [ENTER] para encender el GPS

Digite «L» y [ENTER] para leer la posición del GPS. Nótese que el formato consiste en una serie de valores separados por comas. El 2do valor es un 0 (cero) cuando el dispositivo aun no se ha conectado a suficientes satélites para identificar su ubicación global, y 1 (uno) cuando si está conectado.

Digite «o» y [ENTER] para apagar el GPS.

Digite «G» y [ENTER] para activar el sistema GPRS. Esto permite la comunicación por internet y el sistema de posicionamiento basado en antenas de la red celular.

Digite «l» y [ENTER] para consultar la ubicación de acuerdo con el sistema GPRS. Es un sistema alternativo al GPS, muchas veces de menor precisión pero de más fácil «adquisición».

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