====== Arduino MKR GSM 1400: распиновка, схема подключения и программирование ======
[[amp>product/arduino-mkr-gsm-1400?utm_source=man&utm_campaign=arduino-mkr-gsm-1400&utm_medium=wiki|Arduino MKR GSM 1400]] — платформа для создания проектов с использованием мобильной связи. 

{{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:arduino-mkr-gsm-1400.1.jpg?nolink |}}

Плата может включать исполняющие модули по входящему звонку, опрашивать и передавать данные с датчиков по SMS, а также выходить в интернет по GPRS/HSPA соединению.

===== Подключение и настройка =====

<WRAP center round important 85%>
В ходе работы сотового передатчика, ток потребления платформы может подняться выше 500 мА, поэтому при питании от обычного USB-порта компьютера, плате необходим дополнительный источник напряжения: Li-Ion аккумулятор или внешнее питание через разъём Vin.
</WRAP>

==== Шаг 1 ====
[[articles:arduino-ide-install|Скачайте и установите]] на компьютер интегрированную среду разработки Arduino IDE.

==== Шаг 2 ====

По умолчанию среда Arduino IDE настроена только на AVR-платы. Для работы с платформой Arduino MKR GSM 1400 — [[:articles:arduino-boards-manager#добавление_плат_с_ядром_cortex-m0|добавьте в менеджере плат поддержку платформ на ядре ARM Cortex-M0+]].

<WRAP center round help 60%>
[[установка-и-настройка-arduino-ide:arduino-m0-restore|У меня не появляются новые устройства при подключении Arduino MKR GSM 1400.]]
</WRAP>

==== Шаг 3 ====
Установите SIM-карту формата Micro-SIM в слот на обратной стороне Arduino GSM 1400.

===== Примеры работы =====
  * [[:projects:scheduler-multiple-blinks|Многозадачность на Arduino]]
  * [[:projects:play-music-dac|Воспроизведение музыки через ЦАП]]
  * [[:projects:play-music-i2s|Аудио плеер на через интерфейс I²S]]





===== Элементы платы =====

[[this>_media/products:arduino-mkr-gsm-1400:arduino-mkr-gsm-1400_annotation.pdf|{{:products:arduino-mkr-gsm-1400:arduino-mkr-gsm-1400_annotation-preview.png}}]]


==== Микроконтроллер ATSAMD21G18 ====
Мозгом платформы Arduino MKR GSM 1400 является 32-разрядный микроконтроллер фирмы Microchip (Atmel) — {{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:atsamd21g18_datasheet.pdf |ATSAMD21G18}} с вычислительном ядром ARM Cortex® M0.
Контроллер работает на тактовой частоте 48 МГц, а также предоставляет 256 КБ Flash-памяти для хранения прошивки и 32 КБ SRAM-памяти для работы с переменными в программе.
==== Беспроводной модуль SARA-U201 ====

Модуль U-blox SARA-U201 обеспечивает сотовую связь 3G/2G с поддержкой UMTS/HSPA и GSM/GPRS. Поддержка стандарта 3G обеспечивает входящую скорость передачи данных до 7,2 Мбит/с и исходящую до 5,76 Мбит/с. Для пользования сотовой связью вам понадобится SIM-карта формата Micro-SIM, которая устанавливается с обратной стороны платформы.

==== Разъём подключения GSM-антенны ====

В зоне слабого приёма воспользуйтесь дополнительной антенной усиления GSM-сигнала, которая подключается через разъём U.FL.
==== Крипто-чип =====

==== Разъём micro-USB ====
Разъём micro-USB предназначен для прошивки и питания платформы Arduino с помощью компьютера.



==== Светодиодная индикация ====
^  Имя светодиода  ^  Назначение  ^
|  ON  |Индикатор питания платформы.| 
|  CHRG  |Индикатор зарядки внешнего аккумулятора.|
|  L  | Пользовательский светодиод на ''6'' пине микроконтроллера, в отличии от ''13'' пина на других платформах Arduino. Используйте определение ''LED_BUILTIN'' для работы со светодиодом. При задании значения ''HIGH'' светодиод включается, при ''LOW'' – выключается.|
==== Разъём подключения аккумулятора ====
На плате расположен {{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:jst-ph-connector.pdf |JST PH-разъём (2 pin)}} для подключения внешних Li-Pol и Li-Ion аккумуляторов.
{{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:jst-ph-connector.png?nolink |}}

При одновременном питании платформы от USB и аккумулятора:
  * батарея заряжается через контролер заряда {{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:bq24195l_datasheet.pdf |BQ24195L}} до 4,2 вольта.
  * светодиод ''ON'' горит об индикации питания
  * светодиод ''CHRG'' горит об индикации заряда батареи

При питании платформы только от аккумулятора:
  * батарея не заряжается
  * светодиод ''ON'' горит об индикации питания

==== Разъём I²C интерфейса ====
На платформе предусмотрен {{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:jst-sh-connector.pdf |JST SH-разъём (5 pin)}} для подключения дополнительных модулей по интерфейсу «I²C». Коннектор включает в себя:
  * пины питания — ''5V'' и ''GND''
  * пины шины I²C — ''SDA'' и ''SCL''
  * дополнительный цифровой пин ''7''

{{ :products:arduino-mkr-vidor-4000:jst-sh-connector.png?nolink |}}
==== Регулятор напряжения ====
Линейный понижающий регулятор напряжение {{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:ap7215-33_datasheet.pdf |AP7215-33}} с выходом 3,3 вольта обеспечивает питание микроконтроллера. Максимальный выходной ток составляет 600 мА.


==== Кнопка RESET ====
Служит для сброса микроконтроллера. Это аналог кнопки ''RESET'' обычного компьютера.

===== Распиновка =====

==== Пины питания ====
  * **VIN:** Пин для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 5 до 6 вольт.
  * **5V:** На вывод поступает напряжение 5 В при подключении платы через USB. При питании платформы через пин ''VIN'' или разъём для внешнего аккумулятора — на пине может быть напряжение в диапазоне от нуля до входного.
  * **VCC:** Пин от стабилизатора напряжения с выходом 3,3 вольта и максимальных током 600 мА. Регулятор обеспечивает питание микроконтроллера {{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:atsamd21g18_datasheet.pdf |ATSAMD21G18}}. В любом варианте питания платформы на пине будет присутствовать 3,3 вольта.
  * **GND:** Выводы земли.
  * **AREF:** Пин для подключения внешнего опорного напряжения АЦП относительно которого происходят аналоговые измерения при использовании функции [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/analog-io/analogreference/|analogReference()]] с параметром «EXTERNAL».
==== Порты ввода/вывода ====
<WRAP center round important 90%>
В отличие от большинства плат Arduino, родным напряжением Arduino MKR GSM 1400 является 3,3 В, а не 5 В. Выходы для логической единицы выдают 3,3 В, а в режиме входа ожидают принимать не более 3,3 В. Более высокое напряжение может повредить микроконтроллер! 

Будьте внимательны при подключении периферии: убедитесь, что она может корректно функционировать в этом диапазоне напряжений.
</WRAP>

  * **Цифровые входы/выходы:** 22 пина; ''0''–''14'' и ''A0''–''A6''\\ Логический уровень единицы — 3,3 В, нуля — 0 В. Максимальный ток выхода — 7 мА. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.
  * **ШИМ:** 12 пинов; ''0''–''8'', ''10'', ''A3'' и ''A4''\\ Позволяет выводить аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала. По умолчанию разрядность «ШИМ» установлена в 8 бит. Изменить разрядность «ШИМ» можно с помощью функции [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/zero-due-mkr-family/analogwriteresolution/|analogWriteResolution()]].
  * **АЦП:** 7 пинов; ''A0''–''A6''\\ Позволяет представить аналоговое напряжение в виде цифровом виде. По умолчанию разрядность «АЦП» установлена в 10 бит. Изменить разрядность «АЦП» можно с помощью функции [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/zero-due-mkr-family/analogreadresolution/|analogReadResolution()]]. Диапазон входного напряжения от 0 до 3,3 В. При подаче большего напряжения микроконтроллер может выйти из строя.
  * **ЦАП:** пин ''DAC/A0''\\ Аналоговый выход цифро-аналогового преобразователя, который позволяет формировать 10-битные уровни напряжения. Вывод может использоваться для [[https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SimpleAudioPlayer|создания аудио-выхода]] — для этого используйте библиотеку [[https://www.arduino.cc/en/Reference/AudioZero|AudioZero]]. 
  * **TWI/I²C:** пины ''(11)SDA'' и ''(12)SCL''\\ Для общения с периферией по интерфейсу «I²C». Для работы используйте библиотеку [[https://www.arduino.cc/en/Reference/Wire|Wire]].
  * **SPI:** пины ''8(MOSI)'', ''10(MISO)'' и ''9(SCK)''\\ Для общения с периферией по интерфейсу «SPI». Для работы — используйте библиотеку [[https://www.arduino.cc/en/Reference/Spi|SPI]].
  * **UART/Serial:**
    * **Serial:** пины ''D+'' и ''D−''
    * **Serial1:** пины ''12(RX)'' и ''11(TX)'' \\ Используется для коммуникации платы Arduino с компьютером или другими устройствами по последовательному интерфейсу. Выводы шины ''Serial'' соединены с соответствующими контактами USB-порта для прошивки и мониторинга микроконтроллера. Для коммуникации платы Arduino с другими платами и модулями воспользуйтесь шиной ''Serial1''. Для работы с последовательным интерфейсом — используйте методы библиотеки [[https://www.arduino.cc/en/Reference/Serial|Serial]].

  * **I²S:** пины ''2(SCK/BCLK)'', ''3(WS/LRCLK/FS)'' и ''A6(SD/SDATA/SDIN/SDOUT)''\\ Используется для передачи и приёма цифрового звука с другими аудио устройствами. Для работы используйте библиотеки [[https://www.arduino.cc/en/Reference/I2S|I²S]] и [[https://www.arduino.cc/en/Reference/ArduinoSound|Arduino Sound]]
===== Принципиальная и монтажная схема =====

[[this>_media/products:arduino-mkr-gsm-1400:arduino-mkr-gsm-1400_schematic.pdf|{{:products:arduino-mkr-gsm-1400:arduino-mkr-gsm-1400_schematic-preview.png?direct&340 }}]]

[[this>_media/products:arduino-mkr-gsm-1400:arduino-mkr-gsm-1400_layout-top.pdf|{{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:arduino-mkr-gsm-1400_layout-top-preview.png?direct&300}}]]

[[this>_media/products:arduino-mkr-gsm-1400:arduino-mkr-gsm-1400_layout-bottom.pdf|{{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:arduino-mkr-gsm-1400_layout-bottom-preview.png?direct&300}}]]

<WRAP clear></WRAP>




===== Габаритный чертёж =====
[[this>_media/products:arduino-mkr-gsm-1400:arduino-mkr-gsm-1400_design.pdf|{{:products:arduino-mkr-gsm-1400:arduino-mkr-gsm-1400_design-preview.png}}]]

===== Характеристики =====
==== Общие ====
  * Чипы: ATSAMD21G18 и U-blox SARA-U201
  * Пинов ввода-вывода всего: 22
  * Напряжение логических уровней: 3,3 В
  * Максимальный ток с пина или на пин: 7 мА
  * Максимальный выходной ток пина 3V3: 600 мА
  * Входное напряжение через пин Vin: 5–6 В
  * Входное напряжение через разъём для аккумулятора: 3,7–4,2 В
  * Габариты: 68×25 мм


==== Микроконтроллер ====
  * Чип: ATSAMD21G18
  * Ядро: 32-битный ARM Cortex M0+
  * Тактовая частота: 48 МГц
  * Flash-память: 256 КБ
  * SRAM-память: 32 КБ
  * Контактов с АЦП: 7
  * Разрядность АЦП: 8/10/12 бит (по умолчанию 10 бит)
  * Контактов с ЦАП: 1
  * Разрядность ЦАП: 10 бит
  * Контактов с ШИМ: 12
  * Разрядность ШИМ: 8/10/12 бит (по умолчанию 8 бит)
  * Пинов с прерываниями: 12
  * Аппаратных интерфейсов SPI: 1
  * Аппаратных интерфейсов I²C / TWI: 1
  * Аппаратных интерфейсов UART / Serial: 1


==== Модуль сотовой связи U-blox SARA-U201 ====
  * Размер SIM-карты: Micro-SIM
  * Стандарты связи: 3G UMTS/HSPA и 2G GSM/GPRS
  * Несущие частоты: 850/900/1800/1900/2100 МГц
  * Максимальная входящая скорость: 7,2 Мбит/с
  * Максимальная исходящая скорость: 5,76 Мбит/с

===== Ресурсы =====
  * [[amp>product/arduino-mkr-gsm-1400?utm_source=man&utm_campaign=arduino-mkr-gsm-1400&utm_medium=wiki|Arduino MKR GSM 1400]] в магазине.
  * [[https://github.com/amperka/hardware-drawings/blob/master/arduino-mkr-gsm-1400.svg|Векторное изображение Arduino MKR GSM 1400]]
  * {{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:atsamd21g18_datasheet.pdf |Datasheet на микроконтроллер ATSAMD21G18}}
  * {{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:sara-u2_datasheet.pdf |Datasheet на беспроводной модуль U-blox SARA-U201}}
  * {{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:sara-u2_at-commands-manual.pdf |Мануал по AT-командам на U-blox SARA-U201}}
  * {{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:atecc508a_datasheet.pdf |Datasheet на крипто-чип ATECC508A}}
  * {{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:ap7215-33_datasheet.pdf |Datasheet на понижающий регулятор напряжения AP7215-33 с выходом 3,3 вольта}}
  * {{ :products:arduino-mkr-gsm-1400:bq24195l_datasheet.pdf |Datasheet на контроллер BQ24195L заряда Li-Pol и Li-Ion аккумуляторов}}