Nowoczesne moduły GSM integrują większość technologii sieci komórkowej. Oprócz podstawowych połączeń głosowych (obecnie rzadko używanych poza telefonami), moduły obsługują SMS, GPRS, EDGE, 3G/UMTS, 4G/LTE oraz coraz popularniejsze NB-IoT i CAT-M (niskomocowe IoT). Dzięki temu hobbysta może: wysłać krótką wiadomość SMS, odebrać komendę tekstową, nawiązać niskoprogowe połączenie internetowe (HTTP, MQTT), a nawet pobrać niewielkie pliki (FTP) przez sieć komórkową. We wszystkich modułach komunikacja odbywa się przez zestaw prostych komend AT – prosty protokół tekstowy umożliwiający sterowanie modemem (dostępny w niemal każdym module GSM)​. Przykładowo komenda AT+CMGS wysyła SMS-a, a AT+HTTPGET pobiera stronę internetową. Najważniejsze cechy techniczne:

• Protokoły i usługi: połączenia głosowe, SMS (CMT), przesył danych (CSD), GPRS (pakiety), 3G/4G i IoT (NB-IoT).

• Sygnał i antena: moduł zwykle ma wyprowadzenie antenowe (helikalną lub ceramiczną antenę). Dobre połączenie wymaga odpowiedniego zasięgu sieci GSM.

• Zasilanie: modemy GSM pobierają prąd impulsowo (napięcie 5V/3.7V). Należy zapewnić zdolność prądową min. 2A, zwłaszcza przy transmisji danych.

• Interfejs: najczęściej UART (TX/RX) – moduł zachowuje się jak modem RS-232. Połączenie z mikrokontrolerem (Arduino, ESP32) jest bezpośrednie.

• Złącza: wiele modułów to standardowe płytki z wejściami na kartę SIM, diodami stanu, wlutowaną anteną. Dostępne są też nakładki (Shields/Hats) dla Arduino/RPi zawierające modem na płytce.

Rodzaje i formy modułów GSM

• Moduły SMD/układy scalone: np. Fibcom G510 Q50 – sam układ GSM (SMD) do wlutowania. Umożliwia budowę własnych urządzeń bez dodatkowych komponentów poza filtrem i anteną​.

• Moduły PCB: gotowe płytki (np. SIM800L, SIM900, Quectel M66) z wyprowadzeniami łącza (goldpin), anteną i gniazdem SIM. Niewielkie, często wlutowywane na płytkę.

• Płytki z mikrokontrolerem: rozwiązania „all-in-one” jak LilyGO TTGO T-Call (ESP32+SIM800L), LilyGO T-SIM7000E (ESP32 + modem LTE Cat-1 + GPS) – mają wbudowany ESP32 i modem w jednej płytce, co upraszcza integrację.

• Nakładki (Shield, Hat): dedykowane płytki dla Arduino Uno czy Raspberry Pi. Na przykładowym DFRobot GSM Shield mieści się moduł GSM (LTE/3G/GPRS) oraz anteny, a płytka montowana jest na Arduino.

• Zestawy specjalistyczne: modemy z portami USB (dongle) do Raspberry Pi, moduły do wtyku PCIe (np. SIM7600E PCIe) do zastosowań przemysłowych.

Zastosowania modułów GSM

• Zdalne sterowanie: wysyłanie SMS sterującego np. centralą alarmową, rolkami lub urządzeniami IoT. Przydatne tam, gdzie nie ma Wi-Fi, ale jest zasięg GSM.

• Monitoring i telemetryka: czujniki terenu (pogodowe, wody) z GSM mogą wysyłać dane do serwera lub powiadomienia SMS przy przekroczeniu progów.

• Systemy bezpieczeństwa: w alarmach domowych moduły GSM wysyłają SMS o włamaniu lub awarii, gdy zabraknie internetu.

• Automatyka pojazdowa: trackery GPS+GSM w pojazdach do lokalizacji i komunikacji.

• Eksperymenty edukacyjne: np. wysyłanie danych z Arduino na telefon komórkowy bez pośrednictwa internetu.

Przykłady produktów

• LilyGO T-SIM7000E (ESP32 + LTE Cat-1 + GPS): płytka rozwojowa łącząca mikrokontroler ESP32 z modułem 4G (SIM7000E) i GPS. Umożliwia jednoczesne użycie sieci komórkowej i odbioru satelitarnego (LTE, NB-IoT, GNSS).

• Moduły SIM800/SIM900: klasyka na Arduino – prosty układ 2G. Chociaż sieci 2G wycofywane są w Polsce, to wciąż popularny w prostych projektach SMS-owych.

• Nakładki GSM dla Arduino: np. SIM868 Shield, który oprócz GSM obsługuje również GNSS (GPS/GLONASS) i GPRS. Warto wymienić DFRobot Shield GSM/LTE/GPRS/GPS, zawierający moduł 4G i GPS na jednej płytce.

FAQ

• Co to jest moduł GSM? To radiowy modem pozwalający urządzeniu (Arduino, Raspberry Pi) łączyć się z siecią komórkową. Umożliwia wysyłanie SMS, nawiązywanie połączeń głosowych oraz transmisję danych (GPRS/LTE).

• Czym różni się moduł GSM od GPS? Moduł GSM to narzędzie komunikacji bezprzewodowej z siecią komórkową (telefonia), natomiast GPS/GNSS odbiera sygnały satelitarne do lokalizacji. Niektóre nowoczesne moduły łączą obie funkcje (np. SIM7000E).

• Jakie sieci obsługuje moduł GSM? Wiele modułów obsługuje 2G (GSM/GPRS/EDGE), 3G (UMTS/HSPA) i 4G/LTE (Cat-1, Cat-M1). Coraz popularniejsze są NB-IoT (dedykowane dla IoT) czy M2M. Przy wyborze należy upewnić się, że dany standard jest jeszcze dostępny od operatorów.

• Czy potrzebuję karty SIM? Tak. Podobnie jak telefon, moduł GSM wymaga włożenia karty SIM (z pakietem komórkowym), aby nawiązywać połączenia lub wysyłać dane. Niektóre moduły mogą działać z kartą microSIM lub nanoSIM, a nakładki często zawierają czytnik karty.

• Co to są komendy AT? To tekstowe polecenia wysyłane przez port szeregowy do modułu GSM. Pozwalają uruchamiać wszystkie funkcje modemu: ATD123456789; wybierze numer telefonu, AT+CMGS="12345" wyśle SMS, AT+HTTPGET pobierze stronę internetową. Zazwyczaj Arduino wysyła je w kodzie.

• Czy moduł GSM wysyła SMS-y? Tak, obsługuje wysyłanie i odbiór SMS. Funkcję tę wykorzystuje się np. do alarmów („wysyłam Ci SMS o wykryciu ruchu”). Należy uważać na koszty wysyłki SMS-ów (potrzebny plan taryfowy lub prepaid).

• Czy przez moduł GSM można sterować urządzeniem? Owszem – często wysyła się SMS z komendą lub łączy z urządzeniem (np. HTTP POST) i w ten sposób zdalnie włącza/wyłącza obwody. Ważne jest, aby program obsługiwał odbiór danych i odpowiednio reagował.

• Jakie napięcie zasilania stosuje się w modułach GSM? Najczęściej 3.7–4.2V (zasilanie Li-Ion) lub 5V. Podczas transmisji pobierają znaczny prąd (nawet 2A), więc wymagane jest stabilne zasilanie, np. z akumulatora lub przetwornicy z odpowiednią rezerwą prądową.