Módulo HAT Raspberry Pi SIM7070G con GPRS, NB-IoT y GNSS

Análisis general del producto

He utilizado este HAT con una Raspberry Pi 4 Modelo B y una Raspberry Pi Zero para varios escenarios de telemetría, y su principal virtud es que convierte una placa de propósito general en un nodo IoT independiente de la red Wi-Fi. La combinación de conectividad NB-IoT, Cat-M, GPRS y EDGE permite adaptarlo a distintos operadores y despliegues, mientras que el receptor GNSS añade posicionamiento para seguimiento de activos, sensores móviles o sistemas de monitorización remota.

La conexión mediante GPIO de 40 pines resulta cómoda porque el módulo queda físicamente integrado sobre la Raspberry Pi, sin depender de un adaptador externo. Para las primeras pruebas prefiero utilizar el puerto USB y enviar comandos AT desde el ordenador. Es una forma más sencilla de comprobar el estado del módem, registrar la tarjeta SIM, consultar la red y validar el funcionamiento del GNSS antes de automatizarlo desde Python o mediante el puerto serie.

No es un dispositivo pensado para sustituir a un módem 4G de banda ancha. Su enfoque está claramente orientado a comunicaciones de bajo consumo y pequeños volúmenes de datos, donde MQTT, CoAP, HTTP o UDP son más adecuados que la transferencia continua de archivos.

Calidad de construcción y materiales

La placa tiene un formato ordenado y práctico, con los conectores de antena, la interfaz USB, la ranura SIM y los indicadores LED accesibles incluso cuando se instala sobre la Raspberry Pi. Los separadores incluidos son importantes: evitan que el HAT quede apoyado directamente sobre la placa y reducen el riesgo de flexión en el conector GPIO.

La antena celular y la antena externa para GNSS aportan más flexibilidad que una solución con antenas integradas. En interiores, la posición de la antena GNSS influye mucho en el tiempo necesario para obtener coordenadas. En mis pruebas de escritorio, colocarla cerca de una ventana ofrecía resultados más consistentes que dejarla junto a la propia Raspberry Pi y rodeada de cables.

Conviene conectar ambas antenas antes de iniciar el módem. También recomiendo insertar y retirar la tarjeta SIM con el sistema completamente apagado. La ranura solo admite tarjetas de 1,8 V, un detalle que no debe pasarse por alto al preparar el proyecto, especialmente si se reutilizan tarjetas antiguas o adaptadores de distintos operadores.

Compatibilidad y rendimiento

La compatibilidad con Raspberry Pi 4, 3B+, 3B, Zero y 3A+ cubre buena parte de las placas habituales. El funcionamiento mediante UART permite utilizarlo también con Arduino o STM32, aunque en esos casos hay que prestar especial atención a la selección del nivel lógico, configurada por defecto a 3,3 V, y a la asignación de los pines DTR y PWR.

La velocidad UART configurable entre 300 y 3.686.400 bps ofrece margen suficiente tanto para pruebas sencillas como para aplicaciones con intercambio frecuente de comandos. En una Raspberry Pi, la interfaz USB resulta especialmente útil durante la puesta en marcha porque permite separar los problemas del software de control de los relacionados con el cableado GPIO.

He encontrado especialmente práctico el soporte de MQTT para enviar lecturas periódicas de temperatura, humedad o estado de una batería a un servidor remoto. Para aplicaciones que requieren mayor control, TCP, UDP, HTTPS y TLS permiten construir soluciones más personalizadas. PING ayuda a comprobar la conectividad básica, mientras que LWM2M y CoAP encajan mejor en arquitecturas IoT diseñadas desde el principio para dispositivos limitados.

El posicionamiento mediante GPS, BeiDou, GLONASS y Galileo es una ventaja clara para seguimiento de vehículos, cajas o equipos instalados en ubicaciones variables. Aun así, el rendimiento del GNSS depende mucho de la visibilidad del cielo, la colocación de la antena y el tiempo disponible para obtener una primera posición.

Puntos fuertes y aspectos mejorables

Lo mejor:

• Integra conectividad celular y GNSS en un formato compatible con el GPIO estándar de Raspberry Pi.
• Permite trabajar mediante USB durante las pruebas y mediante UART en proyectos embebidos.
• Ofrece protocolos habituales en plataformas IoT, incluidos MQTT, HTTPS, TCP, UDP, CoAP y LWM2M.
• La selección entre 3,3 V y 5 V facilita su adaptación a diferentes configuraciones de control.
• La cobertura de bandas NB-IoT y Cat-M es amplia y adecuada para despliegues internacionales, siempre condicionada por el operador.

Lo mejorable:

• La limitación a tarjetas SIM de 1,8 V puede obligar a confirmar previamente la compatibilidad con el operador.
• No incluye la Raspberry Pi, por lo que el coste final del sistema aumenta si todavía no se dispone de una placa.
• La configuración inicial mediante comandos AT requiere cierta familiaridad con registros de red, APN, perfiles de datos y estados del módem.
• No es la opción adecuada si se necesita una conexión rápida para navegación web, vídeo o grandes volúmenes de información.
• La disponibilidad real de NB-IoT, Cat-M o 2G depende de la cobertura local y de las políticas de cada operador.

Frente a un HAT 4G LTE convencional, este módulo tiene más sentido en telemetría, sensores autónomos y dispositivos que envían mensajes pequeños. Un módem 4G ofrece más velocidad, pero normalmente implica mayor consumo y puede ser menos apropiado para instalaciones donde el volumen de datos es reducido.

Veredicto del experto

Considero que el SIM7070G HAT es una solución interesante para construir nodos IoT con Raspberry Pi sin depender de Wi-Fi. Su conectividad múltiple, el GNSS y la posibilidad de controlarlo por USB o UART lo hacen versátil tanto para prototipos como para equipos de monitorización más especializados.

Lo recomendaría para telemetría, localización, alarmas, automatización distribuida y recopilación remota de datos. Antes de comprarlo, comprobaría tres aspectos: que la tarjeta SIM sea de 1,8 V, que el operador ofrezca la red necesaria en la zona de instalación y que la velocidad de datos del proyecto encaje con NB-IoT o Cat-M. Con las antenas bien colocadas, los separadores instalados y una configuración cuidadosa de los comandos AT, es un HAT funcional y razonablemente flexible para proyectos conectados de bajo consumo de datos.