LilyGO T-SIM7080G S3

Curiosity

LilyGO T-SIM7080G S3 ($36.02): all-in-one battery-tracker dev board SIM7080G NB-IoT/Cat-M + ESP32-S3 (PSRAM) + AXP2101 PMIC + TF card + STEMMA QT. Form factor “stick” ~110×30 mm. Vincitore bench Visla per Visla Tag battery-powered NB-IoT (memo project_sim7080g_lilygo_winner.md).

🗺️ Pinout completo

Modem SIM7080G ↔ ESP32-S3 (pinout UFFICIALE da repo LilyGO)

⚠️ CORREZIONE 2026-06-06: precedente pinout della card (17/18 modem, 25 DTR) era SBAGLIATO — quelle sono pin Camera (Reset=18, VSYNC=16, HREF=17). Pinout corretto verificato da github.com/Xinyuan-LilyGO/LilyGo-T-SIM7080G/examples/ATDebug/utilities.h.

AXP2101 PMU ↔ ESP32-S3 (I2C)

PMU rail assignments (⚠️ FIX VISLA)

⚠️ Lo sketch factory imposta DC3=3.0V → modem registra solo NB-IoT B20 (segnale forte 800 MHz), NON registra Cat-M B3 (sensibilità RX ridotta). Fix bench Visla 2026-06-06: DC3=3.7V via XPowersLib. Sketch in test-moduli/lilygo-t-sim7080g-s3/.

STEMMA QT / Qwiic (JST-SH 4-pin)

⚠️ Attenzione: il connettore JST-SH STEMMA QT/Qwiic è UART, NON I2C standard! u-blox MAX-M10S Qwiic (I2C) NON funziona direttamente. Memo per cablaggio custom.

TF Card slot (SPI)

Camera PIN (opzionale, per OV camera)

Reset=18, XCLK=08, SIOD=02, SIOC=01, VSYNC=00, HREF=48, PCLK=12, CMYK=−1 Y2-Y9: 09/10/11/13/12/06/07/05

Switch + Button

• Switch: 1=Reset 2=Boot 3=PWR 4=SIM-BOOT
• Button: programmabile (GPIO 0)

🔌 Breakout headers 16-pin (verificato silkscreen 2026-06-06)

Riga inferiore del breakout sul lato destro del PCB:

DC1 — DC1 — IO1 — IO2 — TXD — RXD — IO37 — IO36 — IO35 — IO0 — IO45 — IO48 — IO47 — IO21 — GND — VSYS

Significato pin:

• DC1 = PMU_DCDC1 = rail 3.3V principale (alimenta ESP32-S3 e logica)
• IO1 = ESP32-S3 GPIO 1 (CAM_SCK / SCCB SCL)
• IO2 = ESP32-S3 GPIO 2 (CAM_SDA / SCCB SDA)
• TXD/RXD = UART USB-CDC alternativo
• IO35/36/37 = ⚠️ OCCUPATI da Octal SPI / PSRAM — non usare
• IO0 = boot strapping (button)
• IO45/47/48 = GPIO LIBERI ⭐
• IO21 = GPIO LIBERO ⭐ (unico tra IO20-25 disponibile su ESP32-S3 WROOM-1)
• VSYS = batteria diretto (~3.7-4.2V)

⚠️ CRITICAL su ESP32-S3:

• IO19/IO20 = USB D-/D+: se usi pinMode(19, OUTPUT) rompi il USB CDC → device sparisce!
• IO22, IO23, IO24, IO25 NON ESISTONO sul WROOM-1 (non bonded out)
• IO32 NON ESISTE (sostituito da IO35+ per Octal SPI)

Foto silkscreen di riferimento: breakout-silkscreen.jpg

Specs tecniche

🧪 Bench-test Visla 2026-06-06

Test setup

• USB-C ESP32-S3 connesso al Mac
• SIM 1NCE inserita (ICCID 89882280666225121627)
• Antenna LTE collegata su IPEX MAIN
• Sketch passthrough USB-CDC ↔ Serial1

Identificazione

• Manufacturer: SIMCom Ltd
• Model: SIM7080G
• Firmware: R1951B17 (+1 minor vs Waveshare 1951B16) 🆕
• IMEI: 860016049553337

Risultati registrazione

Stesso modem, segnale +24 dB vs Waveshare HAT

Antenna LTE del LilyGO molto più efficace del Waveshare HAT in zona Orvieto:

• LilyGO: -65 dBm CSQ 25 ⭐
• Waveshare: -91 dBm CSQ 14

🔋 Bench-test autonomia Visla 2026-06-08 — duty-cycle 30s

Setup

• LilyGO T-SIM7080G S3 base
• Qwiic chain: MAX-M10S GPS (0x42) + LSM6DS3 IMU (0x6A) su IO21/IO45
• FNB58 inline tra Mac PD e LilyGO USB-C (Bluetooth → localhost:5001)
• Tool: visla-power-monitor
• Sketch: visla-v2-dutycycle-30s.ino
• Pattern: wake → GPS poll + IMU read → ESP32 deep sleep 27s → ripete

Risultati 10 minuti = 20 cicli (21636 samples FNB58)

Pattern observato

ESP32 deep sleep (27s)        ░░░░░░░░░░░░░░░░░░  14.0 mA   (sleep current)
Wake + boot + Qwiic init      ▓▓▓                  50-70 mA  burst
GPS poll + parse NMEA          ▓▓                  35-45 mA
IMU read accel+gyro+temp        ▓                  35 mA
Serial log + flush + sleep      ▓                  30 mA
─────────────────────────────────────────────────────────────
ratio: ~10% del tempo a 50+ mA, ~90% a 14 mA

Confronto continuous vs duty-cycle 30s

Autonomia stimata (sistema completo, duty-cycle 30s)

🎯 Bottleneck identificato

I 14 mA in sleep current sono dominati dal MAX-M10S in continuous tracking (chip GPS resta sempre alimentato).

• ESP32-S3 deep sleep ≈ 10 µA (trascurabile) ✅
• AXP2101 PMU quiescent ≈ 1 mA ✅
• MAX-M10S GPS continuous tracking ≈ 12 mA ⚠️ ← qui il grosso
• LSM6DS3 IMU ≈ 0.5 mA ✅

Tentativo PSMOO (UBX-RXM-PMREQ) — FALLITO 2026-06-08

Sketch visla-v2-dutycycle-30s-psmoo — invia UBX-RXM-PMREQ via I2C prima del deep sleep ESP32 per metter MAX-M10S in backup mode.

Risultato (10 min bench): ❌ 50.7 mA media (vs 3-5 mA attesi)

Diagnosi possibili (da debug prossima sessione):

1. UBX-RXM-PMREQ checksum errato → chip ignora il comando
2. wakeup mask 0x08 (uartrx) triggerato da qualsiasi I2C activity → chip si auto-sveglia subito
3. ESP32 non sta entrando in deep sleep (qualcosa panica/loopa)
4. MAX-M10S su Qwiic SparkFun non supporta backup mode via I2C
5. Active time per ciclo cresciuto (gps_poll timeout 5000ms vs 2000ms del duty-cycle base)

Next session debug:

• Verifica serial output del sketch PSMOO (controllo ciclo deep sleep)
• Test PMREQ con checksum online verifier (e.g. https://www.u-blox.com/en/online-tool/ubx-decoder)
• Try UBX-CFG-VALSET con keys CFG-PM-OPERATEMODE (M10 native power management)
• Alternativa hardware: power-gate Qwiic rail via AXP2101 (se possibile senza brick)
• Test alternativo: ESP32 dorme 27s + accende GPS solo nei 3s attivi
• Considerare di switchare a sketch che disabilita Qwiic via PMU rail enable/disable

⚠️ Caveat noti

1. USB direct modem (microUSB) non enumera su Mac — SimCom usa driver Qualcomm proprietary, solo Windows
2. Factory DC3=3.0V → Cat-M B3 non registra. Fix → flash sketch custom DC3=3.7V
3. STEMMA QT è UART non I2C — Qwiic GPS I2C non funzionerà direttamente
4. Boot mode richiede switch + BOOT button — vedi documentazione LilyGO
5. VBAT modem letto via AT+CBC: deve essere ≥3700 mV per performance piena

🧬 Bench Visla 2026-06-09 — PoC end-to-end LilyGO → GKE decoder

Validato in produzione: pipeline completa dal modem fisico fino al cluster GKE Visla.

Stack provato

LilyGO T-SIM7080G S3 + 1NCE SIM
       ↓ NB-IoT B20 (Vodafone Italy)
       ↓ TCP 34.154.98.175:5050
GKE decoder-lb (LoadBalancer)
       ↓
decoder-0 pod (Java + Netty + Spring)
       ↓ Gx02FrameDecoder (H02 parser)
RedisPositionAdapter
       ↓
Redis cluster

Sequenza init testata (funzionante)

1. AXP2101 PMU init (vedi memoria pinout — NON skippare!):

   PMU.disableDC3(); delay(200);
   PMU.setBLDO1Voltage(3300); PMU.enableBLDO1();   // level shifter
   PMU.setDC3Voltage(3000);   PMU.enableDC3();     // modem rail 3.0V
   PMU.setBLDO2Voltage(3300); PMU.enableBLDO2();   // GPS antenna

2. PWRKEY pulse: LOW 100ms → HIGH 1000ms → LOW
3. AT handshake in <2s
4. NB-IoT mode: AT+CFUN=1 + AT+CMNB=2 (NB-IoT only)
5. Wait registration AT+CGREG? (~30-90s)
6. PDP context APN iot.1nce.net: AT+CGDCONT + AT+CNCFG + AT+CNACT=0,1
7. TCP socket: AT+CAOPEN=0,0,"TCP","34.154.98.175",5050
8. Send H02 packet: AT+CASEND + payload *HQ,<id>,V1,<time>,A,<lat>,N,<lon>,E,...#
9. Read ACK: AT+CARECV → +CARECV: 36,*HQ,<id>,V4,V1,<srv_time>#

Risultato bench reale

TX dal modem:

*HQ,7777777777,V1,164530,A,4242.000,N,01206.000,E,000.0,000,090626,FFFFFFFF#

RX da decoder GKE:

*HQ,7777777777,V4,V1,20260609145434#   ← ACK timestampato server-side

Logs decoder GKE confirm:

Sessione creata           — device 7777777777
Presenza online pubblicata — Redis pub
Gx02FrameDecoder: V1 parsed
Posizione decodata: lat=42.7 lon=12.1 valid=true
Pubblicata su Redis (protocol="visla1")

Timing cold-start misurati

Insights per Visla Tag NB-IoT

• ✅ 1NCE SIM funziona su Vodafone IT NB-IoT B20 (multi-operator EU SIM viable)
• ✅ AXP2101 init è MANDATORY — senza enableDC3() il modem rail è OFF (lezione persa+ritrovata oggi)
• ✅ Backend Visla agnostic protocollo — supporta già H02/Gx02, S21L, JT808 senza modifiche
• ✅ Cold-start ~60-90s dominato da NB-IoT registration (rete, non device)
• ✅ TCP raw vince su MQTT per battery: ~30 byte/msg vs 80 byte
• ⚠️ Plain TCP non cifrato — security upgrade TLS roadmap necessario
• 🎯 Sub-100s + PSM datasheet 3.2µA = combinazione winner per Visla Tag

🔧 Firmware tests (cliccabili)

Tutti gli sketch validati sul bench, con codice e specs. Path nel repo: test-moduli/lilygo-t-sim7080g-s3/

🛰️ *HQ,7777777777,V1,163232,A,4243.0469,N,01206.4717,E,000.0,0,090626,FFFFFFFF#
   sats=5 alt=326m speed=0.0km/h

*HQ,7777777777,V4,V1,20260609162345#

#define I2C_SDA       15    // AXP2101 PMU
#define I2C_SCL       7     // AXP2101 PMU
#define MODEM_PWRKEY  41    // Modem power button
#define MODEM_DTR     42    // Modem DTR
#define MODEM_RX      4     // ESP32 RX ← modem TX
#define MODEM_TX      5     // ESP32 TX → modem RX

# Compile
arduino-cli compile \
  --fqbn "esp32:esp32:esp32s3:USBMode=hwcdc,CDCOnBoot=cdc,PSRAM=opi,FlashSize=16M,PartitionScheme=app3M_fat9M_16MB" \
  firmware-test-1-gps-simcom-only.ino

# Upload
arduino-cli upload \
  --fqbn "esp32:esp32:esp32s3:USBMode=hwcdc,CDCOnBoot=cdc,PSRAM=opi,FlashSize=16M,PartitionScheme=app3M_fat9M_16MB" \
  -p /dev/cu.usbmodem101 \
  firmware-test-1-gps-simcom-only.ino

🔗 Risorse