GPS01
Modul GPS01 proizvajalca Hope je eden izmed manjših GPS modulov, ki se dobijo na trgu. Osnovni podatki modula so sledeči:
- sprejem na 65 kanalih
- sprejem na frekvenci L1, C/A način
- opravi 8 milijonov testiranj v sekundi
- vroči start 3 sekund (na prostem)
- hladni start 36 sekund (na prostem)
- detekcija signala boljša kot –157dBm
- občutljivost ponovnega zajemanja –143dBm
- natančnost 5m CEP
- tok sledenja < 50mA
- podpira aktivno anteno
- podpira SBAS (WAAS, EGNOS)
- majhne dimenzije: 15.9 x 13.0 x 2.7 mm (DxVxŠ)
Modul se napaja s 3,3V dobro stabilizirane in filtrirane napetosti. Na izhodu dobimo informacijo v več okvirjih: Okvir GGA na primer vsebuje v vrstnem redu: UTC čas (ura, minuta, sekunda), zemljepisno dolžino in širino v obliki stopinje, minute, decimalni del minute in smer (N, S, E ali W), vklenitev sprejemnika, število vidnih satelitov, geometrijski faktor GDOP (Geometrical Dilution Of Precision), nadmorsko višino v metrih, odstopanje (HDOP) v metrih in še dva parametra v slučaju uporabe diferencialne navigacije. Okvir VTG vsebuje vodoravno smer vektorja hitrosti v stopinjah ter hitrost v vozlih in kilometrih na uro.
V okvirjih RMC in GLL se ponavljajo isti podatki v skrajšani obliki, RMC vsebuje še datum. Teh okvirjev je več in večina novodobnih GPS modulov jih podpira. Naj vam na hitro pokažem, kako izgleda izhodni tok informacij iz GPS modula:
$GPGLL,4034.7850,N,07836.4316,W,021302.469,A*2C
$GPGGA,021302.47,4034.7850,N,07836.4316,W,1,03,5.8,00585,M,,,,*37
$GPRMB,A,0.00,R,SRCE,764X,4026.6667,N,07826.7500,W,011.0,138,000.0,V*4C
$GPRMC,021302.47,A,4034.7850,N,07836.4316,W,01.6,004.6,101002,09,W*4A
$GPAPB,A,0.0,R,N,,,137.7,T,764X,137.8,T,133.2,T*00
$GPGSA,A,2,27,20,08,,,,,,,,,,05.8,05.8,*12
$GPGSV,3,1,08,28,85,080,,07,56,289,,11,39,054,36,08,29,193,42*7B
$GPGSV,3,2,08,20,25,106,44,04,18,209,36,27,06,176,38,09,03,328,*7A
Vidimo, da je kar precej podatkov, ki jih GPS modul neprestano »bruha« na svojem izhodu. Seveda se število okvirjev, ki jih GPS modul producira, da nastaviti s programsko opremo, ki teče na PC-ju pa tudi z nadzornim mikrokontrolerjem, s katerim nadziramo delovanje GPS modula.
Blok diagram GPS01 modula vidimo na sliki 2. Kot vidite na sliki 2 GPS modul ni noben »bav bav«. Kot večina komunikacijskih modulov ima tudi GPS modul Rx in Tx priključka, priključke za napajanje in še nekaj dodanih izhodov oziroma vhodov. Na VBAT priključimo 3V gumbno baterijo, ki služi hitremu zagonu GPS modula, če odklopimo napajalno napetost. V kolikor na tem priključku ne vežemo baterije, bo GPS modul nekaj minut iskal satelite in njihove signale. Ostala množica priključnih pinov se veže na GND priključek, kot je označeno v data sheet-u.
- RXD0, TXD0: izhod oziroma vhod GPS modula. Preko RXD0 prihajajo podatki iz modula, preko TXD0 pa nastavljamo parametre modula.
- P1PPS (1 pulse per second): izhodni pin, na katerem GPS modul generira eno sekundni impulz.
- GPIO (general purpose IO): univerzalni vhodno/izhodni pin, ki je rezerviran za GPS status.
- NRST: zunanji reset, ki se uporablja samo, če je vklop napajalne napetosti počasen.
Večina priključkov je GND, ostalo so pa elektronikom poznani priključki.
Vezava GPS modula na MiniPin/MegaPin
Ker ni bilo potrebe po posebnem vezju, smo GPS modul vezali kar na MiniPin/MegaPin razvojni plošči preko IDC priključnega kabla. Shemo vezave vidite na sliki 3:
Vhod in izhod GPS modula se z IDC konektorjem veže na PortD na razvojno ploščo MiniPin/MegaPin. Na PortD priključku sta vezana namreč Rx (PortD.0) in Tx (PortD.1) priključka mikrokontrolerja. Preko teh priključkov GPS modul komunicira z mikrokontrolerjem oziroma ga lahko z ustrezno vezavo kratkostičnikov na MegaPin razvojni plošči vežemo na USB.
Nastavitve GPS01
GPS01 lahko na svojem izhodu daje več okvirjev. Nastavitev pošiljanja izhodnih okvirjev naredimo v programu GPS Viewer, ki ga lahko brezplačno najdete na spletu. Izgled GPSViewer programa vidite na sliki 4.
Ko priključimo GPS01 na MegaPin (brez mikrokontrolerja!!), je potrebno križno spojiti J10 in J11. To naredimo s kratkim povezovalnim kablom, ki ima na na obeh koncih žensko letvico. Zakaj križno? Vezje adapterja je narejeno tako, da je GPS modul povezan na Rx in Tx priključke na mikrokontrolerju, ki se nahaja na MegaPin razvojni plošči – jasno, želimo, da podatki, ki prihajajo iz GPS modula gredo na priključke mikrokontrolerja. V primeru, da želimo pošiljati Rx in Tx podatke neposredno na USB, moramo križno povezati J10 in J11, ki Rx in Tx signale ustrezno povežeta na FT232RL integrirano vezje, ki poskrbi za povezavo na USB vodilo.
Če želite GPS podatke sprejemati na mikrokontrolerju in jih prikazovati na LCD prikazovalniku, uporabite mikrokontroler (recimo ATMega32) in Bascom program, ki ga boste našli na Forumu revije Svet elektronike v rubriki Download. Opisani program predstavlja okostje programa, iz katerega lahko naredite svoj program po svojih zahtevah. Podoben program je napisal Vilko Sustič [2] in ga objavil v naši reviji, Bascom program pa se nahaja na Forumu revije Svet elektronike v rubriki Download.
V Bascomu lahko tudi napišemo program za nastavitve GPS modula. Pri tem je potrebno malce več dela, saj je treba iz tehničnih podatkov o posameznem GPS modulu izluščiti binarne ukaze, izračunati CRC kodo in vse skupaj kot en ukaz poslati v GPS modul. Precej bolj elegantno je to početi z ustreznimi PC programi. Eden takšnih je GPSViewer.
