. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
PGPS - GPS moduly pro vývoj
30. září 2011 - 8:00 | Pandatron | PGPS - GPS moduly pro vývoj | Komentářů: 1  

PGPS - GPS moduly pro vývoj

Představení nových modulů s technologií GPS. Moduly PGPS umožňují určení přesné polohy, nadmořské výšky, rychlosti a času. Zároveň vynikají obnovovací frekvencí 5Hz a určením polohy po úplném vypnutí do 35s.

Jedním z řady nových modulů, určených pro vývoj elektronických zařízení, jsou již dříve oznámené moduly PGPS. Základem PGPS je špičkový produkt L10 od společnosti Quectel, podporující DGPS a maximální obnovovací rychlost až 5 Hz. Mezi další zajímavé vlastnosti patří také široký rozsah provozní teploty, 210 PRN kanálů či například přímá podpora aktivních antén.


Obr. 1: Modul PGPS-1 s L10 z naší produkce

Základní vlastnosti:

  • 210 PRN kanálů s 22 současně sledovanými kanály
  • Citlivost až 165 dBm (sledování)
  • ESD ochrana všech pinů
  • Přesnost určení polohy: 3,0 m 2D-RMS nebo 2,5m při DGPS
  • Přesnost určení rychlosti: 0,1m/s nebo 0,05m/s2 při DGPS
  • Přesnost určení zrychlení: 0,1m/s2 nebo 0,05m/s2 při DGPS
  • Embedded provedení s pamětí flash 4 Mbit
  • Vynikající selektivita umožňuje integraci s jinými bezdrátovými aplikací, jako je WiFi, WiMAX, CDMA a GSM
  • Technologie Multi-path detekce a korekce pro přesné určení polohy i v náročném městském prostředí
  • Obnovovací frekvence až 5 Hz
  • Rychlé určení polohy: studený start: <35s, horný start: <1s
  • Rozhraní UART, I2C a USB
  • Podpora pasivních i aktivních antén s integrovaným filtrem
  • Rozsah provozních teplot: -40 až +85 °C
  • Vlastní spotřeba v aktivním režimu jen 38 mA (pasivní anténa)
  • Jediné napájecí napětí 3,0 až 4,3 V

Uvedené parametry platí pro L10, který je součástí PGPS-1. Je vidět, že modul svou citlivostí spadá do kategorie GPS přijímačů pro obecné použití. Je tedy vhodný všude tam, kde je potřeba znát přesnou polohu, rychlost, nadmořskou výšku nebo čas. Výhodou je rovněž široký rozsah provozních teplot, který umožňuje jeho použití i v nepříznivých podmínkách či zařízeních, pracujících ve venkovním prostředí. Jedinou nevýhodou je dostupnost pouze v SMD provedení, s pájecími ploškami s rozestupem zhruba 1mm. A právě tuto nevýhodu eliminuje náš PGPS-1


Obr. 2: Vnitřní blokové schéma modulu L10 firmy Quectel

Moduly PGPS-1
Stejně jako jiné moduly z naší produkce, je i PGPS-1 určený především pro vývoj, případně malosériovou výrobu. Jeho výhodou je kompaktní a Plug-and-Play provedení. K modulu stačí připojit externí anténu, jediné napájecí napětí +3,3V (například i z USB/RS232 (TTL) převodníku PU232F a výstupní data (která jsou v textové podobě - ASCII) se mohou zpracovat buď v PC, nebo malém mikrokontroléru.

Schéma zapojení:
Na následujícím obrázku je uvedeno schéma zapojení modulu PGPS-1.


Obr. 3: Schéma zapojení modulu PGPS-1

Je vidět, že modul je velice jednoduchý (tomu také odpovídá jeho cena). Základem je již zmíněný L10 (U1), který má na konektory J1 a J2 vyvedeny všechny důležité signály. Jediné, co na konektorech není dostupné, je USB port, který stejně není obvykle dostupný a pro jeho použití je do modulu nutné nahrát speciální firmware. Ten by měl být dostupný na vyžádání u společnosti Quectel, ale jeho skutečná dostupnost, případně i cena nám není známa.

Dále jsou na modulu dvě LED, kdy D2 (zelená) indikuje přítomnost napájecího napětí a D1 (červená) začne v 1s intervalech blikat ve chvíli, kdy je dostupná poloha. Jelikož i tento signál může být pro konečné zařízení důležitý, případně lze podle něho řídit i další obvody, je jako PULSE dostupný na pinu č. 1 konektoru J2. Jak je vidět z následujícího záznamu, pořízeného Logickým analyzátorem SIGMA se vzorkovací frekvencí 200 MHz, jedná se skutečně přesně o 1s interval. Odchylka 0,0000065s (nebo také 1s za 40 hodin) může být způsobena i nepřesností oscilátoru v logickým analyzátoru.


Obr. 4: Délka periody signálu PULSE byla při měření skutečně přesně 1s

Kondenzátor C1, který má své místo ze spodní strany desky modulu PGPS-1, slouží k zálohování vnitřního obvodu reálného času – RTC. Jeho použití má smysl pouze v případě, kdy potřebujete využít tzv. host-start s délkou určení polohy kratší než 1s, nebo v případě použití AGPS.
Použití C1 je univerzální. Buď lze na jeho místo osadit tzv. superkapacitor typu EECEN0F204AK (Panasonic) s kapacitou alespoň 0,2F, nebo malý akumulátor. Jeho dobíjecí proud je pak možné doladit změnou hodnoty R1. V případě, kdy se z desky rezistor R1 úplně odstraní, je možné na pozici C1 osadit i klasickou „nenabíjecí“ baterii.

Konektor J3, který je typu SMA (female), slouží k připojení antény. Konfigurace modulu L10 je na desce provedena podle následujícího schématu. Díky tomu je možné ke konektoru připojit nejen klasické pasivní (ztrátové) GPS antény, ale především také aktivní (ziskové) antény, případně antény s delším přívodním kabelem.


Obr. 5: Použité doporučené zapojení pro napájení aktivní antény

Modul pro napájení aktivní antény generuje napětí 3,3V a proud typ. 20 mA. Díky tomu, že je vše integrované uvnitř modulu L10, odpadá nutnost použití speciálních vysokofrekvenčních oddělovacích indukčností a blokovacích kondenzátorů. Zároveň je však modul možné použít i ve spojení s pasivní anténou. Jedinou podmínkou je, že se nesmí jednat například o smyčkovou anténu, tedy pasivní anténu, u které ohmetrem mezi signálovým a zemním pinem nenaměříme odpor menší zhruba 200 ohmů (neplatí pro aktivní anténu). V tom případě by došlo ke zkratu produkovaného napájecího napětí.

Konstrukce:
Na následujících obrázcích je uveden motiv desky s plošnými spoji a rozmístění součástek.


Obr. 6: Rozmístění součástek - TOP
 
Obr. 7: Plošný spoj (pro originál 600dpi klikněte) - TOP

Obr. 8: Rozmístění součástek - BOTTOM
 
Obr. 9: Plošný spoj (pro originál 600dpi klikněte) - BOTTOM

Deska je oboustranná s potiskem ze strany pinů. Vyjma rezistoru R1 jsou všechny SMD prvky ve standardní velikosti 0603, podle následujícího seznamu součástek.

Seznam součástek
R1,R2,R3       220R 0603
C1             EECEN0F204AK (0,2F)
C2             100n 0603
D1             LED RED 0603
D1             LED GREEN 0603
U1             L10
J1             S1G9
J2             S1G5
J3             SMA PCB 90st
Tr1            viz text

První použití modulu
O samotném použití modulu, naměřených parametrech a získaných zkušenostech, bude pojednávat samostatný článek. Zde lze říci jen tolik, že moduly PGPS-1, potažmo L10 jsou skutečně kvalitními produkty, které splňují všechny výše uvedené parametry.


Obr. 10: Rozmístění pinů na modulu PGPS-1

Pro první seznámení je možné použít například již zmíněný USB/RS232 (TTL) převodník PU232F. Převodník na svých pinech poskytuje stabilizované napájecí napětí 3,3 V, které postačí jak k napájení samotného modulu PGPS-1, tak i aktivní antény například typu 2J431MP/SMA, která je jeho doporučeným příslušenstvím. Anténa má totiž vysoký zisk a i přes poměrně dlouhý přívodní kabel – koax (2,5m) poskytuje skutečně výborné parametry. Výstup napětí 3,3V z PU232F se tedy přímo propojí se vstupem napájecího napětí modulu PGPS-1. Dále pro první seznámení postačí připojit pouze výstup dat, tedy pin TXD (pin č. 3 konektoru J1) modulu PGPS-1 s pinem RXD modulu PU232F.


Obr. 11: Propojení modulu PGPS-1 s PU232F

Tím je celé zapojení kompletní. Modul se zapne automaticky ihned po připojení napájecího napětí (pozor, pokud po delší dobu nenalezne dostatečně silný signál, tedy cca. 5-10 minut, automaticky se vypne).

Pro příjem dat počítačem je vhodné použít například integrovaný Hyperterminál, nebo je možné stáhnout aplikaci Putty. Pokud máte zájem o grafické zobrazení přijatých dat, je na internetu rovněž volně dostupná celá řada specializovaných aplikací. S jejich pomocí je možné zobrazit jak přesnou polohu či aktuální sílu signálu, tak je možné zajistit pravidelné lokální ukládání / přenos dat na server, či přímo GPS modul propojit s aplikací Google Earth. Více informací o těchto možnostech bude popsáno v samostatných článcích, případně je možné vycházet z aplikace GPS Data Logger.

Jedna ze základních a volně dostupných aplikací je i například QstarzGpsView.

Následující obrázek ukazuje praktické použití PGPS-1 v městské zástavbě. Kvůli ní byl výhled na otevřené nebe přímo nad anténou omezen v rozsahu zhruba od cca. 50 do 85 stupňů (modul byl záměrně umístěn uvnitř okna, aby se úhel snížil) + neomezený výhled „po ulici“. Při prvním zapnutí dokázal svou polohu určit po cca. 45s, po dalším zapnutí mu pak k tomu (vlivem uchování dat) stačilo jen pouhých 13s.


Obr. 12: Poloha určená po cca. 45 s startu

Více podobných měření jak v městské zástavbě, tak i na otevřeném prostranství, včetně srovnání určené a skutečné polohy, připravujeme do následujícího článku.

K modulu je rovněž s úspěchem možné použití například i levnou anténu 2J010, která i v oblasti 1500 MHz poskytuje dostatečně dobré parametry. Více o srovnání těchto antén bude rovněž v některém z příštích článků.


Obr. 13: Použití modulu v kontaktním poli s anténou 2J010

Dostupnost a cena:
Moduly L10 a PGPS-1 jsou dostupné skladem prostřednictvím našeho eShopu a to buď na stránce PGPS – GPS modul s L10 nebo L10 QUECTEL. Cena PGPS-1 představuje součet ceny L10, kvalitní desky s plošnými spoji s potiskem a SMA konektoru. Dále jsou k modulu rovněž skladem dostupné i uvedené aktivní antény 2J431MP/SMA od společnosti 2J, které umožní bezproblémový příjem i za zhoršených příjmových podmínek.

Odkazy & Download:
Domovská stránka výrobce
Domovská stránka výrobce v českém jazyce
GPS modul Quectel L10

L10 QUECTEL v našem eShopu
PGPS – GPS modul s L10 v našem eShopu
PU232F a PU232S - Převodníky USB/RS232
Logický analyzátor SIGMA
GPS Data Logger







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (1):

Zobrazit starší 30 dnů (1)...

host
1. Dne 24. 11. 2011 v 07:31 zaslal host
Rozhraní L10
Jen malá poznámka: modul L10 nepodporuje I2C. I2C lze využít až u L30.


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
WiFi moduly WizFi250-H
WiFi moduly WizFi250 přinášejí snadné a rychlé připojení libovolné aplikace do internetu, nebo vytvoření vlastního AP.
Skladem od 640 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007