Plošný spoj – GPS modul

Díky tomu, že jsme zakoupili GPS modul Copernicus na desce DIP, odpadla náročná práce s pájením miniaturních SMD kontaktů samotného modulu. Přesto jsem vyrobil ještě jednu desku, která už bude mít pouze napájecí a datové rozhraní.

Rozmístění součástek plně podlehlo požadavku jednostranného plošného spoje.

Konektor SV2 bude sloužit pro nastavení ovládání signálu RESET.

Pozice jumperu:
1-2 = reset nepoužit
2-3 = ovládání resetu externě mikroprocesorem

schema a DPS - czANSO GPS modul

schema a DPS - czANSO GPS modul

Nové součástky pro Eagle schémata

Obchod SparkFun Electronics obsahuje stovky skvělých součástek a desek. Pro jednodušší práci při vytváření elektronických schémat vznikl projekt SFE (SparkFun Elect.) Library Eagle. Takto knihovna součástek obsahuje stovky zařízení, jejich schemat a fyzických pouzder pro tvorbu PCB (plošných spojů).

Ovšem my jsme zakoupili několik desek a zařízení, které nejsou v této skvělé knihovně obsaženy. Jsou to:

ACS712 Breakout
GPS Copernicus DIP Module
GM862 Evaluation Board – Basic 50-Pin

Proto jsem se rozhodl tyto boardy vytvořit jako samostatné součástky a dát k dispozici, kdyby je chtěl také někdo použít. Pojmenoval jsme ji czANSO device library – ke stažení zde.

Zde je souhrný obrázek (po kliknutí se otevře originální velikost):

czANSO device library

czANSO device library

Problém s příjmem pozice vyřešen

První testy s GPS modulem nebyly bohužel úspěšné, ale problém se podařilo vyřešit.

Celé zapojení jsem několikrát zkontroloval, ale fyzická chyba nebyla objevena. Proto jsem celé zařízení rozmontoval a umístil GPS modul na samostatnou desku, oddělil napájení, zařadil lepší filtrování výstupu ze stabilizátoru a použil co nejkratší drátové propojky.

Zapojení nyní vypadá následovně:

Second test GPS Copernicus - success!

Nejprve se začali objevovat první viditelné satelity (01, 02):

$GPGGA,,,,,,0,01,,,,,,,*67
$GPVTG,,,,,,,,,N*30
$GPGGA,,,,,,0,02,,,,,,,*64
$GPVTG,,,,,,,,,N*30

Lepší výhled potom znamenal plný GPS fix a první platné poziční věty (pozici jsem odstranil, na místech podtržítek):

$GPGGA,223130.00,____._____,N,_____._____,E,1,05,2.80,00258,M,045,M,,*6A
$GPVTG,310.6,T,310.3,M,000.4,N,000.8,K,A*2A

Tyto čísla znamenají:

  • UTC čas – 22:31:30
  • pozice
  • 1 = platná pozice
  • 5 viditelných satelitů
  • nadmořská výška 258m

Ve druhé větě například:

  • rychlost 000.8 km/h (nepřesnost, modul stál na místě)

Příjem GPS pozice komplikuje rušení

Poté, co konečně GPS modul dorazil, začal jsem pracovat na jeho testování.

GPS modul jsem umístil na prototypovou desku a přidal napájení pomocí regulovatelného stabilizátoru 3.2V.
Spojení se Seeeduinem zajišťoval pouze odporový dělič kvůli rozdílným logickým úrovním.

Nejprve jsem nechal pouze vypisovat data zasílaná GPS modulem a na první pohled vše vypadalo dobře. Přicházeli tyto datové věty, tedy prázdné NMEA věty:

$GPGGA,,,,,,0,00,,,,,,,*66
$GPVTG,,,,,,,,,N*30

Bohužel i po 20 minutách modul zasílal stále tyto prázdné navigační věty, tedy před GPS fixem = žádné viditelné satelity.

Nejprve jsem myslel, že je to tím, že mám modul pouze u okna a nemá tak přímý výhled na celou oblohu. Vystrčil jsem tedy celou sestavu více z okna, ale ani tento pokus nevyšel, žádné platné údaje.
Pak mě napadlo, že by mohlo jít o rušení od mého počítače nebo monitoru. Přidal jsem tedy samostatné napájení a abych viděl přichazející data, zapojil jsem také 16×2 LCD displej.

Zapojení poté vypadalo následovně:

First test GPS Copernicus + LCD display and reference GPS Bluetooth module

Zařízení jsem vzal na ulici a modul měl nejlepší možný výhled na celou oblohu. Přesto ani po 30 minutách se neobjevila platná poziční data.

V následujích dnech napadlo Martina použít referenční bluetooth GPS modul, který mám ke svému mobilnímu telefonu. A ukázalo se, že zdrojem potíží je opravdu nějaký druh rušení pocházející z našeho systému. Vedle našeho systému se ani referenční modul nebyl schopný fixnout a sdělovat polohu. Naopak, pokud referenční modul sděloval polohu, po zapnutí našeho systému se okamžitě GPS fix ztratil.

Musíme zjistit, v čem spočívá tento problém a jak ho ostranit.

Objednávky obrazem aneb GPS konečně doma

Dorazili další komponenty a termobox z předchozích objednávek:

Především GPS modul Copernicus dorazil po několika měsících vyhlížení skladu Sparkfunu, takže bezesporu fajn pocit mít ho konečně doma. Takže zde je nový hardware:

GPS Copernicus DIP Module, Antenna GPS Embedded SMA, ACS712 Breakout and Jumper Wire, Electret Microphone

GPS Copernicus DIP Module with antenna GPS Embedded SMA

Termobox také dorazil a nyní můžeme projektovat vnitřní uspořádání a rozložení komponent:

Thermobox

Vesmírný nákup – GPS, foťák a termobox

V obchodě Sparkfun byl konečně naskladněn GPS modul Copernicus a tak nastal čas na další objednávky.

Objednávám:

Copernicus DIP Module
Antenna GPS Embedded SMA
JST 2 Pin power connector
SMA Connector
ACS712 Breakout

Dále jsem na aukčním serveru Aukro objevil nabídku zcela nového digitálního fotoapáratu Canon PowerShot A470, za přijatelnou cenu 1400,- Kč.

Poslední položkou těchto nákupů je termobox, který pravděpodobně použijeme jako ochranou schránku pro foťák, elektroniku a baterie. Uvažovali jsme také o variantě sestavení vlastní krabice ze samostatných styrofoam (případně polystyren) desek.
Parametry zakoupeného boxu:

Vnější rozměr: 280 x 230 x 185 mm
Objem: 3,6 litrů
síla stěn je 35 mm
víko má osazení (zámek)

Jakmile objednané zboží dorazí, přidám samozřejmě fotky.