APRS
AVR
tracker
Tak už ta
mánie dostihla i mne. Teda nechal jsem se dotoho
takříkajíc "uvrtat ". Byl jsem
požádán kamarády o nějaké
to udělátko na APRS. Míla OK1MX to hned pojal ze
široka, jako že použití v IZS,
například sledování hladiny při
povodních, zasílání
telemetrických dat a podobné věci. Ale k tomu je
ještě VELMI dlouhá cesta. Popravdě mi
slovní spojení TELEMETRIE a APRS již lezou krkem.
:-)
Takže jakpak se to
vlastně zrodilo?
Nejjednodušší
cesta k aktivitě na APRS je tracker, který
posílá informace z GPS, nebo nějaká
meteo stanice.
Kdysi dávno, když bylo APRS "novinkou", celé
úskalí bylo v cenách GPS
příjmačů. Dnes je
situace naprosto odlišná a GPS příjmač
lze koupit
za par stovek. Jal jsem se tedy hledat inspiraci ohledně trackerů na
APRS. Jirka OK1JM přišel s myšlenkou udělat to s
co
nejmenším příkonem a
poskytl i tip na
levnou a "nežravou" GPS. Respektive modul GPS ve formě
"součástky". Nicméně stále
zbývalo
vyřešit, jakou konstrukci vybrat. Tedy čí
hotový
projekt zrealizovat. Jak jsem hledal, tak jsem našel spousty
zapojení s procesory PIC. Jenže můj vztah k PIČ procesorům
je asi
takový, jako k M$ Widlím. Takže po
delším
hledání jsem zjistil, že jediný APRS
tracker s
nePIC procesorem je WHEREAVR,
který
rozšířil DH3WR.
Německá konstrukce má jistá
vylepšení a celý projekt je i
stále
živý. Je proto pochopitelné, že jsem jej vybral.
Dopředu
upozorňuji, že z velké většiny hodlám
přepsat
hlavní řídící program pro
CPU, protože
některé věci mi absolutně nesedí,
některé jsem
nepochopil a některé nerozchodil. Takže to
přepíši
dle svých představ.
První úpravy se
týkaly změny velikosti
příjmového buferu, dále pak při
testovaní
byla změněna minimální rychlost a
další
úpravy budou následovat: Power Save,
"lidštější konfigurace",
čtení teploty z
DS1820, posílání různých
telemetrických dat, atp...
V současné verzi
tracker umí poslat polohu a
veškeré náležitosti; pošle
velikost
napájecího napětí a pokud by někdo
sehnal
TMP725 (I2C
teploměr), tak i teplotu.
Tracker posílá údaje
každých 30 vteřin, ale
pouze pokud je GPS fixovaná (synchronizovaná) a
při
minimální rychlosti 2 km/h. Pokud je rychlost
nižší, tracker odešle 5 packetů a
umlkne.
Další packet pošle až se rychlost
zvýší na 2 nebo více km/h.
Testovací prototyp
jsem nedělal s ohledem na velikost, ale
následující kousek už bude co
nejmenší. Prototyp "chlastá" 80 mA
včetně
aktivní antény. Bez ní je to "jen" 51
mA, což na
bateriový provoz je moc. Takže již pracuji na
úspoře
energie. Mým cílem je komplexní
zařízení, tedy APRS část i TRX
část,
která by malým výkonem (do 1W)
dokázalo
posílat údaje na jednu Li-Ion baterii z
mobilního
telefonu alespoň 24 hodin. K tomu je ale také
daleká cesta....
Pro úplnost dodám, že
GPS moduly lze velmi levně
koupit u Sectronu a
celý prototyp (včetně GPS !!!) vyšel asi na 800,-
Pozor,
nebuďte
tak hloupí jak já a kupte si rovnou modul s
intergrovanou anténou. Stojí sice 2x tolik, ale
ušetříte spoustu místa a
navíc
externí anténa se dá sehnat na aukru
nejlevněji za 200+poštovné, takže toho člověk
stejně moc neušetří.... Proto dobře
zvážit, za
jakým účelem to člověk vlastně staví.
Zda do auta,
nebo do kapsy.
23.7.2009 Odzkoušená
nová verze trackeru - MiniTracker
9.10.2009 Fotografie MiniTrackeru na stanici - Foto

Schéma
prototypu dle DH3WR

Deska prototypu

První testy doma za oknem

Zakrabičkování prototypu


Záznam první testovací trasy do
lesoparku a zpět
Jedná
se v podstatě
jen o zmenšení původní konstrukce a
drobné změny v zapojení. Ty
spočívají v přehození LED diod na
jiné nožky procesoru, ale především v
přidání P-FET tranzistoru pro
ovládání
napájení GPS a tím ušetřit
cenou
energie. Celková velikost trackeru včetně GPS
příjímače je 40x40x15 mm.
Vzhledem k úpravě v zapojení je třeba do
procesoru nahrát nový program,
nikoli ten původní od Ralfa. Odkaz dám v
nejbližší době, až jej ještě
drobně odladím. Bohužel jsem se nevyhnul asi 9ti
propojkám, jak je
vidět na fotce spoje. Obrázky mají mizernou
kvalitu - bylo to foceno ve
spěchu telefonem.
29.7.2009 -
Vyřešen problém cyklického
restartovaní CPU při zapnutí / vypnutí
GPS. Bude to záležet kus od kusu na daném GPS
modulu, ale ta moje nenažraná ludra má
nějaký hodně velký odběr při zapnutí
(cca asi po dobu 2ms) a stabilizátor to neustojí.
Kondenzátor hodnoty 4G (kanónem na vrabce) taky
výkyv nepokryl a musel jsem tedy dát do aplikace
ještě jeden stabilizátor, který
napájí jen CPU (hodila se jedna
drátová propojka vedouci
napájení k CPU - vyndal jsem ji a
místo ní tam dal LE50 v TO92 pouzdru).
Tím byl problém vyřešen a mohl jsem
začít laborovat s PowerSave. Tato funkce je pro tracker
naprosto klíčová, neboť GPS modul je hodně
nenasytný a ten můj obvzlášť (200 mA
!!!). Takový odběr nejen huntuje baterku, ale způsobuje i
velké zahřívání
stabilizátoru a teplo se
přenáší na celý komplet.
Zatím je PowerSave na začátku
testování, ale první pokusy
dávají slibné naděje.
Aktuální FirmWare pracuje takto. Po
zapnutí odvysílá statustext a (pokud
to je nastavene v EEPROM) čeká na FIX GPS.
Odvysílá pozici s nastaveným textem
(jako komentar), vypne napájení GPS a LEDka
signalizující GPS FIX zacne blikat (ke konci 30s
periody blikaní zrychlí), asi ve 25 vteřině
spánku se zapne napájení GPS a
čeká se opět na FIX (v průměru je zaFIXováno do 5
sekund). Pak se po zaFIXování čeká cca
3 sekundy, aby proběhly alespoň dvě měření GPS, protože na
základě toho se zjišťuje rychlost a směr. Pak se
odvysílá paket a celý proces se
opakuje ve smyčce. Minimální rychlost je 2 km/h.
LEDky mají příkon 2,3 mA, CPU baští
necelých 20 mA (časem to taky zkusím zmenšit), GPS
potřebuje 200 mA. Z toho se vyplývá, že stímto FW
je průměrná spotřeba v čase 30mA. Stabilizátory jsou
Low-Drop, takže při napájecím
napětí 5,2 V je na výstupu 5,0 V. Pochopitelně když tam
někdo bude chtít dát 7805, tak může, nožičkově je to
stejné, ale aby na výstupu bylo 5V musí být
na vstupu 8V, což pro napájení z baterek není ono.
Většina ručních stanic má 6ti
článkový akumulátor - 7,2 V.
FirmWare 29.7.2009 - Stáhnout
Obsah EEPROM (je
třeba změnit značku - je tam moje ;-) ) - Stáhnout
Zdrojové kódy sem dávat nebudu, ale v případě zájmu je pošlu.
Ctím
OpenSource.
Vlastní blbostí došlo ke smazání celé práce, tedy úprav v původních
zdrojácích od DH3WR. Takže již nemohu zdrojáky poslat.



