Miniaturowy GPS dla robotyki i nie tylko

01 sierpnia 2012

Odbiorniki GPS są niezbędnym elementem wielu współczesnych aplikacji, w czym pomagają im niewielkie wymiary, niewielki pobór mocy, duża dokładność pozycjonowania, a także niskie ceny. Przykładowe rozwiązanie łączące wszystkie te cechy z wygodą stosowania przedstawiamy w artykule.

Opracowaną i przetestowaną w naszym laboratorium aplikację odbiornika GPS L30 firmy Quectel przedstawiamy na schemacie pokazanym na rysunku 1.

Rysunek 1. Schemat ideowy miniaturowego odbiornika GPS

Odbiornik L30 charakteryzuje się niewielkimi wymiarami (9 mm×9 mm×1,6 mm), dużą czułością, a także wysoką odpornością na zakłócenia elektromagnetyczne. Zastosowano w nim chipset SiRF Star IV, którego oprogramowanie wewnętrzne (firmware) obsługuje interfejsy komunikacyjne UART i I²C, ale ze względu na docelowy obszar zastosowań (lokalny odbiornik współpracujący z mikrokontrolerem) w prezentowanym projekcie jest wykorzystywany wyłącznie interfejs I²C.

Ze względu na niewielkie wymiary odbiornika L30 nie wyposażono w system dystrybucji zasilania do aktywnej anteny GPS. Rolę takiego „zasilacza” spełniają rezystor R1 i dławik L1 dołączane do napięcia zasilającego 1,8 V za pomocą zworki JP1. Jeżeli antena aktywna współpracująca z odbiornikiem wymaga napięcia zasilania wyższego niż 1,8 V, trzeba je dołączyć do styku numer 2 złącza JP1 (przy zdjętej zworce).

Dane przesyłane przez odbiornik L30 są dostępne na złączu Con2, które służy także do dostarczania zasilania (3,3 V, ok. 45 mA + prąd pobierany przez aktywną antenę, jeżeli jest zasilana). Napięcie zasilające odbiornik jest stabilizowane przez stabilizator LDO U1.

Do punktów lutowniczych JP2 trzeba dołączyć mikroprzełącznik lub – najlepiej za pomocą tranzystora dołączonego w sposób pokazany na rysunku 2 – które będą spełniać rolę elektronicznego włącznika/wyłącznika odbiornika L30. Każdorazowe włączenie/wyłączenie odbiornika wymaga podania na wejście ON/OFF modułu zbocza opadającego i utrzymania stanu „0” logicznego przez co najmniej 1 ms.

Rysunek 2. Sposób dołączenia włącznika zasilania

Odbiornik wyposażono w optyczny sygnalizator odbioru poprawnych danych z satelitów GPS (synchronizacji odbiornika), do czego służy dioda D1 sterowana za pomocą tranzystora T1, który spełnia rolę drivera prądowego.