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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik GPS Empfänger bauen


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von Falk F. (falk_f)


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Hi Leute,

ich bin neu hier im Forum und hoffe, dass ihr mir helfen könnt. Ich 
möchte einen GPS Empfänger bauen, den ich dann per UART mit meinem Linux 
verbinden kann.

Als Empfänger habe ich diesen hier gefunden:
http://www.richardsonrfpd.com/resources/RellDocuments/SYS_29/GPS_Receiver_A2200_User_Manual_V1_0.pdf

Auf Seite 14 erkennt man wie es anzuschließen ist. Wenn ich das richtig 
sehe wird einfach GND und 3.3V angeschlossen, zwei Pins mit einem 10kOhm 
Wiederstand verbunden, die Antenne angeschlossen und das wars.

Nun meine Fragen:
1.: Wie genau schließe ich diese Antenne an? Soweit ich weiß hat so eine 
Antenne nur einen Anschluss und auf der Zeichnung hat die Antenne 3.
2.: Wisst ihr ob ich dazu noch etwas beachten muss? In der PDF stehen 3 
Notes, aber so richtig konnte ich noch nicht nachvollziehen was da 
gemeint ist.
3.: Habt ihr Seiten wo ich mich belesen kann?

Ich danke euch jedenfalls vielmals.
Grüße

: Bearbeitet durch User
von Chr. M. (snowfly)


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Bist du auf den GPS Chip festgelegt?
Wenn nicht - ab ca. 10€ gibt es USB-GPS-Empfänger die schon 
funktionieren (EDIT)und auch schon eine Antenne aufgelötet haben:
http://de.aliexpress.com/w/wholesale-gps-usb.html?spm=2114.010208.0.49.sLovhq&site=deu&SearchText=gps+usb&g=y&SortType=price_asc&groupsort=1&initiative_id=SB_20160812050605&shipCountry=de

sonst:
1.: Eine Antenne hat üblicherweise 2 Anschlüsse. GND und Ant. genau wie 
der Chip. Oft haben Antennen 2-4 GND Anschlüsse.
2.:was ist unklar?
3.:Dazu gibt es mit Sicherheit tausende von Tutorials in sämtlichen 
Sprachen.

>[..]und das wars.
Den Levelshifter brauchst du auch noch.
Beitrag "Unterschied zwischen UART und RS232"

: Bearbeitet durch User
von Falk F. (falk_f)


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Hallo Snowfly,

danke für deine schnelle Antwort.
Ich bin nicht auf diesen Chip angewiesen. Allerdings bin ich darauf 
angewiesen die Daten per UART zu übersenden. Deshalb funktioniert die 
USB Variante leider nicht.

Unklar ist für mich folgendes:
NOTE 1: Welche Größe hat der Pullup Wiederstand? Wo kommt er genau dran?

NOTE 2: Wenn ich das richtig sehe geht es hier um das Signal, dass den 
Chip starten lässt. Sollte machbar sein.

NOTE 3: Hier habe ich keine Ahnung was gemeint ist.

Bauanleitungen bzw. Ratgeber worauf geachtet werden muss (welche Antenne 
passt zu welchem GPS Modul, was muss rundrum noch mit Wiederständen 
bestückt werden, etc.) konnte ich bisher keine finden. Hatte mich auch 
gewundert.

Danke nochmal =)

Grüße

von Pascal H. (pase-h)


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Schau dir mal die Module von Hobbyking an:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__74649__Micro_HKPilot_GPS_And_Compass_u_Blox_NEO_6_and_HMC5883.html
Das sendet die Daten per UART@38400baud mit 5Hz.

Kostet 22,74€, und müsste alles können, was du willst...

Grüße
Pascal

EDIT:
Aus den EU-Warehouse (ohne Zoll und lange Wartezeiten) Kostet das Modu 
25,03€...

: Bearbeitet durch User
von Falk F. (falk_f)


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Hallo Pase-h,

danke für den Link. Ich wollte das ganze eigentlich selber bauen, aber 
wenns das fertig gibt => Warum nicht?
Ich suche mal ein paar zusammen. Mir wurden die GPS Chips von SIRF 
(SIRFIII und SIRFIV) empfohlen und ich glaube der hier ist keiner.
Hast mir auf jeden Fall weiter geholfen!

Grüße

von Chr. M. (snowfly)


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>...angewiesen die Daten per UART zu übersenden.
Dann nimm so ein Modul:
Ebay-Artikel Nr. 201571538865
Ebay-Artikel Nr. 261894978118
Ebay-Artikel Nr. 381656855999

NOTE 1:wird wohl der 10k Widerstand(ohne e!) sein
NOTE 2:ja, der ON-OFF Pin muss nach Spannung anlegen von Low auf High 
gezogen werden
NOTE 3:es wird empfohlen den nRST mit einem Open Colector Ausgang eines 
µC zu verbinden. Wenn du den nicht hast dann verbinde ihn über einen 10k 
Widerstand mit einem Output oder verzichte auf Reset.

>konnte ich bisher keine finden.
zu dem A2200 kannst du dir anschauen wie das Eval Board aufgebaut ist:
http://update.maestro-wireless.com/GNSS/A2200-A/GPS_Evaluation_Kit_EVA2200-A_V1.0.pdf
zu den U-Blox und NEO gibt es im Netz bestimmt mehr als du je lesen 
kannst.

PS: Was für ein Gerät ist denn dein ominöses Linux?

: Bearbeitet durch User
von Erwin D. (Gast)


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Falk F. schrieb:
> Ich wollte das ganze eigentlich selber bauen

Was meinst du mit "selber bauen"?
Das maximale, was man in der Regel machen kann, ist das Anschließen 
einer externen Antenne. Den eigentlichen GPS-Empfänger selber bauen 
kannst du dir (meiner Meinung nach) aus dem Kopf schlagen. Ich denke, du 
weißt gar nicht, was da alles dazu gehört. Das fängt schon mit einem 
ordentlichen HF-Design an. Dann mußt du eine Software entwickeln, welche 
die GPS-Signale vom Satelliten aus dem Rauschen herausrechnet. Also eine 
Korrelation im GHz-Bereich macht. Und das für viele Satelliten 
gleichzeitig (12 Stück sind keine Seltenheit). Dann kommt die 
Aufstellung des gesamten GPS-Protokolls und so weiter...
Ich denke, das willst du bestimmt nicht selber machen, oder?

von Franklin (Gast)


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Erwin D. schrieb:
> Was meinst du mit "selber bauen"?

Na was meinst du wohl? Er will ein GPS-Empfangsmodul mit einer wie auch 
immer gearteten eigenen Hardware kombinieren. Könnte man auch selbst 
drauf kommen...

Falk F. schrieb:
> Wie genau schließe ich diese Antenne an?

Nimm lieber den A2035. Der hat die Antenne schon drauf. Damit ersparst 
du dir den ganzen Aufwand mit Antennenanpassung usw.

von Stephan G. (Firma: privat) (morob)


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ich mag die teile nicht, weil ich dann immer der ganzen empfänger 
ausrichten muss.

: Bearbeitet durch User
von asdf (Gast)


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Franklin schrieb:
> Na was meinst du wohl? Er will ein GPS-Empfangsmodul mit einer wie auch
> immer gearteten eigenen Hardware kombinieren. Könnte man auch selbst
> drauf kommen...

Also ein GPS-Empfangsmodul, wie es Pascal vorgeschlagen hatte, mit einer 
eigenen Hardware kombinieren?
Falk F. schrieb daraufhin:
> Ich wollte das ganze eigentlich selber bauen

Deswegen meine Frage, was er denn selber bauen will.

von Romes (Gast)


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Chr. M. schrieb:
>>...angewiesen die Daten per UART zu übersenden.
> Dann nimm so ein Modul:
> Ebay-Artikel Nr. 201571538865
> Ebay-Artikel Nr. 261894978118
> Ebay-Artikel Nr. 381656855999

Diese Dinger habe ich direkt an einen usb-ttl-seriell Dingeskirchen 
angeschlossen. Die LED hängt da direkt am PPS.

von W.A. (Gast)


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Falk F. schrieb:
> Ich möchte einen GPS Empfänger bauen, den ich dann per UART mit meinem
> Linux verbinden kann.
>
> Als Empfänger habe ich diesen hier gefunden:
> 
http://www.richardsonrfpd.com/resources/RellDocuments/SYS_29/GPS_Receiver_A2200_User_Manual_V1_0.pdf

Für mich hört sich das erstmal so an, als ob du ein käuflich 
erhältliches, fertiges GPS Empfängermodul anschließen möchtest.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Einen GPS-Empfänger selbst bauen zu wollen, wäre wirklich hohe Schule.

Alleine eine Abweichung der internen Uhr um 1ms versetzt die ermittelte 
Position mal eben um 300km ... :-))

von W.A. (Gast)


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Frank E. schrieb:
> Alleine eine Abweichung der internen Uhr um 1ms versetzt die ermittelte
> Position mal eben um 300km ... :-))

Beim GPS-Empfänger wird die Uhrzeit, genauso wie die Position, aus den 
Empfangssignalen ausgerechnet. Darum braucht man für die Bestimmung 
der 3D-Position auch vier Satelliten. Wie doll die interne Uhr des 
Empfängers von der GPS-Zeit abweicht, ist ziemlich wursch. Such mal nach 
"Pseudorange".

von wolle g. (wolleg)


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Falk F. schrieb:
> Ich
> möchte einen GPS Empfänger bauen, den ich dann per UART mit meinem Linux
> verbinden kann.

Eine einfache Möglichkeit wäre, eine schon fertige GPS-Maus 
anzuschließen.

: Bearbeitet durch User
von W.A. (Gast)


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Falk F. schrieb:
> 1.: Wie genau schließe ich diese Antenne an? Soweit ich weiß hat so eine
> Antenne nur einen Anschluss und auf der Zeichnung hat die Antenne 3.

Dann weißt du falsch. Eine Antenne hat gewöhnlich zwei Anschlüsse. Bei 
Drahtantennen für Lang- und Mittelwellen ist einer davon oft als Erdung 
"getarnt". Der 3.te Anschluss ist die Versorgungsspannung für den 
Antennenverstärker. In der Zeichnung auf S.14 werden aber nur die zwei 
Anschlüsse für eine passive Antenne benutzt.

Siehe Kapitel 3.2.1 "Passive Antennas" und 3.2.2 "Active Antennas"

von Falk F. (falk_f)


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Wow vielen Dank für eure hilfreichen Kommentare =) ich bestell mir das 
Teil mal und baue es mir zusammen. Ich könnte zwar auch einen fertigen 
nutzen, merke aber gerade das ich UART bereits verwendet wird. Nun muss 
ich auf eine andere Schnittstelle umschwenken. Ich denke mit SPI sollte 
es ebenfalls funktionieren. Die Hardware sollte sich ja dadurch nicht 
verändern oder? Falls es funktioniert spendiere ich ein paar 
Screenshots.

Grüße Falk

von Falk F. (falk_f)


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Sooo, die Bauteile sind nun eingetroffen und leider stehe ich immer noch 
auf dem Schlauch wie man die Antenne anschließt. Ich hänge mal ein Bild 
an. Habt ihr da Erfahrung?

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von Wolfgang (Gast)


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Falk F. schrieb:
> Sooo, die Bauteile sind nun eingetroffen und leider stehe ich immer noch
> auf dem Schlauch wie man die Antenne anschließt.

Was sagt das Datenblatt und wie heißen die Bauteile, die du jetzt 
bestellt hast?

von holger (Gast)


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>Sooo, die Bauteile sind nun eingetroffen und leider stehe ich immer noch
>auf dem Schlauch wie man die Antenne anschließt.

Rausgeschmissenes Geld. Kauf dir ein fertiges Modul.
Wer nicht hören will zahlt halt doppelt.

von Falk F. (falk_f)


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Hallo Holger. Ich hatte weiter oben bereits geschrieben, dass mir nun 
leider UART nicht mehr zur verfügung steht und ich mit SPI arbeiten 
muss. Ein fertiges Modul mit SPI habe ich nicht gefunden. Deshalb bleibt 
mir wohl keine andere Wahl als es selbst zu bauen. Oder hast du ein 
fertiges SPI Modul gefunden?

Hallo Wolfgang. Hier ist das Datenblatt des GPS Moduls: 
http://www.richardsonrfpd.com/resources/RellDocuments/SYS_29/GPS_Receiver_A2200_User_Manual_V1_0.pdf
Die Belegung ist auf Seite 14 erklärt. Allerdings steht hier auch, dass 
diese Belegung für UART gedacht ist. Nicht für SPI.

Und hier ist das Datenblatt der Antenne: 
http://www.mouser.com/ds/2/398/GP.1575.18.4.A.02%2018x18x4mm%20GPS%20Passive%20Patch%202901-15236.pdf
Hier steht leider nichts dazu wie man sie anschließt.

: Bearbeitet durch User
von Pascal H. (pase-h)


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Wie wär's mit:
[Modul]->[USB/UART Wandler]->[Dein Linux PC]
oder
[Modul (UART)]->[µC]->[SPI]

Ich bin auch der Meinung, dass ein Modul die bessere Lösung gewesen 
wäre...

von Erwin D. (Gast)


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Falk F. schrieb:
> Deshalb bleibt mir wohl keine andere Wahl als es selbst zu bauen.

Hast du meinen Beitrag oben gelesen? Wäre nett, wenn du mal deine 
Meinung dazu abgeben könntest, ok? :-)

von holger (Gast)


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>Hallo Holger. Ich hatte weiter oben bereits geschrieben, dass mir nun
>leider UART nicht mehr zur verfügung steht und ich mit SPI arbeiten
>muss.

Dann kauf dir einen uC der zwei Uarts hat.

von Falk F. (falk_f)


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Puuhh ja das mit dem extra mic würde funktionieren. Allerdings wirkt das 
nach ner ganzen Menge mehr Aufwand und Fehlerpotential. Gibt es denn 
wirklich keine fertigen SPI Module? Die Idee ist aber bisher die Beste, 
auch wenn nicht ganz sauber. Aber was besseres fällt mir auch nicht ein.

von Fpga K. (fpgakuechle) Benutzerseite


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Falk F. schrieb:

> Und hier ist das Datenblatt der Antenne:
> 
http://www.mouser.com/ds/2/398/GP.1575.18.4.A.02%2018x18x4mm%20GPS%20Passive%20Patch%202901-15236.pdf
> Hier steht leider nichts dazu wie man sie anschließt.

Seite 6 zeigt den SMA-Anschluss für den SMA-Adapter, versuchs mal damit.

von Falk F. (falk_f)


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Aahh, wer lesen kann ist klar im Vorteil. Ich hoffe das funktionert. 
Danke für den Hinweis.

von Falk F. (falk_f)


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Hallo Erwin. Mit "selber bauen" meine ich das bestücken einer Platine um 
das fertige GPS Modul betreiben zu können (sind laut dem Plan nur ein 
paar Wiederstände und die Antenne).
http://www.richardsonrfpd.com/resources/RellDocuments/SYS_29/GPS_Receiver_A2200_User_Manual_V1_0.pdf

Als zusätzliches Problem kommt leider dazu, dass ich doch leider kein 
UART nutzen kann, sondern SPI nutzen muss. Und fertige SPI Module konnte 
ich nicht finden.

von tmomas (Gast)


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von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Falk F. schrieb:
> Sooo, die Bauteile sind nun eingetroffen und leider stehe ich immer noch
> auf dem Schlauch wie man die Antenne anschließt.

Die Patchantenne wird normalerweise auf eine durchgehend 
kupferkaschierte Platine montiert:
http://www.abracon.com/Support/PatchAntenna-Application-Note.pdf
Es ist aber viel einfacher, an den Empfänger ein SMB Pigtail zu bauen, 
und da eine kleine aktive Antenne anzuschliessen:
http://www.pollin.de/shop/dt/NTY3NjcyOTk-/KFZ_und_Zweirad/Autozubehoer/Navigation_Kameras/Aktive_GPS_Antenne_DAM_1575A4.html

Die Antenne ist prima und benutze ich auch in meinem DIY GPS.

: Bearbeitet durch User
von Fpga K. (fpgakuechle) Benutzerseite


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Falk F. schrieb:
> Hallo Holger. Ich hatte weiter oben bereits geschrieben, dass mir nun
> leider UART nicht mehr zur verfügung steht und ich mit SPI arbeiten
> muss. Ein fertiges Modul mit SPI habe ich nicht gefunden. Deshalb bleibt
> mir wohl keine andere Wahl als es selbst zu bauen.


Zieh doch mal Pin 17 während des resets auf GND - das könnte den SPI 
Mode aktivieren. Siehe Seite 20 und Seite 14 Note 1

von Fpga K. (fpgakuechle) Benutzerseite


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tmomas schrieb:
> Falk F. schrieb:
>> Ein fertiges Modul mit SPI habe ich nicht gefunden.
>
> http://www.watterott.com/de/Venus-GPS-Modul

Da steht was von logging auf SPI-flash mem , das klingt nicht nach SPI 
als Steuer/konfigurationskanal.

von Wolfgang (Gast)


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Falk F. schrieb:
> Allerdings steht hier auch, dass diese Belegung für UART gedacht ist.
> Nicht für SPI.

Wo liest du das?
Lt. Tabelle 14 in Kap. 5.2 liegt MISO auf Pin 3, MOSI auf 4 und SCK auf 
17. Der Pull-up an Pin 16 sagt dem Modul, dass es den UART aktivieren 
soll (Note 1). Den solltest du dir bei SPI also tunlichst verkneifen.

von Fpga K. (fpgakuechle) Benutzerseite


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Falk F. schrieb:

> Unklar ist für mich folgendes:
> NOTE 1: Welche Größe hat der Pullup Wiederstand? Wo kommt er genau dran?
Für UART mode (wenn du denn willst) 10k von pin 17 an Vcc
 (s. S. 14)


> NOTE 3: Hier habe ich keine Ahnung was gemeint ist.

Check mal 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Ausgangsstufen_Logik-ICs und 
Beitrag "8-bit Atmel Microcontroller: Output Ports open drain oder push pull oder was anderes"

: Bearbeitet durch User
von Fpga K. (fpgakuechle) Benutzerseite


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Wolfgang schrieb:

> Der Pull-up an Pin 16 sagt dem Modul, dass es den UART aktivieren
> soll (Note 1). Den solltest du dir bei SPI also tunlichst verkneifen.

Sicher? IMHO Pin 17.

von Falk F. (falk_f)


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Hach Wahnsinn was hier für Antworten reinflattern =) Danke, dass ihr 
alle so fleißig mithelft. Das ist wirklich eine Community, die den Namen 
verdient.

Hallo tmomas. Danke für deine Links. Das Venus Modul scheint mir etwas 
anderes zu sein und ist auch leider nicht in meiner Preisliga.
Der A2035H  ist was feines. Den muss man zwar auch von außen mit 
Widerständen beschalten, aber die Antenne ist schon mit angeschlossen. 
SPI hat er auch =)

Hallo Matthias Sch. Danke für die Links. Die arbeite ich mir heute mal 
durch.

Hallo Wolfgang. Danke das du das mit dem Pullup Widerstand nochmal 
erwähnst. Ich werde darauf achten.

Und hallo Fpga Kuechle. Danke das du mir die Links rausgesucht hast. Ich 
arbeite die heute mit durch. Hab ja jetzt genug Lektüre und Tüftelei für 
den Tag.

Wenn alles funktioniert schreibe ich in der nächsten Zeit ein kleines 
Tut für die Opensource Community.

Danke nochmal =)

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