Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mikro GPS-/GNSS-Logger


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von Marcel (Gast)


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Hallo,

wir planen die eine Raumnutzungsanalyse an heimischen Raubsäugern. Dabei 
gibt es für Fuchs und größere Tiere teure, aber sicher funktionierende 
GPS-Haldbänder mit einer brauchbaren Akkulaufzeit und z.T. auch der für 
uns sehr interessanten Möglichkeit, den Erfassungsmodus aus der Ferne 
umzustellen, z.B. von einer Position pro Stunde auf eine Position pro 
Minute. So könnte man zu bestimmten Zeiten die Datendichte deutlich 
erhöhen, ohne das Tier wiederfangen zu müssen (was gernicht so einfach 
ist).
Für kleinere Arten wie Iltis und insbesondere Wiesel gibt es solche 
Technik aber nicht. Zum Teil sind die Sender nicht programmierbar oder 
garnicht ausreichend klein. Dann bliebe nur die konventionelle 
VHF-Telemetrie.
Sieht jemand hier aus dem Forum die Möglichkeit, 
Miniatur-GPS/GNSS-Technik von der Stange (z.B. nach dem GF07 GPS-Logger 
suchen) umzubauen oder ein Selbstbausystem zu entwickeln?

Wir benötigen wasserdicht gebaute, an Halsbändern zu befestigende 
Systeme, die entweder über eine Funkverbindung oder GSM programmierbar 
sind bzw. zumindest onboard gespeicherte Daten auslesen lassen oder als 
Minimalvariante zusätzlich zu einer Speicherung onboard ein klassisches 
VHF-Signal haben, das die Suche nach den Tieren zum Abschluss der 
Untersuchung und einen gezielten Wiederfang erlaubt, sodass die Daten 
anschließend zusammen mit dem Halsband gesichert werden können. Für die 
Tiere wäre es auch gut, wenn man sie zum Abschluss ohne Halsband in die 
Freiheit entlassen könnte.
Als Batterielaufzeit wären 3 Monate wünschenswert. Je mehr 
Positionsfixierungen sich in dem Zeitraum realisieren ließen, desto 
besser. Am besten wäre die Möglichkeit, den Logger aus der Ferne zu 
aktivieren bzw. zeitweise zu deaktivieren oder die Erfassungsrate 
runterzusetzen.

Als Richtwert sollte der Sender nicht mehr als 5 % des Körpergewichts 
des Tiers wiegen, um das natürliche Verhalten nicht einzuschränken.
Für Iltisse lägen wir somit bei 35 Gramm für weibliche Tiere und 60 
Gramm für Männchen. Tricky wird es beim Wiesel. Da wäre man bei 8 bzw. 
12 Gramm.
Ich habe einen GF07-Logger auseinander genommen. Die Technik (Platine 
mit Sim-Karten-Slot) ohne Gehäuse wiegt inkl. der 400mAh Batterie 8 
Gramm (35 x 15 mm).

Ich bin gespannt, was (hoffentlich) machbar ist..

Gruß
Marcel

von Sirf7 (Gast)


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Marcel schrieb:

> Sieht jemand hier aus dem Forum die Möglichkeit,

Man sieht nichts! Mache Bilder der ICs!

von Marcel (Gast)


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Sorry, im Anhang nochmal größere Abbildungen.
Unter dem Kabel steht "Camera".

von Cyblord -. (cyblord)


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Sorry ich verstehe es nicht ganz: Ist die Aufgabe kleiner und leichter 
zu werden als diese vorhandenen Geräte oder sollen diese in der 
Funktionalität erweitert werden?
Bei erstem würde ich Schwarz sehen.

von Marcel (Gast)


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Also, kurz gefasst wären folgende Dinge gut:
 - mehr Akkukapazität
 - Änderung der Erfassungsrate (Positionsfixe pro Zeiteinheit)
 - Datendownload per Funk oder Mobilfunknetz
 - optional: Integration eines VHF-Signals, das auch nach dem Ende der 
GPS-Batteriekapazität entweder über eine separate Batterie oder eine 
gesteuerte Abschaltung des GPS vor dem Kapazitätsende einer einzigen 
integrierten Batterie noch sendet, um das Tier mitsamt Halsband oder ein 
abgestreiftes Halsband wiederzufinden. Das VHF-Signal benötigt wenig 
Energie. Wir haben hier noch ein älteres Halsband, das komplett 14 Gramm 
wiegt und ca. 6 Monate sendet.

von googler (Gast)


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MT6261DA => Mediatek => SIM800L

von googler (Gast)


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Hmm - irgendwie fehlt da die GPS Hardware..

von Dirk T. (helipage)


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googler schrieb:
> Hmm - irgendwie fehlt da die GPS Hardware..

Scheint zu stimmen.
Lt. einem Review im Netz scheint der GF-07 nur ein GSM-Tracker zu sein.
Ortung also nur über TA-Werte im Mobilfunknetz und daher ziemlich 
ungenau

: Bearbeitet durch User
von Marcel (Gast)


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Oh, verdammt... Das war mir nicht aufgefallen, aber er war ja auch nur 
ein Beispiel.
Es gibt noch andere Systeme mit integriertem GPS, z.B. 
https://www.tailit.com/de/mini/ oder 
https://www.sm-modellbau.de/GPS-Logger-3
Könnte man für den "GPS Logger 3" eine Änderung von Einstellungen und 
eine Datenübertragung aus der Distanz realisieren?

von Crazy H. (crazy_h)


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Man könnte ja jetzt mal anfangen zu rechnen. Ich werf mal ein GPS-Modul 
inkl. Antenne mit 0.6g in den Topf.

: Bearbeitet durch User
von Chris K. (kathe)


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von Marcel (Gast)


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Die Icarus-Module haben Solarmodule, die bei den überwiegend 
nachtaktiven Tieren, deren Verhalten wir untersuchen wollen, nicht viel 
helfen. Die Tagesverstecke der Tiere sind häufig unter der Erde oder 
verteckt in längerer Vegetation oder unter Gehölzbeständen.
Zusätzlich würde die 12 cm lange Antenne die Tiere, die alle von Zeit zu 
Zeit unter der Erde sind, entweder in eigenen Erdbauen oder bei der Jagd 
auf Beutetiere, im Verhalten behindern und wahrscheinlich früher oder 
später abbrechen.
Es wäre also gut, mit Batterie, GPS und einer anderen Kommunikationsform 
als bei Icarus zu arbeiten.

von meshtastic (Gast)


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Mir fallen hier gleich die lilygo.cn produkte ein:

Alles mögliche mit GPS und LoRa.
Gerade ist ein nrf52 Board in der Mache, welches weniger Energiehungrig 
ist als der ESP32. Müsste demnächst releast werden.


Eine nutzbare Software wäre das meshtastic.org Projekt.
Topologie:
    Master Knoten an PC, Auswertung Python API
    Repeater so viele wie notwendig (ca 4km Reichweite im ebenen/flachen 
Wald)
    Slave Knoten am Tier.

Energiesparend muss das aber noch werden... sprich seltener die Daten an 
den Master übermitteln. Aber auch ohne diese Firmware sind diese Boards 
mit Software-Eigenentwicklung sehr passend.

von Harald A. (embedded)


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GPS geht ja offensichtlich schon mal auf 4x4mm:
https://www.prnewswire.com/news-releases/origingps-launches-worlds-smallest-gnss-module-300423295.html

Beim Funkmodul würde ich nach Möglichkeit auf NB-IOT und CAT-M1 setzen, 
denn die Standards sind 1. sehr sparsam und 2. brauchen die keinen hohen 
„Anlaufstrom“ für die Einbuchung ins GSM Netz, 3. aufgrund der 
Schmalbandigkeit sehr gute Empfindlichkeit im Vergleich zu 
Standardmodulen. Der Netzausbau muss natürlich passen. SIM-Karte 
natürlich als ESIM, das sollte ja aus Gewichtsgründen sowieso klar sein.

https://www.murata.com/en-eu/products/info/connectivitymodule/lpwa/2018/0222

Vermutlich muss man das alles neu und selbst entwickeln, etwas Passendes 
dürfte man aufgrund der gewünschten Eigenschaften kaum finden.

P.S.: könnte man die Tiere im Bau induktiv laden wie eine eine 
Zahnbürste/Smartwatch etc.? Müsste man neben dem Bau einen starken 
Energiesender einbauen.

Besser noch, wenn ihr noch die Zeit habt um auf 5G zu warten. Da wird es 
dann nochmal wesentlich bessere Möglichkeiten geben. Bis zur 
Verfügbarkeit auf dieser Ebene vergehen aber sicher noch 5 Jahre.

: Bearbeitet durch User
von Harald A. (embedded)


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ESIMs bekommst Du übrigens (auch in Kleinmengen), wenn Du mal mit den 
Leuten vom Business-Support (nicht die DAU-Hotline bitte) von Telekom, 
Vodafone sprichst.

: Bearbeitet durch User
von sid (Gast)


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Ich hoffe das ist mit dem Forstamt besprochen,
das "montieren" von Halsbändern and Wildtieren ist nicht zwingend eine 
gute Idee,
(Batterien laufen aus vergiften Tier und Wald,
müssen ggf geladen werden und damit ist das wiedereinfangen doch ein 
Thema, bleiben in der örtlichen Botanik hängen aus unterschiedlichstem 
Grund und im Grunde ist es dann Sondermüll im 
Naturschutzgebiet...etc.pp.)
und bei sowas ist nichtnur ein Tier elend verendet, weil es sich 
erfolglos versuchte aus dem Halsband zu befreien (erstickt, verhungert, 
gebrochene Gliedmassen...) was sicherlich den Tatbestand der 
Tierquälerei erfüllt.

Also im Zuge Wissenschaftlich notwendiger Untersuchungen.. jau.. klar
Im Rahmen sicherlich... IMMER in Absprache mit den zuständigen Behörden.

Als Hobbyprojekt, weil man zB neugierig ist welcher Fuchs einem die 
eigenen Zierhühner aus dem Garten klaut..
NOPE! Denk nichtmal daran!
Und falls doch, lass Dich bitte dabei erwischen damit Du auch voll 
auskosten kannst was da so alles dran hängt ;)

'sid

von Marcel (Gast)


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sid schrieb:
> Ich hoffe das ist mit dem Forstamt besprochen,
> das "montieren" von Halsbändern and Wildtieren ist nicht zwingend eine
> gute Idee,
[...]
> Also im Zuge Wissenschaftlich notwendiger Untersuchungen.. jau.. klar
> Im Rahmen sicherlich... IMMER in Absprache mit den zuständigen Behörden.
>
> Als Hobbyprojekt, weil man zB neugierig ist welcher Fuchs einem die
> eigenen Zierhühner aus dem Garten klaut..
> NOPE! Denk nichtmal daran!
> Und falls doch, lass Dich bitte dabei erwischen damit Du auch voll
> auskosten kannst was da so alles dran hängt ;)
>
> 'sid

Keine Sorge, das läuft alles offiziell. Einmal aufgrund der Kosten, 
andererseits könnte man sonst die Daten ja auch nicht verwerten.
Für so ein Projekt muss man übrigens einen Tierversuchsantrag nach den 
gleichen Vorgaben stellen, als wollte man einem Tier Elektroden in den 
Kopf implantieren...

von Marcel (Gast)


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Harald A. schrieb:
> GPS geht ja offensichtlich schon mal auf 4x4mm:
> 
https://www.prnewswire.com/news-releases/origingps-launches-worlds-smallest-gnss-module-300423295.html
>
> Beim Funkmodul würde ich nach Möglichkeit auf NB-IOT und CAT-M1 setzen,
[...]
Ginge da so etwas: 
file:///C:/Users/Anwender/AppData/Local/Temp/Quectel_BG77_LPWA_Specifica 
tion_V1.1.pdf
Das ist das GPS gleich integriert.
>
> https://www.murata.com/en-eu/products/info/connectivitymodule/lpwa/2018/0222
>
> Vermutlich muss man das alles neu und selbst entwickeln, etwas Passendes
> dürfte man aufgrund der gewünschten Eigenschaften kaum finden.
>
> P.S.: könnte man die Tiere im Bau induktiv laden wie eine eine
> Zahnbürste/Smartwatch etc.? Müsste man neben dem Bau einen starken
> Energiesender einbauen.
Wenn die Daten einem die Tagesverstecke verraten, könnte man das 
versuchen - teilweise sind die ja auch oberirdisch. Wie nah müsste man 
denn ran und wie viel Erde dürfte darüber sein, wenn sie doch unter der 
Erde sind?
[...]

von Marcel (Gast)


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von Harald (Gast)


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Marcel schrieb:
> Hier nochmal ein fusionierender Link:
> 
https://www.tekmodul.de/wp-content/uploads/2020/07/Quectel_BG77_LPWA_Specification_V1.1.pdf

Sieht doch gut aus, weiß nicht ob die Bänder passen zum 
deutschen/europäischen Netz, das können aber die Berater der 
Netzbetreiber beantworten. Anbieter aus Shanghai, also mit 
Glonass/Beidu, nicht schlecht. Prozessor ist auch mit drin, also 
Single-Chip Lösung. Antennen können bestimmt ins Halsband eingearbeitet 
werden (Entwicklungsaufwand!)

Jetzt brauchst Du nur noch jemanden, der das entwickelt. Wenn das ein 
nicht privates Projekt ist kommt auch nochmal eine Menge Zertifizierung 
dazu (CE, RED, etc.). Alles machbar, der Kostenrahmen ist aber schon 
immens.

Ob das mit dem induktiven Laden überhaupt klappen könnte kann man 
pauschal auch nicht sagen, auch das wäre ein eigenes Forschungsfeld. So 
aus dem Bauch raus würde ich mal auf Abstände <= 0.5m tippen, damit 
überhaupt etwas Energie ankommt. Und der Sender müsste ja auch versorgt 
werden, dabei bleiben aber 99.9% der Energie auf der Strecke. Und 
hoffentlich hat das Tier keinen Magnetsinn.

von sid (Gast)


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Marcel schrieb:
> Keine Sorge, das läuft alles offiziell.
Dann ist ja gut, wollte nur sicher gehen ;)
> Für so ein Projekt muss man übrigens einen Tierversuchsantrag nach den
> gleichen Vorgaben stellen, als wollte man einem Tier Elektroden in den
> Kopf implantieren...
vielleicht nicht ganz ohne Grund weil ja jedes mit Halsband bestückte 
Tier
quasi zu Schrödingers Katze mutiert.

'sid

von Harald (Gast)


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Hier schon mal eine Anwendung, die bei Betrieb mit einer Batterie eine 
Lebenszeit von 10 Jahren verspricht (eure Batterie wäre natürlich 
deutlich kleiner)
https://www.imagineon.de/de/story/nb-iot-story

Die haben einen extra Prozessor STM32 drauf. Vermutlich(!), weil die 
Einbindung eigener Programme in den Modemprozessor mit größeren 
Aufwendungen verbunden sein dürfte: Abstimmung mit Quectel, NDA, 
spezielle Entwicklungsumgebung usw. Im obigen Projekt werden die einfach 
den BG77 mit ausgelieferter Standardfirmware nutzen und den Rest im 
eigenen STM32 abwickeln. Wie gesagt, reine Vermutung. Wäre aber 
zusätzlicher Bauraum, den man nicht haben will.
Man kann auch schön die ESIM erkennen, rechts unten um Bild der Platine. 
Da kann man auch mal die Größenverhältnisse sehen: obwohl ESIM im MSOP8 
recht klein ist, wirkt die im Verhältnis zum BG77 auch schon wieder 
riesig.

Aufhorchen lassen sollte dich auch folgendes Zitat:
"Außerdem verfügt NB-IoT über eine Sendeleistung von 23dB in der 
Basisstation (20dB auf dem Empfänger) wodurch auch tief im Inneren eines 
Gebäudes Senden und Empfangen möglich ist - weitaus besser als mit 
herkömmlichen GSM Verbindungen bei der Mobiltelefonie!"

Jedenfalls wäre das doch schon mal eine schöne Platine, wenn man mit der 
Entwicklung direkt starten möchte.

Beitrag #6430733 wurde von einem Moderator gelöscht.
von NB-IoT noob (Gast)


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Harald schrieb:
> "Außerdem verfügt NB-IoT über eine Sendeleistung von 23dB in der
> Basisstation (20dB auf dem Empfänger) wodurch auch tief im Inneren eines
> Gebäudes Senden und Empfangen möglich ist - weitaus besser als mit
> herkömmlichen GSM Verbindungen bei der Mobiltelefonie!"

Warum? GSM900 sendet doch mit bis zu 33dBm?

von axelr. (Gast)


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>wir planen
wer ist "wir" und wie kann man dich/euch erreichen?
Gruß, Äxl
email: axel.ruehl<at>gmx.de

von Harald (Gast)


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Ich kann es Dir nicht genau erklären (Habe ich mal gehört aber 
vergessen). Es hängt, soweit ich mich erinnere, mit der Bandbreite 
zusammen. NB-IOT/CAT-M1 nutzt nur einen Träger aus dem 
LTE-Gesamtspektrum. Durch die Schmalbandigkeit erreicht man höhere 
Reichweite bei niedrigerem Energieeinsatz, natürlich verschlechtert sich 
dabei die Übertragungsbandbreite. Aber auf hohen Datendurchsatz ist 
NB-IOT auch nicht ausgelegt.
Gibt bestimmt Leute hier, die das besser erklären können. Oder google 
das mal..

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