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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik GPS-Boot-Navigation mit ublox


Autor: dap by MAT (Gast)
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Grüße euch!

Ich und ein Kollege entwickeln momentan ein neues "Fishfinder-System". 
Es wird hierzu eine Steuerungsapplikation die Platinen ansteuert 
verwendet. Ein Funkmodul befindet sich am Ufer, das andere ist am Boot 
angebracht. Wir wollen, bei nicht all zu starker Strömung ziemlich genau 
die Position halten können. Um die Aufgabenstellung des an einem 
Fixpunkt treibenden Bootes zu lösen, wollen wir GPS-Daten mit dem 
Funkmodul (übrigens mit einem Atmege128 ausgestattet) einlesen, an die 
Basisstation schicken und dort auswerten. Das heißt im Klartext, dass 
das Boot einen bestimmten "GPS-Sollwert" hat (Längen-und Breitengrade). 
Weicht nun der "GPS-Istwert" vom "GPS-Sollwert" ab, so wird dies durch 
am Boot angebrachte Motoren mit Schiffsschrauben ausgeglichen.

Nun kommen einige Fragen auf:
.)Was ist eure Meinung dazu? (ist eine solche Navigation mit dem 
GPS-System "u-blox" in punkto Genauigkeit überhaupt möglich / wenn JA, 
wie viel Meter würde sich das Boot von einem "GPS-Fixpunkt" wegbewegen?
.)Kann man bei den Modulen einfach die RX- und TX- Datenleitungen 
herausführen und in Form einer RS232-Verbindung verwenden?
.)In welcher Form bzw. in welchen Zeitintervallen erhält man die 
Signale?
  Wir haben bereits ein GPS-System von Navilock mit Hyperterminal
  getestet, und sind auf folgende Datenstrukturen gestoßen:

  $GPGGA,170834,4124.8963,N,08151.6838,W,1,05,1.5,280.2,M,-34.0,M,,,*75

  Arbeitet ublox ebenfalls mit NMEA-Strukturen?

Ich hoffe ihr können mir meine Fragen weitgehend beantworten und mir 
vielleicht zusätzliche Infos liefern. Somit wäre ich euch sehr verbunden 
wenn ihr mir baldige Antwort auf meine Fragen zukommen lassen würdet.

                                     hochachtungsvoll
                                         Theiser Matthias

Autor: Rainer (Gast)
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Hallo Matthias,

zu 1) Meine Erfahrung mit dem ublox GPS-Empfänger ist gut. Eine erste 
Position bekommst Du bei normaler Satellitenlage (>3) innerhalb von etwa 
30s. Bis dahin treibt Dein Boot irgendwo rum. Wenn Du nicht allzu große 
Anforderungen bzgl. Deines "Fixpunktes" stellst und einige Abweichungen 
erlaubst, dann kann das schon klappen.

zu 2) Die Leitungen RX und TX kannst Du einfach verwenden. Wenn die 3V 
Pegel ausreichen, dann geht das direkt an einem Mikrocontroller.

zu 3) Die ublox GPS-Empfänger haben einige proprietäre Nachrichten, also 
solche, die nicht im NMEA Standard definiert sind. Damit kannst Du 
festlegen, welche Nachrichten überhaupt vom GPS-Empfänger gesendet 
werden und mit welcher Frequenz.
Die Nachricht GPGGA ist schon ein guter Anfang. Darüber hinaus hat ublox 
noch ein proprietäres Binärprotokoll mit dem Namen UBX. Damit kannst Du 
einiges mehr anstellen und Dein Boot intelligenter machen.

Alles in allem sind die ublox GPS-Empfänger gutmütig und verrichten 
zuverlässig ihren Dienst.

Für weitere Fragen melden!

Autor: dap by MAT (Gast)
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OK, also erstmal GROßEN DANK !!!

Dachte nicht das sich jemand so flott und dann auch noch so ausfürlich 
meldet.

Also das Boot wird so und so erst ins Wasser gestellt, sobald ein 
ordentliches Signal empfangen wird. Nun habe ich noch eine kleine Frage:

Nachdem ja das Signal abweicht von NMEA und du erwähnt hast, dass man 
einstellen kann, dass nur bestimmte Daten gesendet werden, wäre es echt 
nett von dir wenn du mir ein wenig "gefilterte" Informationen 
übermitteln könntest. Also mit "gefilterten" Infos meine ich kein 
kompliziertes Zeugs, ... viell. 'n Beispiel wie ein solcher Datensatz 
aussieht oder so. Weiters wäre für mich intressant welche Pins außer RX 
und TX der ublox noch verwendet werden müssen bzw. sollten.

Freue mich bereits auf weitere kompetente Hilfe, DANKE im Voraus !!!

Autor: Rainer (Gast)
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Den genauen Aufbau der Nachrichten bekommst Du bei ublox. In ihrer 
Protokoll-Spezifikation sind sowohl die NMEA als auch die 
UBX-Nachrichten ausführlich beschrieben!

Neben RX und TX brauchst Du nur noch die Antenne anschließen. Eine 
größere Herausforderung wird der Aufbau der Platine sein. Mit einem 
guten Design kannst Du einige dB herausholen.

Die Nachrichten, die ihr verschicken müsst, könnt ihr als Zeichenkette 
vorweg aufbereiten. Diese werden sind nicht verändern. Wenn ihr also 
beim Hochfahren den GPS-Empfänger richtig einstellt, dann werdet ihr nur 
noch Nachrichten erhalten. Etwas haariger wird es allerdings, wenn ihr 
beide Protokolle gleichzeitig nutzen wollt. Für diesen Fall müsst ihr 
die eingehenden Daten nach Nachrichten (NMEA oder UBX) durchforsten und 
trennen. Mit etwas Zeitaufwand leicht zu bewältigen.

Die Unterlagen, die Du bei ublox - nach einer kostenlosen Registrierung 
- erhalten kannst, sind echt gut!

Darüberhinaus will ich euch den Spaß natürlich nicht nehmen! Wenn ihr 
noch konkretere Fragen habt, dann melden!

Autor: reflection (Gast)
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Wo kauft ihr die ublox Chips? Bei www.u-blox.com kostet ja das Shipping 
ein kleines Vermögen. Die sind hier in der Schweiz ganz in meiner Nähe, 
aber ich kann keinen Chip abholen, die sind wohl ziemlich unflexiebel

Über eine andere Bezugsquelle wäre ich dankbar, wenns dann noch in der 
Schweiz ist, wäre das natürlich toll!

Gruss reflection

Autor: botnec (Gast)
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Beschaffe dir eine CR4 bei Conrad oder wo anders. Diese u-Blox
Maus mit Antaris Chipsatz kann man leicht von USB auf Seriell (TTL)
umbauen und ein halbwegs dichtes Gehäuse hast du auch noch.

Autor: dap by MAT (Gast)
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Danke dir erstmal für die Info!

Paar kleine Fragen noch:

1)Könntest du mir mal den Datensatz übermitteln der bei diesem Modul zu 
erwarten ist, bzw. wo ich genauere Daten finde ... weil auf u-blox.com 
finde ich mich nur sehr schwer zurecht ... wäre dir für nähere Infos 
bzw. Link sehr Dankbar

2)Bin leider nicht so der "Elektrotechnik-Freak", somit hab ich keine 
Ahnung mit welchem Kabel bzw. Modul ich von USB auf RS232 kommen. 
Vielleicht kannst du mir bei Conrad Artikel zur Konvertierung zeigen

Bedanke mich mal recht herzlich und verbleibe vorerst

            mit freundlichen Grüßen
                  Matthias

Autor: botnec (Gast)
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So sieht das Innenleben in etwa aus.

http://www.u-blox.de/products/c04_4h.html

Auf dem Bild sieht man welches u-Blox Device drauf ist, somit
bekommst du auch über die Beschreibung den Datensatz heraus 
(NMEA183,UBX,RTCM).

Zum Umbau ist kein Adapter nötig. Man schraubt das Gehäuse auf,
lötet einen oder zwei Widerstände um und lötet die USB-Leitung
an die seriellen Pins (am besten USB-Stecker dan abschneiden).

Autor: dap by MAT (Gast)
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Erstmal wieder DANKE für die rasche Antwort ...

jedoch, wie soll ich wissen welche Widerstände ich umlöten muss ? Und 
noch ne kleine Frage ... sehe ich das richtig, dass ich dann nur 
Stromversorgung (+ und - Poole der USB-Leitung versorgen muss) und RX 
bzw. TX gemäß D+ und D- an mein Board anlöten muss und schon empfange 
ich alle ca. 1 Sekunden GPS-Daten ?

Hoffe ich gehe dir nicht aufm Keks, aber du bist da bestimmt mehr 
bewandert als ich, also schon mal Danke im Voraus !!!

P.S.: Im Anhang findest du eine solche Applikation, nur frage ich mich 
warum 5 Litzen auf das Board geführt werden (also ich zähle da nur 4 --> 
Versorgung "+" und "-" und RX und TX ... bitte um kurze Erklärung 
...´THX

Autor: botnec (Gast)
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Hier findest du den Schaltplan der Maus.

http://imperia.mi-verlag.de/imperia/md/upload/arti...

Dort ist auch beschrieben was man machen muss zum Umbau .
USB ist dann nicht mehr vorhanden. Man braucht mindestens 4 (5)
Leitungen zum GPS-Modul : VCC,GND,RXD,TXD,(GND) .

Nach dem Anschluss der Versorgungsspannung bekommst du nach kurzer
Zeit die NMEA Daten die defaultmaßig ausgewählt sind.

Autor: dap by MAT (Gast)
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Na gut,...

dann sag ich mal großen DANK, werde mir dieses Sytem bald zulegen, 
Code-bzw. Programmentwicklungen laufen ja schon.

Wenn Probs auftreten melde ich mich einfach gg ... also nochmals THX 
!!!

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