Testy GPS modulu Venus

Zásielka zo Sparkfun.com dorazila behom týždňa, tak mohli začať testy ďalšej dôležitej časti elektroniky nákladu balóna – GPS modulu. Modul s chipom Venus638FLPx je nástupcom Venus634LPx, ktorý je úspešne otestovaný v balónových letoch vo výškach nad 18 km.

Modul môže byť konfigurovaný na 20Hz update, čo je pre náš účel veľmi veľa, postačuje nám 1 Hz update interval. Po konzultácii s Jozefom je možné, že update rate upravíme na 0.5 Hz.

Telemetria bude posielať polohu každé 3 sekundy, takže nám stačí naozaj menšia frekvencia posielania dát z GPS modulu.

Modul posiela cez sériovú linku štandardné NMEA-0183 vety, ktoré obslužný program dekóduje a vyberá z nich niektoré podstatné údaje:

  • UTC čas
  • longtitude a latitude
  • altitude (výšku)
  • rýchlosť pohybu
  • kurz
Tieto údaje sú naformátované do potrebnej podoby pre APRS a RTTY telemetriu a odvysielané na zem.
K modulu je pripojená externá aktívna anténa so ziskom 28 dB (na obrázku vpravo). Pri prvých testoch som pripojil modul k CPU. Sáriová komunikácia fungovala, GPS modul posielal štandardné NMEA vety. Nedosiahol sa ale GPS fix, takže modul neposielal údaje o polohe. Predpokladal som, že je problém v tom, že anténa nemá výhľad na oblohu. Presunul som teda celý test board na balkón, kde bola viditeľnosť časti oblohy. No aj tu trvalo neúmerne dlho (cca 20 minút), než došlo k zafixovaniu polohy.
Spomenul som si, že Pavel z czANSO projektu riešil podobné problémy s GPS. Vyhľadal som si info na jeho blogu. Pavel predopkladal, že GPS prijímač je rušený z CPU alebo počítača, tak skrátil prepoje medzi GPS modulom a CPU a doplnil filtráciu napájania.
Vyskúšal som teda aj ja doplniť 100nF a 10µF tantal kondenzátor k napájaniu tesne vedľa modulu. Prepoje som nemal dlhšie ako Pavel. No ani v tomto prípade nedošlo k zlepšeniu príjmu.
Podozrieval som aktívnu anténu, že zrejme nebude funkčná.
Pokračoval som ďalej na úpravách formátov súradníc, modul som mal teda v izbe cca 4 metre od okna. A zrazu začala LED dióda na GPS module blikať, čím je signalizovaný GPS fix! Ešte stále som upodozrieval aktívnu anténu, jej káblik. Nič iné sa nemenilo.
Potom som na riešenie došiel úplnou náhodou po konzultácii s Jozefom. Popísal som mu chovanie sa GPS modulu. Jozef má bohaté skúsenosti s programovaním aplikácií a GPS, tak mi poradil, že aktívna anténa by mala mať aspoň minimálnu protiváhu (cca 7×7 cm). V datasheete k našej anténe bohužial nič také nepíšu.
No a to je presne to, čo som vlastne nechtiac urobil, keď som presunul modul z balkona dovnútra. Anténa je položená blízko plechového krytu, ktorý zafungoval ako protiváha.

 

GPS je teda funčné, dôležitý záver je, že vo finálnej mechanickej konštrukcii bude potrebné myslieť aj na protiváhu pre GPS anténu.