Обзор GPS модуля

Китайские интернет магазины буквально кишат GPS модулями. Ко мне в руки попала модель VK2828U7G5LF фирмы V.KEL. Сам модуль пришел в обычном пакете и с какой либо упаковкой, кроме антистатического пакета, китайцы не заморачивались совсем.

Несмотря на это почта пощадила девайс и он дошел абсолютно целым. В комплекте идет сам модуль и штекер с разноцветными проводами.

На модуле все контакты разъема подписаны, обозначают данные сокращения следующее:

• E - Enable
• G - GND
• R - Rx
• T - Tx
• V - + питания
• P - сигнал захвата спутников, он же выводится на два светодиода на плате модуля (PPS).

Технические характеристики модуля:

• Напряжение питания: 3.3 В - 5 В
• Потребляемый ток: 25-35 мА
• Чувствительность приемника: -148 dBm (холодный старт), -160 dBm (захват), -162 dBm (трекинг)
• Максимальная высота: 50 км
• Максимальная скорость: 500 м/с
• Точность измерения скорости: <0,1 м/с
• Точность измерения направления: <0.5 градуса
• Точность позиционирования: <2,5 м
• Принимаемые системы: GPS, GALILEO, SBAS (WAAS, EGNOS, MSAS, GAGAN)
• Среднее время холодного старта: 26 с
• Частота обновления параметров: 1-10 Гц.
• Формат выходных данных NMEA 0183 V3.0
• Типы передаваемых сообщений: GGA, GSA, GSV, RMC, VTG, GLL, MSS.
• Размеры: 28.4x28.4 мм
• Масса: 13 г

Что ж, не так и плохо. Попробуем подключить эту железку. Для запуска необходимо подать питание и подключить вывод E к плюсу питания. С внешним миром модуль общается средствами UART. Для работы доступен широкий выбор скоростей, от 1200 б/с до 921600б/с. По умолчанию установлена скорость 9600 б/с.

Самый простой способ проверить работоспособность модуля - подключить его к ПК при помощи USB-UART адаптера. Что я и сделал. После подачи питания 5В засветился индикатор PWR и в COM терминале появились данные.

Выходной формат данных NMEA 0183 V3.0. Данный формат представляет собой обычную текстовую строку, обязательно начинающуюся с символа $ и заканчивающуюся символами конца строки и перевода каретки (\r\n). 

Уже неплохо, но разбирать пакет глазами неудобно, а даташит рекомендует некую программу под названием u-center. Такое ПО действительно нашлось на просторах интернета. Там все немного интереснее, и графики, и диаграммы. Здесь я не буду выкладывать снимки работы ПО, т.к все это дело подробно описано в даташите. Помимо просмотре данных с модуля, можно осуществить его настройку. Настроек не много, но они есть:

• Настройка фильтра выходных данных. Чтобы модуль не сыпал все подряд, а выбирал лишь те данные, что нам нужны.
• Настройка UART.
• Настройка частоты выдачи данных.
• Настройка типа старта (холодный/горячий).
• Сброс.
• SleepMode.
• Сохранение настроек.

Команды для них приведены в даташите, который прикреплен в конце статьи.

Смотреть данные на ПК, конечно, интересно. Но, во-первых он должен быть возле окна, а во-вторых хочется сравнить работу данного модуля с модулей от фирмы Globalsat по имени EM506, со схожими характеристиками (стоит он, кстати, почти в 5 раз дороже):

• Напряжение питания: 4,5 В - 6,5 В
• Потребляемый ток: 33-55 мА
• Чувствительность приемника: -160 dBm (захват), -163 dBm (трекинг)
• Максимальная высота: 18 км
• Максимальная скорость: 515 м/с
• Точность измерения скорости: <0,01 м/с
• Точность измерения направления: <0.01 градуса
• Точность позиционирования: <2,5 м
• Принимаемые системы: GPS, SBAS (WAAS, EGNOS, MSAS, GAGAN)
• Среднее время холодного старта: 3 5с
• Частота обновления параметров: 1 Гц,  0,2 Гц.
• Формат выходных данных NMEA 0183 V3.0
• Типы передаваемых сообщений: GGA, GSA, GSV, RMC, VTG, GLL, ZDA.
• Максимальная скорость обмена 38400 б/с.
• Размеры: 30.1х30.2 мм
• Масса: 15 г

Внешний вид не многим отличается:

Но подключать два модуля к ПК чтобы сравнивать показания в двух окнах ПО как-то не сильно удобно. Поэтому я быстро написал простейший парсер NMEA на STM32. Выглядит железка как-то так:

Он распознает только один пакет GPGGA, в котором как раз и содержится вся необходимая информация о местоположении. При этом пока нет фиксации позиции, пакет содержит только время, так что его мы должны увидеть сразу после включения. Оба модуля подключатся по UART, т.к. по другому они и не умеют (на самом деле, в природе существуют модули и с SPI, выдающие данные в "сыром" формате, без использования NMEA, но это уже совсем другая история), а данные отображаются на дисплее. Для тестирования был собран небольшой стенд на балконе (8 этаж 11-этажного дома). Отладка ПО контроллера специально производилась в нескольких километрах от точки тестирования, чтобы при тестировании в модулях не было заранее прописанной информации о расположении спутников. Все железо уютно расположилось на подоконнике:

При подаче питания оба модуля начинают выдавать время по Гринвичу. EM506 делает это практически сразу, VK2828 тратит на 3-4 секунды больше. По прошествии около 35 секунд оба модуля выдали текущее местоположение.

VK2828 при этом начал весело мигать.

К слову, это было первое включение обоих модулей на моем балконе. Если же выключить и снова включить питание, то на получение координат уходит меньше 5 секунд. Координаты у обоих модулей совпали с тем, что показал телефон:

А вот высоту все устройства выдали разную.

На окне прием спутников более чем уверенный, данные не скачут и не пропадают. После тестов на окне балкона оборудование переместилось на окно комнаты, выходящее на балкон. Работа модулей оказалась ничуть не хуже. Последнее испытание было просто на столе в комнате. Тут модули тоже умудрились получить данные от спутников, но связь стала нестабильной, временами данные пропадали, стабильно приходило только время.

На этом тесты закончились. Модуль произвел на меня вполне благоприятное впечатление, работает шустро, играючи находит спутники. И делает это не хуже чем более "фирменный" модуль. В будущем надо будет собрать что-то вроде трекера, записать маршрут и проверить его по карте. Результаты обязательно опубликую здесь.

Теги:

• GPS
• Обзор