Beschrijving schema GPS support kit

Begin met het uitprinten van het schema.  Hier is een grote versie die op een A4tje uitgeprint kan worden.

Voeding

De GPS support print kan op 2 manieren gevoed worden: met een gestabiliseerde 5V gelijkspanning of met een ongestabiliseerde 10 tot 25V gelijkspanning.  In beide gevallen wordt de voedingsspanning aangeboden op punt 8 van de RJ45 connector.  De massa is punt 7.

De voedingsstroom wordt eerst afgezekert met een 315mA traag zekering.  Vervolgens is er een Transzorb D1 naar massa.  Deze Transzorb vormt voor negatieve spanningen en spanningen groter dan 27V een kortsluiting en laat de zekering dan doorbranden ter bescherming van de andere electronica.

Vervolgens is er een aantal componenten voor filtering aanwezig en wordt de ruwe spanning aangeboden aan de schakelende spanningsregelaar U2.  Deze LT1107CN8-5 (datasheet) zorgt ervoor dat er 5V gemaakt wordt zonder veel warmteverlies, wat met een analoge regelaar zoals een 7805 ca. 2W energieverlies zou betekenen.  In dit geval blijft het beperkt tot ca 0,3W.  R10 bepaalt de uitgangsspanning, als deze 0 ohm is, is de uitgangsspanning van de LT1107CN8-5 precies 5V.  Er is gekozen om R10 5k6 te maken zodat de spanning ca. 5,1V is.  Dat is gedaan om het spanningsverlies in het filter rond L3 te compenseren.  R9 wordt alleen gebruikt als je de instelbare versie van de LT1107 gebruikt en deze plaats op de print kan open blijven.

De gestabiliseerde 5V wordt aangeboden op de 2-standen jumper SW5.  Hier kunnen we kiezen uit de 5V uit de spanningsregelaar (stand 2) of de 5V die eventueel direct wordt aangeboden (stand 1).  Vervolgens komt er nog een Transzorb D4, ditmaal eentje die een kortsluiting vormt voor spanningen hoger dan 6V.  Indien de SW5 jumper op de 5V stand staat en er toch een hogere spanning wordt aangeboden zal deze Transzorb er voor zorgen dat de zekering doorbrandt en zo het GPS moduul beschermen.

Na nogmaals de nodige filtering (C6, L3, C7, C8) wordt de +5V aangeboden aan de GPS ontvanger en de RS232 converter.  Tevens wordt er een simpel laadcircuit gevormd door D6, D7 en R6 voor een optionele NiCd accu om het geheugen en de klok van de module onder spanning te houden als er geen voeding aanwezig is.  Er is voor gekozen om de NiCd niet mee te leveren in het pakket en in plaats daarvan een supercap van 0,22F aan te bieden die op het GPS moduul zelf gemonteerd kan worden.  Deze kan de klok en geheugen ca 2 dagen van spanning voorzien.  Als je een langere tijd wilt zul je alsnog een 3,6V NiCd cel moeten monteren, bijvoorbeel een Emmerich NC-M120-3,6V of een ander type NiCd of NiMH batterij.  De capaciteit hoeft slechts enkele mAh te zijn.  Je kunt ook een 3V Lithium cel monteren, maar onderbreek dan wel het laadcircuit.

Via jumper SW4 en een 10 ohm serieweerstand R7 wordt er 5V aangeboden op het moduul om een eventuele aktieve antenne te voeden.  Als er een passieve antenne aangesloten wordt dient SW4 open te blijven.

RS232

Het GPS moduul levert een serieel TTL (0V / 5V) signaal af.  Dit moet naar RS232 nivo's (+5 tot 15V / -5 tot 15V) gebracht worden voordat de PC hier iets mee kan doen.  

De RS232 level converter is het conventionele circuit rond een MAX232 (U1).  De converters worden alle 4 gebruikt:  2 voor de normale NMEA data in- en uitgang, 1 ingang voor de optionele differential GPS ontvanger en 1 uitgang om het 1PPS (puls per seconde) signaal naar de RS232 poort te sturen.

Dit 1PPS signaal kan door een draadjumper op een van de handshake lijnen van de serieele DB9 connector gezet worden.  DCD, DSR of de CTS lijn kan hiervoor gebruikt worden.  Software zoals nmeatime of de Linux time server kan dit 1PPS signaal gebruiken om een zeer nauwkeurige tijdsynchronisatie te bereiken.  Ieder software pakket heeft echter zijn eigen manier om dit in te lezen, en sommige softwarepakketten negeren dit signaal.  Daarom is dit 1PPS signaal naar keuze uit te voeren op pin 1, 6 of 8 van de DB9 connector.  Als je geen plannen hebt om de PC te synchroniseren met de GPS klok, of als je software gebruikt die de 1PPS niet ondersteunt (zoals Tardis) dan hoef je geen verbinding te maken.

De DB9 connector is als een modem bedraad - als je een bestaande modem aansluitkabel hebt kun je die gebruiken om de print aan te sluiten op de PC of laptop.

Alle  signalen zijn ook op de RJ45 connector uitgevoerd, de DB9 connector is dus in feite optioneel.  Als je de RJ45 connector gebruikt zul je zelf een kabel moeten maken.

RJ45 connector

Voor de voeding en diverse andere signalen is gekozen voor een RJ45 connector met 8 contacten.  Dit is een veelgebruikte en robuuste connector.  Nadeel is dat je een speciale tang nodig hebt en kabels met de juiste draaddikte om de connector te monteren.  Deze tangen zijn al voor ca. 10-15 euro te koop.  Voor een klein extra bedrag kun je een kabel van ca. 1,5 meter met gemonteerde RJ45 connector bij het kitje krijgen.  Maar je kunt ook bij de lokale PC zaak een netwerk kabel kopen.  Let er dan wel op dat alle 8 contacten aangesloten zijn!  Bij de goedkopere netwerk kabels zijn maar 4 contacten aangesloten.

De pinout is als volgt:

De TTL signalen zijn direct met de GPS module gekoppeld.

Jumpers

• (1) Draadbrug voor keuze 1PPS signaal op DB9.  Als je NMEATIME gebruikt voor tijdsynchronisatie van de PC moet je een draadje leggen tussen het gaatje "PS" en 1, 6 of 8.  Kijk in de handleiding van de software voor details.

Home