Moduli GPS
Il GPS è certamente uno dei moduli aggiuntivi più noto quando di parla di APRS LoRa: infatti è il modulo che acquisisce la posizione istantanea del dispositivo LoRa e la rende disponibile per poter eventualmente confezionare degli spots da inviare in rete contenenti la posizione attuale del dispositivo.
Fisicamente un modulo GPS si presenta come un piccolo piastrino spesso di 10-20 mm di lato a cui è associata in genere una antennina ceramica di dimensioni simili o direttamente attaccata ad una faccioa del modulino o ad esso collegato tramite un breve cavetto microcoassiale terminato in genere con un connettorino IPEX.
Nonostante le sue apparenze minimaliste un modulo GPS è un concentrato di tecnologia estremamente raffinate che , sfruttando le varie “costellazioni” di satelliti previsti allo scopo, riesce a determinare la posizione di un mobile con una eccezionale accuratezza, che può arrivare agevolmente a valori inferiori al metro.
Esistono varie tipologie di moduli GPS che sfruttano in genere un chip base che implementa la quasi totalità delle funzioni richieste, e spesso incorpora anche una piccola batteria tampone demandata a mantenere i dati di configurazione e la storia i ricezione del motore GPS.
Dal punto di vista circuitale le interfacce di un modulo GPS sono estremamente semplici e si riducono in genere ad una connessione seriale asincrona con le linee RXe e TX, alle tensioni di alimentazione gnd/vcc e ad un pin PPS (Pulse Per Second) che è un collegamente importantissimo in quanto consente di “agganciare” ovvero sincronizzare un orologia locale al tempo reale del sistema GPS entro un errore temporale estremamente ridotto.
La presenza del segnale PPS non è sempre presente: nella nostra sperimentazione invece tale segnale è mandatorio proprio per avere la possibilità di sincronizzare la base dei tempi locale ad tempo reale del sistema GPS.
Pur essendo il sistema GPS e gli altri similari dei sistemi molto standardizzati e ampiamente documentati in tutti i loro dettagli, esistono diverse possibilità di implementazioni delle funzioni previste: questo ha generato numerose proposte commerciali di “engines” GPS che spesso si differe nziano significativamente soprattutto su due aspetti: la sensibilità in termini di minimo segnale radio necessario e sufficiente per avere un “fix” corretto, e tempo necessario ad acquisire e mantenere un fix; in particolare esistono, con riferimento spesso allo stesso vendor, anche delle diverse “generazioni” di chips che si sono susseguite negli anni.
La soluzione certamente più nota e più diffusa è la famiglia NEO-6M NEO-7M NEO-8M della u-Blok… esistono di questo vendor una famiglia m6 molto vetusta, una versione m7 , ed una versione m8 che è una delle ultime introdotte: il costo di un modulo differisce significativamentye in dipendenza del tipo di chip utilizzato.
A seguire alcuni puntatori alla documentazione di riferimento:
Le foto seguenti dettagliano il tipo di modulo come aspetto e dimensioni:
Una seconda famiglia di engine GPS e la famiglia ATGM336H che presenta delle ottime caratteristiche in termini funzionali essendo sostanzialmente equivalente alla famiglia m8 ma presenta dei costi decisamente più contenuti.
Nelle nostre ultime realizzazioni utilizziamo in genere questo ultimo tipo di modulo.
A seguire riportiamo una serie di puntatori interessanti relativamente a questo componente:
Le foto seguenti dettagliano il tipo di modulo come aspetto e dimensioni:
Una tematica importante per questi moduli e il settaggio iniziale e l'eventuale aggiornamento FW degli stessi; entrambe le famiglie di prodotti indicate forniscono un tool di gestione che purtroppo funziona solo su piattaforma PC Windows che consente di settare tutti i numerosissimi parametri dei dispositivi; il problema che si pone è che in genere sarebbe necessario collegarsi direttamente al modulo, cosa abbastanza complessa in quanto richiede semmai si estirpare il modulino dal suo HW o utilizzare un afdattaore seriale per collegare il modulo ad un PC windows.
Nel nostro SW Sarimesh è stata perciò introdotta una speciale modalità di funzionamento delle schede che consente di utilizzare l'interfaccia USB di gestione del processore principale ESP32 installato sulla scheda per veicolare automaticamente l'interfaccia di gestione del modulo GPS al PC su cui sia installato il tool di gestione sopra accennato.