GPS Bluetooth трекер с USB на базе L10 от Quecte
Решил ознакомиться немного с GPS навигацией, прикупил недорогой модуль. Заодно, что бы не заблудиться в трёх соснах, на его основе решил собрать себе компактный трекер, который без труда подключается к сотовому телефону или ноутбуку.
Трекер в работе
В основу устройства лёг GPS модуль от Quectel – L10. Компактный (22×17мм), недорогой (~300 рублей), легко паяемый чип (шаг 1,1мм). На борту которого содержится UART, USB, I2C, SPI, в общем большое разнообразие интерфейсов для сопряжения хоть с компом, хоть с микроконтроллером, хоть с чем угодно. Поддерживает как пассивные, так и активные антенны разных видов. Стандартный протокол для таких устройств – NMAE.
Мне в первую очередь был интересен именно UART, т.к. он наиболее удобный для сопряжения с МК и другой периферией. Таким образом подцепил на один UART выход модуля системы глобального позиционирования Bluetooth модуль HC-05 и несмотря на имеющийся встроенный USB свой UART-USB преобразователь на CP2102. Получился следующий зверь:
Схема
На схеме видно, что модуль подключен к USB-UART преобразователю и BT модулю по UART. Питанием USB и Bluetooth подаётся через диоды шотки (VD1 и VD4) на модуль GPS, что позволяет ему запускаться с каждым из них не питая не востребованные детали трекера, также об используемом источнике связи свидетельствует светодиод LED1 или LED3. Синий зуб и GPS модуль имею свои статус светодиоды LED4 и LED2, второй ежесекундными миганиями свидетельствует о том, что спутники обнаружены и модуль получает данные о местоположение. Для горячего запуска у GPS предусмотрена батарейка на 3,3В для сохранения данных в энергозависимой памяти, без этой батарейки модулю требуется от полу минуты до минуты для поиска спутников.
Что бы всё это разместить в компактном корпусе для 3-х пальчиковых батареек плату пришлось сделать двухсторонней.
Печатка (вид со стороны дорожек)
Её размеры 50×30мм. GPS модуль – L10. Bluetooth HC-05 с прошивкой linvor V1.5 . GPS активная антенна ANT GPS GA-240 UFL-F10CM приклеена на двухсторонний монтажный скотч. USB-UART преобразователь выполнен на микросхеме CP2102 в QFN-28 корпусе. Стабилизатор VR1 на 3,3В L78L33ABUTR в корпусе SOT-89, его обвязка конденсаторы C1, C2 0805 0,1мкФ и чип-тантал конденсатор C3 типоразмера A или B на 10мкФ. Использованы шотки диоды — MBR0540T1 VD1-VD4, из которых на VD2 гасится излишек напряжения аккумулятора (возможная замена SS16), VD1 и VD4 развязывают цепи питания от аккумулятора и от USB. Диод VD3 можно заменить любым диодом. LED1-LED4 любые чип светодиоды с током потребления не более 10мА, у них в качестве токовых ограничителей стоят резисторы R1-R2 типоразмера 0805 и R5-R6 типоразмера 1206 с сопротивлением 360-510Ом. R4 0805 100Ом. R3 –перемычка, также выполняет роль предохранителя, помимо R3 на плате есть ещё 5 перемычек, все они выполнены в виде резисторов на 0 Ом в корпусе 1206, два из которых S1 и S2 следует установить при использование активной антенны, но с малым током потребления. Конденсаторы C5 и C6 чип-тантал типоразмера A на 4,7 и 10 микрофарад соответственно. C4 0,1 мкФ 0805. Батарейка Bat2 CR120 на 3,3В закреплена двумя самодельными скобами полученными от какой-то выводной детали. Применено SMD гнездо mini-USB. Гнездо для подключения антенны U.FL . В качестве корпуса применен закрытый держатель для трёх батареек АА — ZH292. При работе от аккумулятора (Bat1) конструкция питается от Li-ion банки 14500 на 3,7В.
Во время установки модуля Bluetooth на плату нужно изолировать находящеюся на обратной стороне его контактною площадку от замыкания с линиями Rx, Tx и питания, сделать это можно нанесения небольшого количества цапон-лака на линии на плате под модулем и площадку на самом модуле.
Плата с обратной стороны
Практика показала, что для комфортной работы хватает одного синего зуба, поэтому предлагаю упрощенный вариант схемы устройства.
Схема bluetooth трекера
Печатка (вид со стороны дорожек)
Плата превратилась в одностороннюю, но стала длиннее на 2 мм, тем не менее в тот же корпус её запихнуть можно. Основные детали те же, что и на предыдущей плате. Обвязка немного изменилась. R1 и R2 360-510Ом 0805. VD1 шотки диод SS16 или MBR0540T1. VD2 шотки MBR0540T1 или любой другой диод. C1 чип-тантал 10мкФ типоразмера A или B. C2 керамика 0,1 мкФ 0805. R3 0805 100Ом. Батарейка вынесена на противоположную сторону платы. Смог обойтись одной перемычкой. Так же как и в первом варианте платы нужно изолировать контактную площадку под Bluetooth модулем.
Трекер не требует микроконтроллера и должен начать работу сразу после сборки, если компоненты настроены как по умолчанию: скорость 9600, 8N1.
После включения трекер сразу становится виден среди доступных Bluetooth устройств для подключения. После сопряжения и подключения с ним можно начать работу из любой навигационной программы поддерживающей GPS.
Видимые и доступные спутники
После подачи питания GPS приёмник сразу начинает работу, сначала он ищет спутники. При использование батарейки поиск составляет несколько секунд, далее начинает их обрабатывать. В хорошею погоду на открытом пространстве данные о местоположение становятся доступны уже через 5 секунд после включения. В пасмурную погоду в здание возле окна может потребоваться несколько минут.
Пара слов об используемых средствах. На телефоне использую программы MapNav, Яндекс карты и Mail пробки. Из программ для компьютера хорошо со своими задачами справляется 2GIS и Google Earth.
Скачать печатку bluetooth трекера
Скачать печатку bluetooth трекера с UART-USB преобразователем
Alex_EXE | 31.01.2012 | Связь |
Иван пишет 02.02.2012 в 12:25 #
Классно.
Пользуюсь подобным устройством, только заводского типа. И вот чего реально в нем не хватает, так это дисплея, на который бы по нажатию кнопки выводились координаты, т.к. аккумулятор телефона разряжается гораздо быстрее аккумулятора трекера-логгера. И получается, телефон сел, ты остался без навигации. По бумажным картам без определенных навыков сложно установить точное местоположение, а вот координаты со спутника сильно упрощают эту задачу.
Готов даже купить подобную доработку к логгеру QStarZ BT-Q1000X
Matafixxx пишет 03.02.2012 в 22:44 #
Привет, классная штука,я тож себе такую хочу спаять, вопрос где купить этот жпс модуль? Промэлектроника предлогает оптовые партии. Как ты достал этот приёмник?
Alex_EXE пишет 03.02.2012 в 23:31 #
В проме до нового года брал. Сейчас вроде значатся, если недоступны, то можете попробовать взять L10-C, как писали в новостях они пришли на замену L10.
Чуть позже добавлю в статью ещё чуток материала.
Из обнаруженных минусов – треккер при работе с Bluetooth потребляет примерно 80мА.
Valera18 пишет 13.02.2012 в 01:26 #
Есть вопрос: у вас на схеме питание от аккумулятора 3.7V идёт через диод VD2, но тогда получается что заряжается батарейка 3V (разве можно заряжать батарейки?)
FreeLock пишет 16.02.2012 в 03:28 #
В L10 прекрасно работает родной usb, зачем еще одну CP2102 лепить.
Alex_EXE пишет 19.02.2012 в 14:22 #
О USB в курсе, как писал в статье – использовал преобразователь из-за своих нужд.
Valera18 пишет 16.04.2012 в 20:28 #
Вопрос:
Вы проводили испытания (как долго «часов» может работать GPS модуль после полной зарядки аккумулятора)?
Alex_EXE пишет 17.04.2012 в 10:14 #
Замеры не проводились, но с опросом в одну секунду один аккумулятор 3,7В 900мАч он съест примерно за 2 часа. Продолжительность работы можно увеличивать уменьшая интервал опросов.
Valera18 пишет 17.05.2012 в 18:35 #
Какую антенну вы используете?
Я использовал ЧИП антенна (пассивная). Вчера пробовал подключить вместо антенны обычный провод (длина 15 сантиметров), количество спутников слало больше. Невероятно, обычный провод — лучше.
Азимут пишет 25.06.2012 в 17:17 #
Фантастика. Практически GPS сделанный на коленке.
В заголовке есть слово треккер устройство хранить где-то полученные координаты?
Какая получилась общая стоимость?
Alex_EXE пишет 25.06.2012 в 19:01 #
Valera18
Антенная активная — ANT GPS GA-240 UFL-F 10CM, о чём в статье написано. На счёт проводка нечего сказать не могу, но занятно. Ради интереса точность не пострадала?
Азимут
Ну почему же на коленке, плату травить пришлось, пайка мелкая. И что самое обидное по цене девайсена вышла не дешёвая: GPS ~300р, антенна ~200р, BT ~150р + мелочи рублей на 100. Но о содеянном не жалею, т.к. его собирал, что бы получить опыт работы с GPS, только в процессе немного увлёкся.
На счёт треккера преувеличил, ему некуда складывать путь, если только на постоянно подключенный к нему сотовый или компьютер.
Руслан пишет 26.09.2012 в 01:07 #
Принцип действия навигатора без участия сетей GSM и интернета? Есть задумка сделать GPS слежение для радиоуправляемых моделей!?
Alex_EXE пишет 26.09.2012 в 10:20 #
Ну как видно по схеме и фото в устройстве только GPS, Bluetooth и USB, модемами там и не пахнет.
Такая задумка в рамках одного проекта есть.
Руслан пишет 26.09.2012 в 14:28 #
Буду рад присоединится к сея проекту поскольку твоя мысль подтолкнула к этому.
alex пишет 27.08.2013 в 16:44 #
Если не секрет как запаивали l10 паяльник?
и чем в смысле припои, флюсы
Alex_EXE пишет 29.08.2013 в 03:35 #
Флюс гель и паяльная станция, т.е. паяльник с тонким жалом при 320 градусах, припой ПОС-60 с канифолью 1мм. Лужу дорожки; размещаю модуль; припаиваю первый вывод; далее поправляю модуль, если нужно; потом припаиваю противоположный вывод; теперь можно запаять все остальные или только необходимые выводы. На запайке первых двух выводах модуль слегка прижимаю.
Но запаять могу и с любыми нормальными флюсами (не исключение канифоль), с любым нормальным оловом и нормальным паяльником с тонким жалом.
В запайке таких модулей нечего сложного нет и не нужно ни какого спец оборудования, это не LGA корпуса.
Сергей пишет 16.08.2015 в 21:35 #
А идею GPS i Wi-Fi модуль типа ESP8266, модель ESP-01
вместо Bluetooth
Alex_EXE пишет 18.08.2015 в 07:58 #
?
предложение кажется незаконченным.
Если хотите сделать, то нужен или мк для организации связи или можете через ардуиновскую среду перепрошить esp для работы с gps.
Nick пишет 23.08.2015 в 16:33 #
Вопрос.
Приемник имеет два порта.
То мне надо на каждый порт подключить блютус модуль, а на стороне ПК тоже два модуля необходимо подключать?
Сергей пишет 30.08.2015 в 02:30 #
Такую антенну YDRA-A25-1575 можно использовать, между такими керамическими антеннами существует разница??.
Николай пишет 22.10.2016 в 03:34 #
А возможно заменить модуль на L50, найти версию L10 не представляется возможности???
Alex_EXE пишет 22.10.2016 в 21:44 #
Можно, только плату придётся переразвести.
Если проживаете в России, то в чип и дипе, промэлектроннике модули есть.