Afficheur GPS V2

Description

Comme dans la version précédente, ce montage permet d’afficher certains paramètres contenus dans des trames issues d’un GPS sur un afficheur LCD graphique de taille 122×32 pixels. Comme sur la version 1, les paramètres qui y sont affichés sont les suivants :

  • Reconnaissance des trames RMC, GGA et GSA issues des GPS à la norme NMEA0183.
  • Reconnaissance des trames 0x8F-AB et 0x8F-AC issues des GPS Trimble utilisant le protocole TSIP (Thunderbolt, etc.)
  • Date et heure UTC.
  • Longitude, latitude, altitude.
  • Nombre de satellites reçus, PDOP.

Cette 2e version permet maintenant de visualiser les informations suivantes :

  • VDOP, HDOP.
  • QRA Locator étendu.
  • Site et Azimuth du Soleil.
  • Site et Azimuth de la Lune.

Voici les nouvelles fonctionnalités qui ont aussi été ajoutées en plus de celles concernant l’affichage en lui-même :

  • Affichage du GPS FIX sur une LED qui est allumée si celui-ci est égal à 3 (correspond à un FIX 3D).
  • Un bouton de sélection de l’affichage : une pression de quelques dixièmes de seconde permet de passer d’un affichage à l’autre : Coordonnées GPS -> QRA Locator + Altitude ->Site et Azimuth du Soleil -> Site et Azimuth de la Lune.
  • Choix de la vitesse de communication du GPS entre 4800 (RC0 = 0, RC1 = 0), 9600 (RC0 = 1, RC1 = 0), 19200 (RC0 = 0, RC1 = 1) et 38400bauds (RC0 = 1, RC1 = 1).
  • Emission des informations de pointage d’antenne (site et azimuth) du Soleil et de la Lune en RS232 au format EASYCOMM2. L’émission des trames a lieu pour chaque astre quand on visualise à l’écran les informations correspondantes et seulement si l’élévation est supérieure à 0°.

Le montage est basé sur un PIC18F2620 qui reçoit les trames du GPS sur un port UART et affiche leur contenu sur un écran LCD graphique de 122×32 pixels piloté par un protocole compatible avec les contrôleurs graphiques SED1520.

Le code source est écrit pour le compilateur C18 de Microchip. Je ne fournis pas les projets MPLAB mais les fichiers peuvent très facilement être réintégrés dans un nouveau projet car il n’y a pas de configuration particulière du compilateur.

Pour information, la méthode de calcul de l’orientation du Soleil et de la Lune est issue du site suivant : http://www.stjarnhimlen.se/comp/tutorial.html.

Le schéma et le routage ont été réalisé avec Cadsoft Eagle 6.2.

Anomalies et corrections

  • 29 Août 2014

La version 2.2 initialement mise en ligne comportait deux bugs qui apparaissaient lors de l’utilisation de l’afficheur avec une GPS Thunderbolt (Merci Christophe ON4IY) :

  • Une fois le FIX GPS acquis la LED s’allume mais ne s’éteignait jamais en cas de perte de celui-ci.
  • Problème d’interprétation des champs horaires issus du Thunderbolt provoquant un décalage de l’heure (écart entre heure UTC et heure GPS) ou l’apparition des caractères « OF » dans le champ des minutes.

Ces bugs sont totalement résolus par la version 2.21. Il est donc fortement recommandé aux utilisateurs de cet afficheur avec un Thunderbolt d’effectuer la mise à jour. Ces bugs n’affectant pas l’utilisation de l’afficheur avec un GPS NMEA, la mise à jour n’a pas d’intérêt particulier.

  • 24 Janvier 2016

F1RMB, Daniel, m’a remonté un bug concernant l’affichage des coordonnées négatives et je l’en remercie. La nouvelle version disponible incluant son patch est la 2.22.

  • 14 Mai 2016

Suite à plusieurs demandes d’un forum transmis par Daniel F1RMB, j’ai intégré un patch qu’il m’a transmis pour gérer les GPS ne transmettant pas le checksum dans leurs trames NMEA (certain FURUNO sont dans ce cas). La nouvelle version disponible incluant ce patch ainsi que la gestion transparente des trames d’entrée est la 2.23.

Vidéo

Fichiers Cadsoft EAGLE

Afficheur GPS PCB Eagle
Titre: Afficheur GPS PCB Eagle (372 clics)
Légende:
Nom du fichier: afficheur_gps_pcb_eagle.rar
Taille: 69 KB

Nomenclature

Part Value Package Description FARNELL Radiospare
C1,C5 10nF 0603 Condensateurs céramiques 1759022
C2,C6 22uF 1206 Condensateurs céramiques 2113076
C3,C4 100nF 0603 Condensateurs céramiques 1759122
D1 0805 LED Rouge 1581239
J1 NC Souder directement des fils
J2 NC ICSP, brochage compatible PicKit3
R1,R3,R5,R6,R9 10k 0603 Résistances 2073349
R4 10k Trimmer 1689863
R2 4.7k 0603 Résistances 2059619
R7 820 0603 Résistances 2059598
R8 27 2012 Résistances 1670394
S1 DIP Switch Series 219 CMS (optionnel : peut être remplacé par des résistances 0ohm) 1524005
S2 B3F-10XX Bouton poussoir 176432
T1 MMBT2222 SOT23-BEC Transistror NPN 1653622
U1 PIC18F2620-I/SO SO-28W Microchip Microcontrolleur FLASH 1212697
U3 32122A-BC-BC Afficheur LCD 122×32 pixels  532-6975
U3Connecteur 1-84981-8 Connecteur FFC/FPC 1mm 18 points 1816423

Schéma

Afficheur GPS Schema
Titre: Afficheur GPS Schema (739 clics)
Légende:
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Taille: 20 KB

Routage

Afficheur GPS imp BOTTOM
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Taille: 7 KB
Afficheur GPS imp TOP
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Nom du fichier: afficheur_gps_imp_top.pdf
Taille: 9 KB
Afficheur GPS PCB
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Code source et HEX

Afficheur-GPS-V2.23-HEX
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Afficheur-GPS-V2.23-Source
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Afficheur GPS NMEA

Radio

Electronique

Théorie

Quelques outils théoriques pour savoir ce que l'on fait...

Bibliothèque

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Afficheur GPS NMEA V1

Description

Ce montage permet d’afficher certains paramètres contenues dans des trames NMEA issues d’un GPS sur un afficheur LCD graphique de taille 122×32 pixels. Les paramètres qui y sont affichés sont les suivants :

  • Date et heure UTC.
  • Longitude, latitude, altitude.
  • Nombre de satellites reçus, DOP.
  • Déclinaison magnétique.

Le montage est basé sur un PIC18F2620 qui reçoit les trames NMEA sur un port UART et affiche leur contenu sur un écran LCD graphique de 122×32 pixels piloté par un protocole compatible avec les contrôleurs graphiques SED1520. Les trames NMEA doivent être au débit de 4800 bauds.

Il n’y a pas de dessin de circuit imprimé fourni pour ce montage car je l’avais réalisé sur une plaquette à trous. Le code source est écrit pour le compilateur C18 de Microchip.

Photos

Schémas et routages Cadsoft EAGLE

afficheur_NMEA_GPS - SCH
Titre: afficheur_NMEA_GPS - SCH (861 clics)
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Schéma

afficheur_NMEA_GPS - SCH
Titre: afficheur_NMEA_GPS - SCH (861 clics)
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Code source et HEX

10mhz_gps_HEX
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Afficheur_NMEA_GPS - source
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F4CTZTracker V2

Description

La version 2 du F4CTZTracker a pour but de reprendre les éléments de la version 1 en y améliorant grandement l’ergonomie d’utilisation et la reproductibilité avec des moyens OM et un budget restreint.

Afin de répondre au besoin d’ergonomie et aillant dans mes tirroirs une dalle 10pouces TFT couleur 18bits, c’est ce format d’écran qui a été retenu. Le modèle retenu est un NEC 640×480 pixels que l’on peut approvisionner sur Ebay pour environ 50€.

Ensuite, pour exciter cet écran une première approche m’a conduit à envisager l’utilisation d’un PIC24FJ256DA210 de Microchip qui possède un contrôleur graphique intégré et d’une SRAM de 1Mo. Vous trouverez ci-dessous des photos et une vidéo du début du développement du menu de configuration.

Cette option PIC24 + SRAM fonctionne et est assez fluide (aucun calcul de prédiction intégré pour l’instant) mais déjà des obstacle se dressent en terme de prix et de facilité de reproduction avec des moyens OM. En effet, il faut réaliser des pistes de 0,25mm avec une isolation à 0,25mm, le câblage du PIC24 à la RAM est un bus à 100MHz à réaliser en double couche, etc… La réalisation de PCB prototype en 4 couches est envisageable à un prix correct (environ 50€) mais si on y ajoute le prix de la SRAM, du PIC24 et de tous les composants nécessaires, on peut dire que cette solution s’éloigne beaucoup de l’objectif initial.

Une solution alternative est en cours de développement et sera présentée ultérieurement.

Video

Photos

F4CTZTracker V1

Description

Après la réalisation de multiples versions d’un logiciel de poursuite de satellite et la recherche dans la multitude de logiciel existant (InstantTrack, Nova, Orbitron, etc.) en 10ans, je n’en ai jamais trouvé un qui me convienne complètement. En effet, toutes les solutions de commande d’antennes existantes ou que j’ai pu imaginé sur PC présentait un gros problème d’ergonomie avec la nécessité d’avoir toujours le PC d’allumé (source de parasites) et toujours un ou plusieurs des paramètres (site, azimuth, élévation) que l’OM doit contrôler manuellement. Les passages des satellites LEO (orbites basses) ne durent pas plus de 15min dans les meilleures cas donc l’OM n’a pas de temps à perdre à piloter ses antennes, à compenser le doppler si il veut vraiment profiter de ce cours laps de temps pour trafiquer dans de bonne condition.

J’ai donc cherché ce qu’il existait dans les solutions autonomes à base de microcontrôleur. Dans cette recherche, j’ai trouvé le LVBTracker de Howard G6LVB (www.g6lvb.com). L’idée du F4CTZTracker est partie de là : s’inspirer du LVBTracker pour l’améliorer ergonomiquement parlant avec une afficheur graphique et y ajouter des fonctionnalités.

La station que j’avais en 2007, 2008 était celle décrite sur cette page. Le F4CTZTracker a donc été conçu pour piloter les trois équipements suivants :

  • YAESU FT847.
  • Moteur d’azimuth CREATE RC5-1.
  • Moteur d’élévation KENPRO KR400.

Voici les fonctionnalités que j’ai réalisé en m’inspirant du LVBTracker :

  • LCD 128×64.
  • 4 boutons de direction pour le pointage manuel.
  • 1 bouton OK et 1 bouton Cancel pour la navigation dans les menus.
  • Un clavier 4×3.
  • Une entrée GPS.
  • Un port série pour piloter un TRX (FT847 pour l’instant seulement)  pour la compensation doppler.
  • Un port série pour recevoir les mises à jour des KEPS. Ce port peut aussi être utilisé pour le pilotage selon le protocole GS232 à partir d’un PC (a servi plus plus le débuggage lors de la conception qu’autre chose) ou d’un accessoire  comme un décodeur de trame APRS GPS pour le pointage automatique vers une station transmettant ses coordonnées (un ballon sonde par exemple).
  • Commande par MOS optocouplé des moteurs.
  • Entrées AZ et EL analogique.
  • Prédiction jusqu’à 15 satellite.
  • Prédiction de la lune.

Voici une vidéo de présentation que j’ai récemment réalisée après avoir exhumer ce projet. On peut y voir les menus, l’interface de tracking, le menu de pointage manuel et semi-automatique, le setup et le chargement de KEPS, etc. Pour la démo, seul le PC est connecté (je n’ai plus de station permettant une démo complète) :

 

Photos

F4CTZTracker V1 Dev

F4CTZTracker V1 Assemblage 2

F4CTZTracker V1 Assemblage 1 F4CTZTracker V1 FrontPanel

Schémas et routages Cadsoft EAGLE

F4CTZTrackerV1 - Fichier Eagle
Titre: F4CTZTrackerV1 - Fichier Eagle (467 clics)
Légende:
Nom du fichier: fichier_eagle_f4ctztracker.rar
Taille: 152 KB

Schémas

Module principal

F4CTZTracker - Schéma
Titre: F4CTZTracker - Schéma (503 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker-schema.pdf
Taille: 41 KB

Commande puissance

F4CTZTracker - Commande Puissance - Schéma
Titre: F4CTZTracker - Commande Puissance - Schéma (506 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker-commande-puissance-schema.pdf
Taille: 15 KB

Contrôle affichage

F4CTZTracker - Controle affichage - Schéma
Titre: F4CTZTracker - Controle affichage - Schéma (499 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker-controle-affichage-schema.pdf
Taille: 13 KB

PCBs

Module principal

F4CTZTracker - PCB BOTTOM
Titre: F4CTZTracker - PCB BOTTOM (844 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker-pcb-bottom.pdf
Taille: 73 KB
F4CTZTracker - PCB implantation
Titre: F4CTZTracker - PCB implantation (459 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker-pcb-implantation.pdf
Taille: 29 KB
F4CTZTracker - PCB TOP
Titre: F4CTZTracker - PCB TOP (941 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker-pcb-top.pdf
Taille: 76 KB

Commande puissance

F4CTZTracker - Commande Puissance - BOTTOM
Titre: F4CTZTracker - Commande Puissance - BOTTOM (450 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker-commande-puissance-bottom.pdf
Taille: 13 KB
F4CTZTracker - Commande Puissance - Implantation
Titre: F4CTZTracker - Commande Puissance - Implantation (912 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker-commande-puissance-implantation.pdf
Taille: 16 KB
F4CTZTracker - Commande Puissance - TOP
Titre: F4CTZTracker - Commande Puissance - TOP (358 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker-commande-puissance-top.pdf
Taille: 13 KB

Contrôle affichage

F4CTZTracker - Controle affichage - BOTTOM
Titre: F4CTZTracker - Controle affichage - BOTTOM (539 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker-controle-affichage-bottom.pdf
Taille: 16 KB
F4CTZTracker - Controle affichage - Implantation
Titre: F4CTZTracker - Controle affichage - Implantation (512 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker-controle-affichage-implantation.pdf
Taille: 18 KB
F4CTZTracker - Controle affichage - TOP
Titre: F4CTZTracker - Controle affichage - TOP (427 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker-controle-affichage-top.pdf
Taille: 14 KB

Nomenclature

Codes sources microcontrôleur

 

F4CTZTrackerV1.61 – Fichier HEX PIC18F
Titre: F4CTZTrackerV1.61 – Fichier HEX PIC18F (160 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker_v1-61.rar
Taille: 78 KB
F4CTZTrackerV1.61 – Source PIC18F
Titre: F4CTZTrackerV1.61 – Source PIC18F (202 clics)
Légende:
Nom du fichier: sources_f4ctztracker_v1-61.rar
Taille: 2 MB

Codes sources et application de chargement des KEPS sur PC

  

F4CTZTracker KepsLoader v1.1 Executable
Titre: F4CTZTracker KepsLoader v1.1 Executable (150 clics)
Légende:
Nom du fichier: f4ctztracker_kepsloader_v1-1.rar
Taille: 6 MB
F4CTZTracker KepsLoader v1.1 Sources
Titre: F4CTZTracker KepsLoader v1.1 Sources (160 clics)
Légende:
Nom du fichier: sources_f4ctztracker_kepsloader_v1-1.rar
Taille: 10 MB

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Je suis radioamateur depuis l’âge de 16ans donc les QRA se sont succédés depuis. Dans ces articles je décris rapidement chacune de mes stations au fil des années et les objectifs techniques que je cherchais à atteindre.

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