ГЛОНАСС / ГЛОНАСС модуль ГЕОС-3: подключение и использование

Давно хотел потрогать руками Глонасс, но до недавнего времени цена встраиваемых модулей с поддержкой Глонасс была совершенно неприличной, как и их доступность. Волей случая, оказался у меня инженерный образец Глонасс модуля Геос-3 ^[1] (он выходит в серийное производство в марте-апреле 2012г.), и моими результатами работы с ним я и хотел бы поделиться.

Зачем нужен Глонасс, если и GPS работает нормально? Справа как раз такой пример. При 23 спутниках выше горизонта, в окно видно только 3, 1 GPS и 2 GLONASS. В таких условиях каким бы крутым GPS приёмник ни был, он не сможет определить координаты вообще, а для комбинированного GPS+Глонасс приемника тут фатальных проблем нет.

Модуль имеет размеры 15.9*22.1*2.5мм, и использовать его оказалось относительно несложно: подключаем все контакты GND к земле, подаем 3.3V и 1.8V питание на соответствующие выводы (3.3V — это напряжение ввода/вывода, оно может быть также 1.8V), подключаем антенну ко входу ANT. Если антенна активная (с усилителем, и требует питания), то на вход V_ANT тоже подаем 3.3В. После этого через RX0 и TX0 (COM-порт) можно подключать к микроконтроллеру или компьютеру (в компьютере правда COM-порт выдает +12 и -12В, нужен конвертер к уровням 3.3В, например на микросхеме MAX3232). Все неиспользуемые выводы можно просто никуда не подключать.

Кратко, по оставшимся выводам: V_BAT — для литиевой батарейки для хранения альманаха и эфемерид при выключенном устройстве, чтобы ускорить повторный захват спутников. 1PPS — секундная метка с точностью 30нс (например для NTP сервера точного времени, этим я еще займусь), E_PPS/E_FRQ — вход сигнала точного времени, для увеличения точности и скорости захвата координат в assisted-режиме (будет работать в релизной прошивке). PD — включения режима сниженного потребления энергии, когда 90% времени модуль спит, и 10% работает, также будет работать в релизной прошивке.

Подключаем

Для этого модуля я сделал библиотечный символ в Eagle, и развел простенькую тестовую плату, позволяющую также измерять потребляемый ток. Скачать плату и библиотеку можно тут ^[2]. Когда я разводил плату — забыл, что снизу у модуля отладочный разъем, потому пришлось заклеить его каптоновой лентой, в библиотеке символ уже содержит запрет на трассировку под отладочным разъемом.

Активная антенна ^[3] и SMA-разъемы ^[4] были куплены на DealExtreme. Поскольку частоты практически совпадают с GPS, антенна отлично работает и с GPS, и с GLONASS спутниками.

Припаивание модуля на плату не сложнее микросхемы в SOIC-корпусе: нужен обычный паяльник и жидкий флюс, дальше все смачиваем флюсом, и поверхностное натяжение само сделает всю работу. Я перестраховался, и использовал легкоплавкий припой (Sn43 Bi14), чтобы легче было сдуть модуль феном в случае ошибки, но этого делать не понадобилось.

Заработало все сразу и никаких танцев с бубном не потребовало. Ну и конечно, можно купить и готовую отладочную плату (цена вопроса ~400$, но что-то сейчас не могу найти ссылку).

Используем

С программной точки зрения, работа с модулем в простейшем случае не отличается от GPS — тот же протокол NMEA (также есть бинарный протокол). Также есть тестовая программа GeoSDemo ^[5] под windows, позволяющая потрогать все, что доступно на модуле и обновить прошивку.

Время получения координат при холодном включении и видимости в «пол неба» составило около 90 секунд (иногда меньше, иногда немного больше), видно обычно 10-13 спутников, примерно поровну Глонасс и GPS. При напряжении питания 1.85В (немного выше нормы) потребляемый ток составил 61мА без энергосберегающего режима (и при поиске спутников, и когда есть захват — потребление у меня получилось одинаковое).

С точностью определения координат в тестовой прошивке есть проблемы — иногда ошибается >10м, производителю об этом я написал, и мне сказали ждать релиза, тестовая прошивка на то и тестовая.

Цена вопроса — 28$ в единичных экземплярах ^[6] (сейчас там видимо инженерные образцы лежат), оптом — до 15$. Такие цены, хоть и выше китайских модулей на древнем SiRF Star III, но уже не так значительно. Также будет Geos-3М — то же самое, только в более компактном корпусе.

Так что, теперь можно наконец заявить, что ГЛОНАСС стал вполне доступным для использования даже любителями

PS. Кто точно знает как рассчитать patch-антенну на FR4 для GPS/Glonass частот? Хочу попробовать и антенну на плату интегрировать.

Автор: BarsMonster