SELBSTBAU VON APRS-BAUSTEINEN UNTER VERWENDUNG VON ARDUINO-HARDWARE DJ7OO - von Klaus Hirschelmann

SELBSTBAU VON
   APRS-BAUSTEINEN
 UNTER VERWENDUNG
VON ARDUINO-HARDWARE

  von Klaus Hirschelmann
          DJ7OO

Wie alles begann

    Beginn der Beschäftigung mit Mikrocontrollern
    vor etwa 15 Jahren;
    erste Hilfe von August, DK5UG

    MCS51-Assemblerprogrammierung
    ( mit z.B. Prozessor: AT89C2051 )

    Umstieg auf ATMEGA-AVR-Prozessoren und
    Verwendung des Compilers: BASCOM-AVR

    Vorteil: Durchführbarkeit auch aufwendigerer
    mathematischer Kalkulationen ( z.B.
    Berechnung von Distanz und Winkel zwischen
    zwei Standorten )

Wie es weiterging

    besonderes Interesse an APRS-Anwendungen

    Aufbau von Trackern und Decodern

    Problem: passende Hardwareplattformen

    z.T.: Entwurf und Auftragsfertigung eigener
    Platinenlayouts

    Lösung: Verwendung von ARDUINO-Hardware
    einschließlich der verfügbaren SHIELDS

Was ist ARDUINO?

    weit verbreitete, sehr erfolgreiche Hard- und
    Softwareplattform für Mikrocontrollerprojekte

    aus Italien stammend

    Verwendung von ATMEGA-AVR-Prozessoren

    Programmierung üblicherweise in Hochsprache
    „JAVA“ ( ähnlich „C“ )

    preiswerte Hardware verfügbar ( z.B. Standard-
    Prozessor-Board: ARDUINO-UNO“ und sog.
    SHIELDS ( aufsteckbare Zusatzplatinen für
    unterschiedlichste Anwendungen )

Board: ARDUINO-UNO

(unvollständige) Liste verfügbarer
        ARDUINO-Shields

Beispiel: LCD-SHIELD

Mithilfe von ARDUINO-Boards
         realisierbare APRS-
             Anwendungen

    APRS-Tracker bzw. Encoder
    ( APRS-Sendebake )

    APRS-Decoder
    ( Decoder für APRS-Datenprotokolle )

    APRS-Decoder für Sonderanwendungen
    ( z.B. Ballonverfolgung )

    APRS-Gateways ( z.B. gem. CQ-DL 9/12 )

APRS-Tracker

APRS-Tracker TRACKUINO
     Java-Software frei verfügbar

DJ7OO-11>APRS,WIDE2-1:
/113801h4957.60N/00811.98EO000/000/A=000895/Ti=58/Te=107/V=8439
Klaus JN49CX via Trackuino

 Inhalt der TRACKUINO-Aussendungen:
 Absender-Call
 Ziel-Call
 APRS-Pfad
 UTC
 Breitengrad,N/S
 Längengrad, E/W
 Kurs
 Speed
 Höhenwerte
 Temp.-Sensor1
 Temp.-Sensor2
 Betriebsspannung
 Zusatztext

TRACKUINO-Clone
    Eingangsdaten: NMEA-Daten von GPS-Modul
Ausgangsdaten: 1200 Baud-AFSK- und PTT-Signal
  zusätzlich: Betriebsspannungserfassung und
 Anschlussmöglichkeit für Temperatursensoren

KONFIGURATION:

 Die Version 23 der ARDUINO-IDE verwenden

In der Datei „config.h“ das Absender-Rufzeichen,
  den APRS-Pfad und die Sendeintervalle an die
          eigenen Bedürfnisse anpassen

Das Programm TRACKUINO compilieren und
       in den Prozessorchip übertragen

TRACKUINO Musteraufbau

GPS-Empfängermodul

                     Proto-Shield

APRS-RADIOSHIELD
 AX25-Sende- und Empfangsbaustein

Für APRS- und PACKET-Anwendungen:
        RADIOSHIELD von Argentdata (USA)
SENDEWEG:
Eingang für serielle ASCII-Daten ; Ausgang sind AX25 codierte 1200 Baud-
AFSK- und PTT-Signale

EMPFANGSWEG:
1200 Baud-AFSK-Eingang; serieller Ausgang mit APRS-Rohdaten

DISPLAYSTEUERUNG:
serieller Eingang zur Steuerung von LC-Display                         ( z.B.
16x2 oder 20x4 Zeichen )

  Nachteil: mit Ausnahme von ein paar einfachen Testprogrammen ist für das
 RADIOSHIELD derzeit kaum direkt nutzbare ARDUINO-Software verfügbar

RADIOSHIELD Blockschaltbild

APRS-Datendecoder

was kann man damit anfangen?

   wer liefert diese Daten?

Beispiel für APRS-Rohdaten:
DJ7OO-11>APRS,WIDE2-1:/113801h4957.60N/00811.98E>
000/000/A=000895/Klaus Locator: JN49CX

Absender-Call:    DJ7OO-11>
Ziel-Call:        APRS,
APRS-Pfad:        WIDE1-1,WIDE2-1
Header:           :/
Timestamp:        113801h
Breitengrad:      4957.60N
APRS-Tabelle:     /
Längengrad:       00811.98E
APRS-Symbol:      >
Kurs und Speed:   000/000/
Höhenwerte:       A=000895/
Zusatztext:       Klaus Locator: JN49CX

NMEA-Ausgangsdaten von
APRS-Radios und -Trackern

Aufbau der WPL- und PKWDWPL-Protokolle

                        Beispiel für Protokoll:
$PKWDWPL,180747,V,5201.75,N,00833.47,E.4.106,180808,000092,DK5ON,/>* 07

APRS-Decoder
mit ARDUINO UNO und RADIOSHIELD

Hierzu sind nur wenige zusätzliche Bauteile erforderlich

Decoderprojekt: ARDUDEC

ARDUDEC in Action
Anzeige von Absender-Call, QTH-Locator,
   Distanz, Richtung und Up-Counter

2.Fenster mit Lat-/Lon-Anzeige

Decodererweiterung durch

zusätzliche Sprachausgabe

Board: ARDUINO MEGA
  mit Prozessor ATMEGA2560

Ablage der einzelnen Sprachsegmente
     auf uSD/SD-Speicherkarte

uSD/SD-Kartenadapter
mit Pegelanpassung und Spannungsregulierung

APRS-Decoder
     mit LCD-Anzeige und Sprachausgabe
unter Verwendung des ARDUINO-MEGA-Boards

LCD-Steuerung via I2C-Bus
     Pollin-Bausatz # 810145

Decoder-Versuchsanordnung
mit LCD und Sprachausgabe

Sonderversion für Ballonverfolgung

•    Nur Decodierung der von einem vorher festgelegten
     Call stammenden Aussendungen ( Selektiv-Mode )
•    Anzeige und ggf. Sprachausgabe von Distanz- und
     Winkelwerten bezogen auf den gegenwärtigen, via
     GPS ermittelten Eigenstandort
•    Anzeige und ggf. Sprachausgabe der Flughöhe

Wie kann man APRS-Signale decodieren,
 wenn keine Geräte verfügbar sind, die
WPL/PKWDWPL-Protokolldaten liefern?

Einfacher AX25-Decoder nach N0QBH
  Eingang: 1200Bd.-AFSK Ausgang: NMEA/WPL

etwas „OFF-Topic“
   zum Abschluss:

  einige Projekte mit
 ARDUINO-Boards und
BASCOM-AVR-Software

DCF77-Decoder

ARDUINO-Board mit LCD-Shield
und DCF77-Modul von CONRAD

DDS-Generator mit „China-Modul“
( verwendbar bis max. ca. 40 Mhz )

Decoder für GPS- und Temperaturdaten

LINKLISTE
ARDUINO
http://www.arduino.cc/
http://www.komputer.de
http://www.komputer.de/zen/index.php?main_page=product_info&cPath=22&products_id=122
http://www.watterott.com
http:/ / www.kh-gps.de/ bascom_arduino.htm

NAVILOCK GPS-EMPFÄNGER
http://www.navilock.de/produkte/G_509_eBoards-und-Module.html
http://www.navilock.de/produkte/G_60422/merkmale.html
http://www.ddcom24.de/shop/artikel_artikel_21958_name_GPS-Engine-Module-NL-621ETTL-Navilock-industry.html

POLLIN ( LCD-I2C-MODUL )
http://www.pollin.de/shop/dt/NDU4OTgxOTk-/Bausaetze_Module/Bausaetze/LCD_I2C_Modul.html

TRACKUINO
http://www.trackuino.org/
http://www.kh-gps.de/trackuino.htm

N0QBH-DECODER
http://www.ringolake.com/pic_proj/zcd/zcdmodem.html
http://www.kh-gps.de/n0qbh.htm

sonst. DJ7OO-SEITEN
http://www.kh-gps.de/ardudec.htm                             http;//www.kh-gps.de/dds.htm
http://www.kh-gps.de/aprspeak.htm                            http://www.kh-gps.de/dcf77.htm
http://www.kh-gps.de/wpl2kiss.htm                            http://www.kh-gps.de/ardu_gps.htm

ARGENTDATA RADIOSHIELD
http://wiki.argentdata.com/index.php?title=Radio_Shield

Herzlichen Dank für die
   Aufmerksamkeit

        E-Mailkontakt:
       dj7oo@t-online.de

PDF-File dieser Vorlagen unter:
http://www.kh-gps.de/v13aatis.pdf