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TELEMETRY – PHONE
Sistema di radio telemetria GPS real-time per modellismo R/C
Competenze tecniche necessarie:
-Saper usare Hyper-Terminal di Windows +++
-Avere dimestichezza con i software del PC ed il telefono cellulare ++
-Aver già fatto qualche esperienza elettronica con la porta seriale RS-232 +
-Conoscere un po’ di inglese giusto per capire i vari manuali +
Appunti per il prototipo del dispositivo destinato al mercato estero:
Materiale necessario:
3 HandyWave HPS-120 – Convertitore RS232/Bluetooth;
2 HandyWave HPA-110 – Antenna omnidirezionale potenziata (+4dB);
(Per una portata maggiore, ove permesso, si possono acquistare antenne
omnidirezionali anche da +7/8dB), le antenne direttive non sono state mai
provate e non abbiamo dati in merito;
1 HandyWave HPP-100 – Cavo USB per alimentare il convertitore
durante la programmazione con il PC;
Sito: www.handywave.com
1 Ricevitore GPS HOLUX GR-213 (Con interfaccia seriale RS232 ATTENZIONE NON USB ! – Il connettore deve essere un PS2 femmina).
Molta gente per errore ha comprato questo GPS credendo che fosse USB
ed una volta ricevuto il pacco senza possibilità di restituirlo l’ ha rimesso in
vendita su asta on-line. (Se cercate bene potete fare anche un’ affare !);
Sito: www.holux.com
3 Connettori seriali a 9 pin maschi per PC (Per un peso minore
acquistare possibilmente la versione tutta in plastica);
1 Connettore PS2 maschio per PC (Tipo quello della tastiera/mouse).
Costo totale circa 500€
Montaggio:
Il GPS emette una stringa seriale RS-232 che viene convertita (In formato
bluetooth) e trasmessa al GPS-Gateway tramite il modulo 1.
Il Modulo 2 riceve il segnale e lo invia tramite RS-232 al Modulo 3 che a sua
volta riconverte il segnale sempre in formato bluetooth compatibile con lo
standard del telefonino. La trasmissione diretta del segnale dal modulo 1 al
telefonino non è possibile in quanto il telefono pur avendo una discreta
potenza RF in uscita (anche di 100 mW) non dispone di un’antenna esterna e
non ha portata sufficiente per mantenere il data-link che deve essere sempre
bidirezionale.
Abbinamento ricevitore GPS e MODULO 1
Il trasmettitore GPS
Il GPS rimosso dalla sua custodia
GPS
HPS-120 MODULO 1
1 (TX)
2 (+ VccA)
4 (GND)
Non collegare gli altri PIN
3 (RX)
9 (+VccA)
5 (GND)
Non collegare gli altri PIN
6 (RX)
2 (TX)
Il collegamento del pin 6 del GPS con il pin 2 dell’HPS permette la creazione
di un sistema di telemetria bidirezionale, con questa funzione è possibile
caricare all’interno del GPS i Datum (Forniti con il cd del GPS). Se non siete
più che esperti non effettuate questo collegamento può essere origine di
alcuni problemi !
+VccA =alimentare il sistema con una batteria indipendente da quella della
ricevente (Dedicata a solo a questo scopo), la tensione da applicare è 5 Volt
(Valore fondamentale !!!) – NON UTILIZZARE PER ALIMENTARE IL
CIRCUITO LA TENSIONE PRODOTTA DAL REGOLATORE BEC.
Abbinamento MODULO 2 e MODULO 3 (GPS-Gateway)
GPS – Gateway (Sinistra Modulo 2 – Destra Modulo 3)
HPS-120 MODULO 2
2 (TX)
3 (RX)
5 (GND)
9 (+ VccB)
Non collegare gli altri
PIN
3 (RX)
2 (TX)
5 (GND)
9 (+ VccB)
Eventuale porta per il
RS-232 x PC
2 (RX)
/
5 (GND)
/
Non collegare gli altri
PIN
Non collegare gli altri
PIN
HPS-120 MODULO 3
+VccB =alimentare i due moduli con una batteria la cui tensione deve essere
compresa tra 5 Volt e 12 Volt.
Come potete osservare i collegamenti elettrici sono semplicissimi, tutti i
segnali in gioco hanno livello logico RS-232 e gli interfacciamenti sono diretti
senza che sia necessario nessun convertitore di segnale TTL/RS232.
Questi convertitori possono essere indifferentemente alimentati sia dai pin 5 e
9 che dal jack laterale.
Quasi sicuramente riceverete due convertitori confezionati in un’ unica
scatola + uno singolo. La cosa non è indispensabile, ma numerate i
convertitori nel seguente ordine: il numero 3 va a quello singolo, il numero 1
e 2 a quelli in coppia.
Se siete fortunati il modulo 1 e 2 sono già configurati in fabbrica per parlarsi a
vicenda, assegnare un nome al dispositivo 1 e 2 non è vitale ed il nome può
rimanere anche quello di default, l’unica cosa da variare è la velocità della
porta che deve essere messa a 4800 bps.
Per le modalità di programmazione dei convertitori fare riferimento al relativo
manuale in dotazione (In inglese), l’operazione è molto semplice e si esegue
utilizzando l’applicazione Hyper-Terminal di WindowsXP.
A prescindere dalla velocità di comunicazione, se i moduli 1 e 2 sono
correttamente configurati una volta alimentati indicheranno con l’accensione
del led verde l’avvenuto data-link.
In ogni caso,ecco tutte le configurazioni:
Configurazione del MODULO 1 (Modulo di bordo per la trasmissione GPS)
Device Name (MODULO1) SCRITTO TUTTO ATTACCATO
Authentication (OFF)
Connection Mode (1:1) indicato anche come Mode 0
Local BD-ADDR (Valore non cambiabile differente per ogni dispositivo)
Local BD-ADDR (METTETE IL VALORE Local DB-ADDR del MODULO 2)
COM Port 4800 (8-N-1) Flow Control (None)
Factory Settings (Valore indifferente – non variabile)
Class of Device (001F00) Valore già di default
Low Power Mode (ON) E’ un funzione di risparmio energetico non varia la
potenza di trasmissione
Inquiry Scan (Valore indifferente – non variare – questa voce potrebbe
anche non apparire o essere Paging Mode)
Configurazione del MODULO 2 (Modulo di comunicazione di terra da
collegare al MODULO 3)
Device Name (MODULO2) SCRITTO TUTTO ATTACCATO
Authentication (OFF)
Connection Mode (1:1) indicato anche come Mode 0
Local BD-ADDR (Valore non cambiabile differente per ogni dispositivo)
Local BD-ADDR (METTETE IL VALORE Local DB-ADDR del MODULO 1)
COM Port 4800 (8-N-1) Flow Control (None)
Factory Settings (Valore indifferente – non variabile)
Class of Device (001F00) Valore già di default
Low Power Mode (ON) E’ un funzione di risparmio energetico non varia la
potenza di trasmissione
Paging Mode (Valore indifferente – Non variare – questa voce potrebbe
anche non apparire o essere Inquiry Scan)
Configurazione del MODULO 3 (Modulo di comunicazione con il cellulare
interfacciato con il MODULO 2)
Device Name (Mettete il nome che volete) Scritto tutto attaccato (max.11car.)
Authentication (ON con pin 123)
Connection Mode (WAIT) indicato anche come Mode 1
Role (Slave)
Local BD-ADDR (Valore non cambiabile differente per ogni dispositivo)
COM Port 4800 (8-N-1) Flow Control (None)
Factory Settings (Valore indifferente – non variabile)
Class of Device (000000) se non prende questo valore salvare i
cambiamenti, uscire e rientrare dalla modalità di configurazione. Sicuramente
c’e’ un baco nel firmware del dispositivo (Tuttavia questo possibile baco non
rappresenta un problema).
Low Power Mode (ON) E’ un funzione di risparmio energetico non varia la
potenza di trasmissione
Paging Mode R0 (Valore indifferente – non variabile)
N.B. Tutte le volte che rientrate nella configurazione dei trasmettitori la
velocità della porta seriale viene riportata in automatico a 9600 bps pertanto
ricordatevi di reinserire il valore di 4800 bps. Questa dimenticanza può
essere la causa principale del mancato funzionamento del sistema !.
Questa versione del sistema permette a livello teorico e a frequenze libere
l’uso contemporaneo di ben 39 apparati in ricerca automatica !!! (Si utilizzano
2 canali per apparato). Se uno dei 79 canali disponibili è disturbato o
impegnato il canale viene cambiato in automatico. Se tutti i canali sono
impegnati in sistema non trasmette e di conseguenza non può disturbare
altre apparecchiature sulla stesse frequenze.
I moduli 1 e 2 sono invisibili, pertanto, durante la ricerca con il cellulare dei
dispositivi associabili al telefono, non li vedrete.
Solo il modulo 3 è visibile e deve essere associato al telefonino, il pin di
autenticazione che dovrà essere digitato sarà 123.
Consigli per la costruzione di un dispositivo idoneo per l’ Italia:
Competenze tecniche necessarie
-Saper usare Hyper-Terminal di Windows +++
-Avere dimestichezza con i software del PC ed il telefono cellulare +++
-Aver già fatto qualche esperienza elettronica con la porta seriale RS232 +++
-Conoscere un po’ di inglese giusto per capire i vari manuali +++
Durante la progettazione di questo altro sistema che utilizza componenti
alternativi più facilmente reperibili e molto meno costosi (~200 €), ci siamo
imbattuti in innumerevoli difficoltà e lacune tecniche e pur essendo riusciti a
far funzionale l’apparato non siamo stati in grado di ultimarlo come
desiderato. Per un questioni di complessità tecnica (C’è troppo da scrivere e
spiegare) rilasceremo solamente alcune dritte su cosa utilizzare e come
procedere:
I MODULI 1 e 2 possono essere sostituiti con dei moduli ibridi EASY-RADIO
mod. ER400TRS. Un modulo simile è utilizzato in un altro apparato di
telemetria di origine americana già commercializzato in Italia.
Rispetto al modulo Bluetooth della HandyWave, questo trasmettitore pur
essendo affidabilissimo è meno funzionale:
La lunghezza massima della stringa trasmettibile per volta è di 180
caratteri (Senza limiti per il modulo HandyWave). La stringa emessa dal
GPS è più lunga e deve essere accorciata tagliando le informazioni non
fondamentali come la trasmissione della posizione dei satelliti ed i
codici di checksum. Questa operazione è possibile utilizzando il
programma SirfDEMO Ver. 3.715. (Il modulo GPS GR-213 è
programmabile anche se sulle relative istruzioni non c’è scritto come
fare, purtroppo dovrete procedere per tentativi !).
Dispone di 10 canali, ma sfortunatamente non sono a ricerca
automatica e vanno configurati attraverso un codice seriale.
I livelli logici dei segnali TX e RX sono TTL e pertanto è necessaria la
creazione di un circuito (es. con MAX232) per la conversione dei livelli
allo standard RS232.
La soluzione ottimale sarebbe abbinare un microcontrollore PIC a questi
moduli per gestirli in modo ottimale. (Questo rappresenta il nostro limite, non
abbiamo ancora fatto esperienza con questo tipo di integrato !).
Le portate dei due trasmettitori sono praticamente uguali, anzi per il modulo
Easy Radio può essere anche ulteriormente ridotta a livello software.
Questa versione del sistema permette a livello teorico ed a frequenze libere
l’uso contemporaneo di 10 dispositivi !!!
Sito: www.lprs.co.uk
Il MODULO 3 può essere sostituito con un Parani ESD200 (Configurato in
MODE3), tecnicamente differisce dal modulo HandyWave per la tensione di
alimentazione che è di 3,3 V ed i livelli logici che sono TTL.
La portata di trasmissione è limitata dal telefonino (10/20 mt), per cui la
distanza massima raggiungile utilizzando un o l’altro modulo non cambia.
Sito: www.sena.com
Per la programmazione di questi altri moduli non è più sufficiente la porta
seriale del PC e HyperTerminal, ma è necessaria la creazione di un apposito
circuito seriale (Vedi manuali tecnici del prodotto) o l’acquisto dei relativi
starterkit.
Galleria Fotografica e nuove idee:
Il GPS-Gateway (Solo Modulo 3 Multifunzione – In Ver. ESD200) con
connesso un secondo modulo GPS. Nella versione più evoluta questo
ricevitore supplementare è utilizzato per effettuare tramite la correzione della
sola altezza misurata tramite una funzione differenziale (L’idea è quella di
creare un specie di DGPS a stazione privata), in questo caso il sistema può
funzionare solo con il PC. Per chi non lo sapesse l’altezza misurata dai
sistemi GPS è calcolata misurata analizzando l’effetto doppler del segnale
ricevuto dai satelliti e per via di molti fattori (Anche ambientali) il dato non è
molto preciso e continua a variare, allineando per differenza il dato trasmesso
rispetto a quello di un punto di misura fisso, la misura è notevolmente
migliorata. In oltre, questa interfaccia più essere utilizzata per localizzare il
modello scomparso nel mais.
Il Modulo 3 abbinato al Modulo 2 (In ver. 2.4 Ghz)
Il Modulo 3 abbinato al Modulo 2 (Durante le prove in ver. 433,92 Mhz)
Se il secondo GPS non viene collegato, il connettore seriale rimanete può
essere utilizzato per interfacciare il GPS-Gateway al PC.
Attualmente il sistema è carente di un software specifico di gestione con
funzioni di sintesi vocale per la lettura automatica dei parametri principali, in
questo modo, non sarà più necessario un assistente.
Software testati:
Per PC: CompeGPS e Oziexplorer (Rielaborazione dati: SeeYou)
Per Nokia: BlueSkyGPS (E’ il più compatibile con il GPS GR-213)
AFTrack, PowerNavigator, GPSXC, GETTrack, SmartMap, GECompanion,
SmartCom GPS e Pilot (Anche questi programmi girano bene, ma il valore
dell’altezza misurato non è corretto. Probabilmente la stringa di comando del
modulo Sirf III non è perfettamente compatitile. Bisognerebbe provare ad
utilizzare un altro tipo di ricevitore GPS).
Note sulla sicurezza:
Le moderne radio sono schermate contro le possibili interferenze da telefono
cellulare, queste interferenze si verificano più frequentemente quando
ricevete una telefonata o un SMS. Verificare sulle specifiche tecniche che la
propria radio sia immune a questo problema.
I dispositivi di sicurezza non sono mai troppi, pertanto posizionare un
interruttore On/Off radiocontrollato in modo da poter spegnere il trasmettitore
GPS in caso di interferenze radio. (Dalle prove effettuate non si sono mai
verificati problemi con i 433,92 Mhz né con i 2.4 Ghz).
In alcuni paesi l’utilizzo delle suddette frequenze non è possibile o è limitato a
volatori di potenza ben definiti. Anche le potenze massime utilizzabili al
chiuso o all’aperto possono differire. Verificare il rispetto delle normative in
vigore nel proprio paese.
In Italia è permesso l’utilizzo senza particolari restrizioni o pagamento di
tasse dei dispositivi a 433,92 Mhz con potenza inferiore a 10 mW. (Il modulo
della EasyRadio citato è conforme a questa specifica).
Anche per le frequenze del BlueTooth vige la stessa regola, il modulo HandyWave nella versione commerciale supera questa potenza e pur essendo
liberamente acquistabile e detenibile, non può essere utilizzato (E’ la stessa
storia delle nuovissime radio SPEKTRUM). Volendo è possibile avere una
versione declassata del prodotto, ma per pochi esemplari l’operazione è
assai ardua. (Avendo la necessità di presentare ad un potenziale acquirente
un prodotto conforme alle normative, abbiamo dovuto cimentarci nell’impresa
e vi possiamo garantire che non è stato facile e soprattutto costoso !). Il
modulo Parani ESD200 è di potenza inferiore ai fatidici 10 mW.