Was ist ARDUINO?

SELBSTBAU VON
APRS-BAUSTEINEN
UNTER VERWENDUNG
VON ARDUINO-HARDWARE
von Klaus Hirschelmann
DJ7OO
Wie alles begann
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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
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besonderes Interesse an APRS-Anwendungen
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Aufbau von Trackern und Decodern
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Problem: passende Hardwareplattformen
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z.T.: Entwurf und Auftragsfertigung eigener
Platinenlayouts
Lösung: Verwendung von ARDUINO-Hardware
einschließlich der verfügbaren SHIELDS
Was ist ARDUINO?
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weit verbreitete, sehr erfolgreiche Hard- und
Softwareplattform für Mikrocontrollerprojekte
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aus Italien stammend
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Verwendung von ATMEGA-AVR-Prozessoren
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Programmierung üblicherweise in Hochsprache
„JAVA“ ( ähnlich „C“ )
preiswerte Hardware verfügbar ( z.B. StandardProzessor-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 APRSAnwendungen
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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 BaudAFSK- und PTT-Signale
EMPFANGSWEG:
1200 Baud-AFSK-Eingang; serieller Ausgang mit APRS-Rohdaten
DISPLAYSTEUERUNG:
serieller Eingang zur Steuerung von LC-Display
16x2 oder 20x4 Zeichen )
( z.B.
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:
Ziel-Call:
APRS-Pfad:
Header:
Timestamp:
Breitengrad:
APRS-Tabelle:
Längengrad:
APRS-Symbol:
Kurs und Speed:
Höhenwerte:
Zusatztext:
DJ7OO-11>
APRS,
WIDE1-1,WIDE2-1
:/
113801h
4957.60N
/
00811.98E
>
000/000/
A=000895/
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/aprspeak.htm
http://www.kh-gps.de/wpl2kiss.htm
ARGENTDATA RADIOSHIELD
http://wiki.argentdata.com/index.php?title=Radio_Shield
http;//www.kh-gps.de/dds.htm
http://www.kh-gps.de/dcf77.htm
http://www.kh-gps.de/ardu_gps.htm
Herzlichen Dank für die
Aufmerksamkeit
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PDF-File dieser Vorlagen unter:
http://www.kh-gps.de/v13aatis.pdf