Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Kategoria: Kamery IP / Alarmy / Automatyka Bram
Montersi
Kategoria: Akumulatorki / Baterie / Ładowarki

Odbiornik GPS Neo-6M - PCB dla modułu

r03c10 03 Sty 2017 17:29
  • #1 03 Sty 2017 17:29
    r03c10
    Poziom 10  

    Witam,

    Postaram się opisać pokrótce mój problem. Kupiłem jakiś czas temu moduł GPS z chipem NEO-6M firmy ublox. Mniej więcej coś takiego:
    http://electropark.pl/moduly-gps-gsm/3713-modul-gps-z-kontrolerem-lotu-ublox-neo-6m.html

    Zakupiony moduł działa bardzo ładnie, bez problemu komunikuje się z PC oraz szybko łapie fix'a. Chciałbym jednak w przyszłości ten chip umieścić bezpośrednio na jakimś PCB. Postanowiłem, więc dla sprawdzenia wykonać na szybko własną płytkę testową. Po zmontowaniu okazało się, że komunikacja z PC owszem działa, ale moduł nie łapie fix'a i łapie bardzo słaby sygnał z satelit (sprawdzone w u-center). Więc problem występuje w części antenowej. W tym momencie zajrzałem do noty katalogowej modułu i okazało się, że sprawa nie jest tak prosta i między innymi należy zapewnić odpowiedni kształt i wymiary ścieżki, do której przyłączona jest antena. Bogatszy o te informacje zaprojektowałem i wykonałem drugą wersję PCB, którą zobaczyć można poniżej.

    Odbiornik GPS Neo-6M - PCB dla modułu Odbiornik GPS Neo-6M - PCB dla modułu

    Myślałem, że tym razem będzie ok, ale po skomunikowaniu się z modułem widzę że jednak nie. Efekt jest ten sam co poprzednio.

    I tutaj moja prośba. Czy komuś udało się zaprojektować własną działającą płytkę dla tego modułu i zachciałby się nią podzielić? W zasadzie chodzi mi tylko o tą ścieżkę do anteny (jej wymiary, długość). A może gdzieś w internecie są wzory takich płytek? Szukam i nie udało mi się znaleźć pliku dla programu Eagle. Proszę o pomoc bo nie chcę w ciemno kombinować i wykonywać trzeciej już płytki nie mając pewności czy to zadziała. A może w ogóle gdzieś indziej popełniam problem?

  • #2 03 Sty 2017 17:50
    Ture11
    Poziom 33  

    Rezystor R15 ma wartość 100k? On - zdaje się - puszcza zasilanie do anteny aktywnej, a w modułach, jak np. GY-GPS6MV2 są rezystory - bodajże - 100R

    Dodano po 2 [minuty]:

    Poproszę o większe zdjęcie PCB jeszcze...

  • #3 03 Sty 2017 17:57
    r03c10
    Poziom 10  

    Oczywiście tam jest rezystor 100 ohm, po prostu wkradł się mały błąd. Większe zdjęcie poniżej.

    Odbiornik GPS Neo-6M - PCB dla modułu

  • #5 03 Sty 2017 18:01
    r03c10
    Poziom 10  

    Tak, dokładnie z tego manualna korzystałem i zgodnie z nim starałem się to zaprojektować.

  • #6 03 Sty 2017 18:10
    Ture11
    Poziom 33  

    Osobiście wydaje mi się, że przesadził kolega z dławikiem - wielkość padów pod nim powoduje, że poza ścieżkę wystają ostre krawędzie (niby w chińskich modułach też jest podobnie, ale tam to pewnie jest obliczone, w którym miejscu następuje zakłócenie). Biblioteki do EAGLE niestety nie mam, ale bodajże w Altium Designer jest narzędzie do projektowania obwodów w.cz. z przeliczaniem ich impedancji.

    Oczywiście, na płytce musi kolega zrobić doprowadzenie (ścieżkę antenową) o impedancji falowej 50 OHm. Unikać musi kolega jakichkolwiek "ostrych" krawędzi (albo, jak już muszą być, mają być odpowiednio usytuowane względem masy) - na nich powstają olbrzymie straty przy tej częstotliwości. Nie wydaje mi się jednak, by był to jedyny powód...

    Dodano po 4 [minuty]:

    Czy będzie kolega w stanie przysłać zdjęcia zlutowanej płytki - przyznam szczerze - z ciekawości...?

  • #7 03 Sty 2017 18:40
    r03c10
    Poziom 10  

    Wrzucam zdjęcia samej płytki oraz układu po zlutowaniu. Wiem, że jakość nie powala ale proszę pamiętać że robiłem to na szybko i jeszcze wielokrotnie przelutowywałem elementy:)

    Odbiornik GPS Neo-6M - PCB dla modułu Odbiornik GPS Neo-6M - PCB dla modułu Odbiornik GPS Neo-6M - PCB dla modułu

    No cóż, liczyłem że ktoś już projektował taką płytkę. Na razie muszę to zostawić bo tak naprawdę nie wiem czy problem nie leży w wadliwym module GPS. Nie ukrywam, że liczyłem na jakieś gotowe rozwiązanie tak abym mógł wykluczyć problem z anteną.

  • #8 03 Sty 2017 19:28
    Jaca
    Poziom 28  

    1. Posiadasz antenę aktywną czy pasywną ?
    2. Wylutuj gniazdo U.FL i wlutuj nowe zwracając uwagę, czy pin bolca połączony jest z modułem (niektóre gniazda mają tylko jeden pin do bolca środkowego a drugi jest niepodłączony).

    EDIT:

    3. Dławik powinien być 27nH (RF) a nie 100uH (DC) oraz rezystor 10Ω.
    4. Do obliczenia toru RF możesz użyć darmowego programu TX-LINE Link (pobieranie po rejestracji/logowaniu) lub dowolnego kalkulatora Online, chociaż przy długości Twojej ścieżki nie powinno być aż takich spadków czułości o jakich piszesz.

  • #9 03 Sty 2017 20:58
    r03c10
    Poziom 10  

    1. Antena aktywna o zysku 3dB.
    2. Dokładnie takie gniazdo posiadam i wlutowałem je dobrze- bolec połączony z pinem układu.
    3. Pozamieniam i sprawdzę, ale wymieniając te elementy w gotowym zakupionym module na 100 uH i 100 ohm wszystko działało.
    4. Korzystałem z jakiegoś kalkulatora online i teoretycznie wyszło, że powinno być ok.

  • #10 04 Sty 2017 01:10
    Jaca
    Poziom 28  

    Pozostaje jedynie sprawdzić zwarcia/przerwy w torze RF lub sam moduł.

    Ps. Gdzie masz filtrację zasilania oraz zasilanie VBACKUP ?

  • #11 04 Sty 2017 12:42
    r03c10
    Poziom 10  

    VBACKUP nie koniecznie jest potrzebne z tego co widziałem, ale spróbuję może dołączyć tą nóżkę do 3.3 V. Natomiast moduł zasilam bezpośrednio z przejściówki USB-RS232, więc nie wydaje mi się, że problemy sprawia brak kondensatora filtrującego, aczkolwiek też sprawdzę co się stanie gdy go dodam.

    Awarię samego modułu rozważę dopiero kiedy będę na pewno wiedział, że nóżka anteny jest dobrze poprowadzona. Jest on dość drogi więc nie chcę na razie zamawiać nowego. Zwarcia i przerwy posprawdzałem oczywiście w pierwszej kolejności i tam jest wszystko ok.

    Nadal liczę na to, że ktoś już kiedyś projektował podobną płytkę i mógłby się podzielić tym projektem.

  • #12 04 Sty 2017 22:42
    Jaca
    Poziom 28  

    VBACKUP jest napięciem zasilającym RTC modułu w przypadku braku zasilania głównego. Gdy nie masz VBACKUP'u, moduł po włączeniu zasilania musi pobrać godzinę i datę z sygnału satelity (synchronizacja) oraz "rozejrzeć się" po niebie w poszukiwaniu widocznych satelitów. Mając VBACKUP (bateria/aku/superkondensator), po włączeniu modułu znana jest już godzina i data i na ich podstawie oraz utworzonej wcześniej tablicy EPO, moduł może szybciej złapać fix'a ponieważ wie, jakie satelity są w danym dniu i godzinie "widziane" na niebie.

    Co do zasilania - zapewne nie spotkałeś się z sytuacją, gdy moduł GPS zasilany jest z przetwornicy STEP DOWN o częstotliwości przełączania 2 MHz - ZERO śledzonych satelitów. Tętnienia na zasilaniu modułu nie mogą być większe niż 50 mVpp.

    Na koniec kwestia ścieżki RF - przy tak krótkich odcinkach wystarczy ścieżka o szerokości padu modułu oraz takim odstępie od GND płytki jak odległość od pinu GND na module. Masz przecież aktywną antenę, która nie potrzebuje dokładnego dopasowania linii transmisyjnej.

    Możesz zrobić jeszcze 2 testy:

    1. Umieścić swoje PCB centralnie na kawałku folii miedzianej 10x10cm podłączając ją do GND płytki;
    2. Uciąć ścieżkę przed dławikiem i od strony modułu dolutować pasywną antenę GPS lub w ostateczności kawałek przewodu o długości fali GPS L1.

  • #13 05 Sty 2017 11:42
    r03c10
    Poziom 10  

    Jeżeli chodzi o antenę pasywną to robiłem już takie testy wcześniej, niestety bez pozytywnego efektu.

  • #14 05 Sty 2017 12:53
    Jaca
    Poziom 28  

    A podczas tego testu uciąłeś ścieżkę by odseparować moduł od zasilania anteny aktywnej (dławik, rezystor, gniazdo U.FL), czy połączyłeś antenę pasywną bezpośrednio do gniazda ?

  • #15 05 Sty 2017 13:20
    r03c10
    Poziom 10  

    Podłączałem antenę pasywną bezpośrednio do pinu i przecinałem ścieżkę do gniazda.

    Niestety skoro nikt nie wrzucił sprawdzonego wzoru płytki, będę zmuszony kupić inny moduł bo może faktycznie trafił mi się uszkodzony.

  • #16 05 Sty 2017 16:02
    Jaca
    Poziom 28  

    Nie spodziewaj się cudów po idealnym obliczeniu parametrów linii transmisyjnej - i tak nie będziesz w stanie wykonać takiej płytki domowym sposobem. Tak drastycznych spadków na tak krótkiej ścieżce nie powinno być.

    1. Sprawdziłeś patent z folią ?
    2. Spróbuj przelutować pin RF (i zebrać nadmiar cyny) z użyciem dużej ilości topnika po czym dokładnie wymyj całą płytkę acetonem/nitro z resztek topnika.
    3. Filtrowanie napięcia (dławik/koralik DC + tantal 100uF + ceramiki 1uF oraz 100nF i ewentualnie 1nF) nie pomogło ? Możesz też spróbować zasilić go z baterii 3V.
    4. Czy dotykanie palcem lub kawałkiem przewodu do ścieżki RF lub zasilania modułu ma wpływ na poziom sygnału satelitów ?
    5. Zrób zrzut ekranu satelitów z Twoją płytką i fabryczną. Numery kanałów pokrywają się w obu przypadkach ?

  • #17 06 Sty 2017 13:14
    r03c10
    Poziom 10  

    1. Nie mam obecnie takiej folii. Sprawdzę w przyszłości.
    2. Oczyściłem całą ścieżkę- nie pomogło.
    3. Po zasileniu z dwóch baterii AA brak poprawy.
    4. Trudno powiedzieć bo sygnał jest bardzo niestabilny.
    5. Wrzucam zrzut z u-center z mojej płytki. Dziwne jest to, że niby widoczne jest bardzo dużo satelit, ale żaden sygnał nie ma odpowiedniej mocy.

    Odbiornik GPS Neo-6M - PCB dla modułu

    W przypadku oryginalenego modułu widać mniej satelit za to sygnał z nich jest stabilny.

  • #18 06 Sty 2017 15:00
    Jaca
    Poziom 28  

    Złap fix'a na jednej i drugiej płytce w tym samym miejscu (okno) oraz identyczną orientacją anteny i zrób zrzuty okien z poziomami i numerami satelitów bo na poprzednim zrzucie nic nie widać. Sprawdź przy okazji ile czasu zajmuje każdej płytce wykonanie poniższej sekwencji:

    1. Fix 3D
    2. Cold start lub factory reset
    3. Czas start
    4. Fix 3D
    5. Czas stop (ile ?)

    EDIT

    1. Zrobiłeś w końcu ten filtr zasilania ? To jest wymóg i nie ominie Cię to przy tworzeniu płytki docelowej.
    2. Czy fabryczny moduł też podłączasz do tej samej przejściówki USB-Serial ?

  • #19 06 Sty 2017 18:09
    r03c10
    Poziom 10  

    Po cold resecie złapanie pełnego fix'a 3D zajmuje temu oryginalnemu modułowi około 2 minut. Natomiast moduł przeze mnie stworzony w identycznym miejscu nie łapie go w ogóle (czekałem 40 minut).

    Filtr zasilania dodałem w postaci na razie jednego kondensatora 100 nF. I tak, korzystam z tej samej przejściówki USB<->UART.

  • #20 07 Sty 2017 07:30
    Jaca
    Poziom 28  

    Zmierzyłeś napięcie na wyjściu przejściówki ? Oryginalny moduł ma LDO 3.3V a Twoja płytka nie. Moduł pracuje w zakresie 2.7V-3.6V. Jeśli przejściówka podaje 5V bezpośrednio z USB to...

    ps. Próbowałeś przywrócić moduł do ustawień fabrycznych ?

  • #21 07 Sty 2017 11:46
    r03c10
    Poziom 10  

    Oczywiście, że przejściówka podaje 3.3 V (dokładnie 3.37 V- mierzyłem). Moduł przywracałem do ustawień fabrycznych- bez rezultatu.

  • #22 07 Sty 2017 12:48
    Jaca
    Poziom 28  

    Jeśli w obu płytkach masz ten sam moduł (ta sama wersja HW i SW) to spróbuj w uCenter:

    1. Podłączyć działającą płytkę
    2. Pobrać parametry z modułu
    3. Zapisać do pliku
    4. Podłączyć swoją płytkę
    5. Wczytać parametry z pliku
    6. Wgrać do modułu

  • #23 07 Sty 2017 14:42
    r03c10
    Poziom 10  

    I to już próbowałem robić wcześniej. Niestety nie zgadza się wersja firmware.

  • #25 07 Sty 2017 17:09
    r03c10
    Poziom 10  

    Spróbuję to zrobić, choć nie wydaje mi się, że to pomoże. Jeszcze wcześniej (miesiąc temu) testowałem inny gotowy moduł z inną wersją firmware i również wszystko działało, więc tutaj nie szukałem przyczyny, ale spróbować warto.