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CONSTRUIRE SON GPS
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| Depuis
l'avènement du sytème de positionnement GPS dans les
années 90 le cout des récepteurs de localisation GPS a
grandement chuté et il devient désormais possible
d'acquérir des systèmes tout fait pour un peu plus d'une
centaine d'euros.Parallèlement les constructeurs ont mis sur le
marché des modules sans cesse plus petits, plus
légers , moins chers et consommant de moins en moins
ce dernier point étant particulièrment important
lorsque l'on réalise des systèmes de guidage
embarqués ou l'on dispose de sources limitées
d'énergie .Il est ainsi possible actuellement de trouver sur
internet des modules GPS à partir de 20 euros .Alimentés
sous 5 volts ou 3.3 volts en consommant moins de 50 ma ils
sortent l'information de position au format NMEA sur une sortie
série de type rs232 . En ajoutant autour de ce module un peu
d'électronique , à savoir un afficheur LCD quelques
boutons poussoirs et un microcontrolleur on peut monter un
récepteur GPS autonome qui tient dans la poche et à
partir duquel on peut adjoindre un tas d'autres possibilités
dont certaines seront détaillées plus tard . |
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LE SCHEMA =========== Le coeur du montage est le module GPS .Le module retenu pour cette réalisation est le module UV40 de la société LAIPAC. Ce module de diménsion réduite à peine plus grand qu'une piece de 1 euro (25 x35 x 6 mm) est capable de recevoir jusqu'à 16 satellites en meme temps Il consomme très peu (environ 15 ma) et est doté d'une honnete sensibilité (-133dbw ) pouvant etre améliorée par l'adjonction d'une antenne active .De plus il est disponible pour un cout très raisonnable chez un distributeur francais (Lextronic) .On peut lui adjoindre une antenne active extérieure qui permet de l'utiliser dans des applications très diverses contrairement aux appareils ayant l'antenne intégrée au boitier . Ce module est alimenté en 3.3 volt par un régulateur .Il est relié au monde exterieur via une interface (max 202 )qui converti les signaux au format rs232 (-12/+12 volt) (Voir le schema aggrandi) .La sortie des données de localistation (à 4800 baud format NMEA ) est directement injectée à l'entrée d'un microcontrolleur PB3B alimenté en 5 volts de la société coréenne COMFILE . |
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Ce microcontrolleur assure le décodage des information envoyées par la
module GPS et les affiche sur un ecran LCD 2 lignes de 16 caractères .(Voir le schéma aggrandi) L'utilisateur peut entrer des informations de plusieurs facons .Il peut programmer directement le module UV40 à l'aide de logiciels du domaine public disponibles sur internet .Il peut aussi programmer le microcontrolleur PB3B soit à partir d'un ordinateur soit à partir de boutons poussoirs intégrés au boitier .Ce microcontrolleur est directement programmable en basic ce qui rend la mise au point particulièrement facile .Dans la présente descripion nous donnerons un exemple de programmation .Celle ci peut etre modifiée par vous meme en fonction de vos propres besoins . Les données concernant les satellites GPS sont sauvegardées lorsque le module n'est pas branché par un pile de 3 volt dont la durée de vie excède les 2 ans .La documentation sur le module UV40 peut etre trouvée dans le fichier ci après /UV40.pdf . Pour ce qui est de la documentation sur le microcontrolleur PB3B voir le site http://www.lextronic.fr/Comfile/PP1.htm . |
| LE MONTAGE ============ Il dépendra des contraintes de chacun .L'auteur l'a réalisé à l'aide de plaque bakélite pastillée mais il n'est pas interdit de faire un circuit imprimé .L'ensemble tient dans un coffret plastique de 10 x 5 x 4 cm .Le module GPS est relié au restant du montage via un connecteur miniature 20 broches disponible chez le distributeur .Une fois le montage réalisé il faudra appliquer les bonnes pratiques d'usage avant de mettre les composants : vérifier l'absence de court circuit , de mauvaises soudure .etc. etc.. On mettra ensuite le module sous tension sans les composants et on vérifiera que les tension normales arrivent aux bons endroits .On branchera alors le module UV40 par son connecteur et on vérifiera que les trames GPS sont lisibles sur un PC relié par la prise rs232 (vitesse 4800 baud ) .On débranche et l'on mettra ensuite le microcontrolleur PB3B .N'étant pas programmé il ne se passera rien Il vous faudra le programmer comme indiqué ci après . |
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LE PROGRAMME DE GESTION ========================= Il est disponible sur le site de l'auteur .Il s'agit d'un programme libre sans droit d'aucune sorte .Il est écrit en basic pour le microcontrolleur PB3B .Vous pouvez le modifier en fonction de ce que vous demanderez à votre GPS Pour le récupérer cliquer ci après (Telecharger le programme GPS6.BAS ) . . Pour pouvoir le charger dans le microcontrolleur PB3B vous devrez récupérer le logiciel de programmation disponible gratuitement sous forme de CD rom chez le distributeur du microcontrolleur . .Il vous faudra par contre acheter le cable de liaison pour programmer le montage .Cette opération se fait via l'interface imprimante d'un PC tournant sous Windows 98 et versions suivantes .Le programme GPS6.BAS une fois chargé dans le logiciel est converti par ce dernier en language machine puis chargé dans la mémoire du microcontrolleur PB3B .Vous verrez alors apparaitre sur l'écran intégré des indications .AU démarrage il faudra plusieurs minutes avant d'avoir une position valide .Il faut en effet que le module capte suffisamment de données via les satellites en visibilité pour charger dans sa mémoire tous les élements dont il a besoin pour calculer votre position .Pendant cette période de temps vous voyez apparaitre l'indication clignotante "NO SATEL" avec une position fantaisiste.SI vous voyez apparaitre l'indication "NO GPS" appuyez sur le bouton "reset" pour relancer le module UV40 .Le premier démarrage est toujours un peu laborieux , les suivants seront beaucoup plus rapides tant que la pile de sauvegarde des données reste en état de marche . |
| LES DIFFERENTES OPTIONS ======================== La communication avec le GPS peut se faire en local via les différents boutons poussoirs .Le bouton "CHOIX AFFICHAGE" permet de basculer entre différents mode d'affichage qui sont indiquées en clair sur l'afficheur (position , direction , altitude etc.etc.. ).Vous pouvez entrer les coordonnées d'un point à atteindre (entrée longitude et latitude au format Degre/minute/minute decimal (DD.mmmm ) et le boitier vous indiquera en permamence la distance qui vous en sépare et la direction à suivre pour l'atteindre . Vous pouvez vous meme modifier les indications et inclure d'autres options en fonction de vos propres besoins en reprogrammant le PB3B . Le module GPS est lui meme programmable comme vous le verrez en parcourant sa documentation (/UV40.pdf) et vous pourrez récupérer sur internet divers logiciels vous permettant de la faire .Si vous voulez par exemple faire des mesures de positionnement très précises vous pourrez les utiliser (voir http://www.visualgps.net) . Vous pouvez aussi télécharger sur ce site un programme dédié au module UV40 ( Recuperer le logiciel pour l'UV40) En reliant la prise série du montage à un module TINYTRACK ou équivalent vous pourrez vous lancer dans le système APRS et diffuser sur les ondes la position de votre véhicule .En reliant cette meme prise à un PC portable doté d'un logiciel de cartographie comme on en trouve sur internet vous pourrez vous localiser sur grand écran et suivre votre progression . Pour le cas ou vous voudriez conduire en respectant strictement les limitations de vitesse sur route un module additionel vous permettra de le faire et fera l'objet d'une prochaine description .Cette liste n'est pas limitative et nul doute que vous trouverez d'autres facons d'utiliser ce montage . |
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| AUTRES MODULES GPS COMPATIBLES ================================ Le module GPS UV-40 n'est pas le seul à pouvoir etre utilisé sur ce montage .Tot ou tard il ne sera plus fabriqué . .Généralement l'arret de la fabrication d'un module est le meilleur moment pour en acheter à des prix défiant toute concurrence de nombreuses sociétés en ayant en stock s'en débarassant à vil prix (voir Par exemple début sept 2006 la société australienne au lien ci après http://www.rfmodules.com.au/ Ceux qui ont l'habitude d'acheter sur internet via le site Ebay trouveront facilement des modules neufs à des prix ultra compétiitifs .Par exemple debut septembre 2006 on peut acheter pour 10 US $ un module GPS 12 canaux (Axiom) On peut substituer l'UV40 par tout module sortant l'information de position au format NMEA au niveau TTL (0/3.3 v ou 0/5 volt) L'auteur avant d'utliser l'UV40 a utilisé le module GPS MOTOROLA ONECORE sans probléme qui présentait comme seul inconvénient celui d'avoir une consommation plus importante que l'UV40 tout en étant plus volumineux . |
| TOUT SAVOIR SUR LE FORMAT NMEA =============================== Créé par les américains dans les années 80 tous les modules GPS continuent à l'utiliser largement pour transmettre ou recevoir des donnnées .Différentes informations comme par exemple la position , la vitesse le cap , le nombre de satellites visibles , la qualité du signal etc etc etc....... sont transmis sous une forme normalisée par une section de caractères et de chiffres par exemple : $GPGLL,4916.45,N,12311.12,W,225444,A,*31 Un des avantages de ce système est que l'information est directement lisible avec n'importe quel |