In meinem 10DOF Altimeter Thread hat RalfB die Idee angestoßen einen kleinen leichten GPS tracker zu bauen. Für risiko reiche Raketen sollte er billig genug sein um den Verlust zu verkraften.

Ralf hat ein paar nette Hardware-Komponenten vorgeschlagen und ich hab angefangen daraus was zu basteln.

Inzwischen hab ich im rocketryforum ein ähnliches Projekt gefunden. Netterweise haben die eine Software für Android geschrieben, so dass man die Bodenstation per bluetooth mit dem Mobiltelefon verbinden kann.
rocketryforum Open source tracker V2
rocketry forum smartphone tracker V1
Die V2 ist mit xbee modulen realisiert im 900MHz Band und daher in Deutschland nicht nutzbar, die xbee module sind auch recht groß und teuer.

Die V1 ist mit 3dr radio modulen realisiert und ist ähnlich zu meinem Projekt.

Dieser Thread soll eine Art Bauanleitung werden, da ich glaube das zumindest Ralf das gerne nachbauen würde.


Teileliste

2 x clon des 3dr radio bei rctimer
Wir benötigen 2 mal das Air modul.
Das Modul mit USB anschluss ist nicht zu empfehlen, da der FTDI wandler den Funkempfang stört. Die beiliegenden Antennen sind murks, das sind 2.4Ghz Antennen und die Module senden auf 433Mhz.
Die module haben kein CE Zeichen, aber 433Mhz ist primär dem Amateurfunk zugeteilt, solange man sich also im Rahmen der Amateurfunkverordnung bewegt, ist das kein Problem, soviel ich weiß.

Als GPS Module habe ich das GlobalTop PA6C mit dem MT339 chip gewählt.
Das Modul habe ich gewählt, weil es klein und billig ist, es ist aber nicht besonders gut.
Wenn Platz und Gewicht nicht wichtig sind sollte man besser ein Ublox modul nehmen.
Bezugsquelle ist
Trenz Elektronik.
Das modul ist eine SMD Komponente die 16x16mm groß ist.
Die Lötpads sind entsprechend klein, fallen aber für SMD Komponenten großzügig aus.
Wenn man Bedenken hinsichtlich der eigenen Lötfähigkeiten hat oder eine solidere Konstruktion möchte, empfiehlt es sich das unwesentlich größere und preislich gleiche breakoutboard von drotek zu nehmen.
Wobei man dann natürlich Abstriche in Größe und Gewicht hinnehmen muss.

Für die Bodenstation benötigt man noch ein bluetooth modul.
Meines ist noch nicht angekommen, daher werde ich hier noch keins empfehlen.

Zum Programmieren benötigt man einen 3.3V FTDI Adapter. Das Funkmodul verträgt auch 5V, das GPS nicht.

Man benötigt auch noch eine Batterie für das Funkmodul und eine für die Bodenstation 1S Lipos mit 3.7 eignen sich hier.

Gerade für das Funkmodul empfehle ich die Sparkfun LiPos mit Tiefentladeschutz, da man ja nicht weiß wann man die Rakete findet.
In Deutschland führt exp-tech diese.

Das ganze ist vor allem eine Gewichts und Größenfrage:

110mAh 3.5 g passt in ein 18mm Rohr
170mAh 5g passt in ein 18mm Rohr
400mAh 9 g passt NICHT in ein 18mm Rohr aber in ein 24mm Rohr
Mein Tracker verbraucht ungefähr 50mA.

Ich habe JST Stecker an die Batterie gelötet um sie einfacher anzuschließen.




Beim Einsatz nicht geschützer Lipos sollte man einen Schutz vor schalten, z.B. sowas all-battery. Falls wer eine bessere Quelle kennt schreibt mir bitte.

Wenn man nicht auf Gewicht bedacht ist, empfiehlt sich auch ein Spannungsstabilisator.

Geändert von thomasm am 23. August 2013 um 19:31

Also angefangen habe ich mit dem Modul in der Rakete.

Das Modul soll eine Drahtantenne bekommen.

Dafür muss man zuerst den SMA connector loswerden.
Mit dem Lötkolben ist das recht schwierig da er 5 Beine hat.
Am Besten erhitzt man den ganzen SMA Stecker, das hat bei mir ein Steinel HL Stick erledigt, aber ich denke mit einer normalen Heißluftpistole kommt man auch zu recht. Man sollte nur Aufpassen keine anderen Komponenten und Lötverbindungen zu erhitzen.


Ist der SMA connector ab, wird er mit einer Drahtanetenne ersetzt.
Für 433 Mhz sollte eine Lambda/4 Antenne 17.3 cm lang sein, wichtig ist, dass das Lötpad mitzählt. Also lötet man am Besten das Ende vom Draht an das hintere Ende vom Lötpad um die Kontaktfläche groß zu halten. Der Draht wird an den mittleren der 3 Pole angelötet. Der Draht ist übrigens von einem SN0.
Das ganze habe ich dann noch mit einem Tropfen Epoxy versehen, um zu verhindern das Bewegungen der Antenne das Lötpad abreißen.

Geändert von thomasm am 23. August 2013 um 19:48

Als Nächstes ist das GPS Modul dran.
Die Rückseite sieht so aus:

Wir benötigen hier eine Verbindung zu VCC, GND, RX und TX.
Der Blick ins Datenblatt zeigt uns welche Pins das sind.


Wenn man nicht immer einen coldstart des GPS machen möchte, empfiehlt es sich auch ein Kabel an V_backup anzulöten. Allerdings ist das für den Tracker nicht unbedingt nötig.

Man sollte mit GND Anfangen, wenn das schief geht hat man noch 4 weitere GND Pads zum üben.

Ich hab an die Pins VCC GND RX und TX0.14qmm Litzen angelötet, dabei sollte man auf kurze Lötzeiten achten.

Das Bild fehlt hier leider weil ich mein GPS Modul schon verklebt habe.

Zum Schutz der Pads und zur Isolierung, habe ich wiederum wenig Epoxy darauf gegeben.
Epoxy ist schwer also sollte man wirklich wenig nehmen. Außerdem sollte man sich sicher sein. dass die Lötverbindung Ok ist, daher empfiehlt es sich das Epoxy erst nach dem Testen an zu bringen.

An die anderen Enden der Litze habe ich eine Stiftleiste gelötet, so dass man sie in den FTDI USB adapter stecken kann.
Eigentlich muss hier Rx auf TX und TX auf RX aber bei manchen FTDI Adaptern ist die Beschriftung verdreht, das muss man einfach ausprobieren, dafür empfiehlt sich ein kleines breadboard.

Jetzt kann man das GPS testen.
Man verbindet
GPS vs FTDI

VCC mit 3.3V
RX mit TX
TX mit RX
GND mit GND

Als Software kan man z.B. den Globaltop GPS Viewer nehmen.oder MTK Mini GPS.
GPS Viewer
Mini GPS

Ich bevorzuge MiniGps.

Hier muss man nun die richtige Baud Rate wählen, im Auslieferungszustand 9600.
Außerdem muss man den richtigen Com port wählen, das ist der Port der in Windows hinzukommt wenn man den FTDI Adapter anschließt. Bei mir ist es Com5 aber das hängt vom PC und vom Adapter ab.
Wenn ihr den Port nicht wißt probiert einfach alle der Reihe nach aus. Indem ihr ihn auswählt und dann auf open klickt.
Wenn alles funktioniert sollte das GPS Daten zum Computer senden, ihr seht dann in dem Tool das z.B. die Uhrzeit angezeigt wird. Wenn ihr auf das Setup Fenster wechselt solltet ihr unten die NEMA Messages durchlaufen sehen.
Wahrscheinlich bekommt ihr im Haus aber höchstes einen Satelliten der euch die richtige Uhrzeit gibt.
Das GPS ist auf 1Hz Updaterate eingestellt und spuckt alle möglichen NEMA Sätze aus.
Das kann man bei Bedarf ändern, dazu später mehr.

Geändert von thomasm am 23. August 2013 um 20:36

Weiter geht es mit den Funkmodulen.

Zuerst muss man die Module verkabeln ich benutze dafür ein Breadboard.



Das ganze wird so verkabelt. Bitte keine Witze über den tollen Schaltplan.


Dem Ground modul muss man noch eine Antenne verpassen, hier nehme ich die vom Telemetrum

Dann schliesst man den FTDI Adapter an den PC an.
Man öffnet die 3dr radio software.

Man wählt den richtigen COM port (der selbe wie beim GPS) und die richtige Baud rate.
Im Auslieferungszustand ist das 57600.

Dann klickt ihr auf Load settings.
Wenn jetzt bei euch auf beiden Seiten "SiK 1.6 on HM-TRP" auftaucht, Glückwunsch eure module reden grade über Funk.
Jetzt stellt ihr unten alles so ein wie bei mir:



Sprich die Baud rate auf 9 damit diese zum GPS modul passt und die Leistung im Air modul könnt ihr auf maximum setzen.
Dann auf Save settings klicken und warten bis alles fertig ist.

Dann stellt ihr die Baud Rate in der Software oben beim COM port auf 9600.
Nun könnt ihr noch mal auf load Settings klicken um zu sehen ob alles übernommen wurde.

Geändert von thomasm am 24. August 2013 um 13:49

Als nächstes steht der erste Test mit dem GPS an.

Bevor ihr Verkabelungen ändert solltet ihr immer den USB stecker vom FTDI adapter abziehen.

Dazu müsst ihr das GPS wie folgt an das Air modul und die Stromversorgung (nur 3.3V keine 5V FTDI adapter benutzen) anschließen.




Dann den FTDI Adapter wieder mit dem USB port verbinden.

Die roten LEDS an euren modulen sollten anfangen zu blinken.

Jetzt öffnet ihr wieder MiniGPS
Wählt den richtigen COM Port und 9600 Baud.
Und klickt auf "Open".

Wenn ihr jetzt Werte für die Zeit seht (ruhig falsche Werte) dann übertragt ihr erfolgreich die GPS Daten über Funk.

Geändert von thomasm am 24. August 2013 um 13:57

Auf dem Breadboard ist euer tracker jetzt schon fertig.

Ihr könnt ihn aber noch optimieren.

Z.B. überträgt das GPS ziemlich viele unnütze NEMA Sätze mit 1Hz.
Ihr könnt die firmware so anpassen dass ihr 5Hz und nur GGA und PRMC sätze bekommt.

Ihr könnt sogar GlobalTop bitten euch eine spezielle Firmware für eure Bedürfnisse zu schicken, das macht z.B. Sinn wenn ihr euer Rufzeichen übertragen müsst.

Das Anpassen der Firmware ist ein wenig riskíkoreich kann man dabei doch das GPS modul zerstören.
Daher sollte man dies auf keinen Fall über die Funkverbindung machen.
Daher verkabelt ihr das GPS modul wieder direkt mit dem PC.




Auf der Seite der FPV community gibt es einige Firmware Versionen.
FPV-Wiki


Wenn man sich nicht zu sehr um den Stromverbrauch sorgt ist diese ganz nett:
"9600baud mit 5Hz output only GPRMC and GPGGA"


Ihr braucht auch das Firmware Update tool aus diesem Thread:
FPV Form
Man muss sich leider registrieren um an den Download zu kommen.

Dem tool liegt eine bebilderte Anleitung bei, daher spare ich mir das hier. Ihr könnt aber gerne was dazu fragen.
Den zu wählenden "Download Agent" findet ihr im Verzeichnis des Tools er ist "MTK_AllInOne_DA_MT3339_E3.bin".
Bei der Update Baudrate haltet ihr euch an die Empfehlung von 115200.

Ich hab nur die 5Hz firmware getestet.

Geändert von thomasm am 25. August 2013 um 14:17

Dann stöpselt ihr nochmal beide Sender und das GPS zusammen, um zu sehen ob mit der neuen Firmware alles funktioniert.

Wenn das der Fall ist, könnt ihr das GPS mit dem Sender vereinen.

Dafür habe ich das GPS modul einfach auf die Rückseite des Senders geklebt.
Ich hab Heißkleber benutzt damit man es evtl. wieder ab bekommt.
Wenn das ganze in ein 18mm Rohr passen soll müsst ihr wenig Kleber nehmen. Und am besten schiebt ihr es sofort nach dem Kleben in ein Rohr, damit der Kleber dort erhärten kann, während alles in Form gehalten wird.




Dann müpsst ihr noch die Kabel verlöten mit den Kabeln vom Sender.
Dafür schneidet ihr die Kabel auf die richtige Länge, außerdem verbindet ihr noch einen Stecker für die Batterie und vorher zieht ihr Schrumpfschläuche über ein Kabelende.

Das ganze wird so verlötet:



Damit ist der Sender fertig.
Mein Sender wiegt 11g.

Kosten für den Sender:
rc modul 14,55 €
gps 17.39 € + Porto
JST Stecker 0.1€

Das macht insgesamt ca 32€.


Ihr könnt damit schon Daten über das Groundmodul und den FTDI Adapter auf euren Computer übertragen.

Wenn mein bluetooth modul ankommt geht es hier weiter mit dem Anschluss an Android.

Geändert von thomasm am 24. August 2013 um 15:27

Der Sender funktioniert ja nicht ordentlich, auch wenn der GPS Empfänger eine saubere Spannung bekommt. Ich hab jetzt ein anderes GPS modul, davon berichte ich später.

Hier geht es erstmal um die Bodenstation.
Diese soll die Daten die das Funkmodul empfängt über Bluetooth an ein Android Telefon senden.

Die Schaltung ist ziemlich einfach:


Das Bluetooth modul läuft auf 9600Baud wie das GPS und die Funkmodule.
Man kann das über Konsolenkommandos ändern aber das ist nicht nötig.
Ich benutzte dieses Bluetooth modul: ebay Wenn man eines nimmt, welches nur senden kann, kann man noch etwas Geld sparen.

Das Bluetooth modul sendet den seriellen Datenstream ans Handy.
Um die Rakete dann zu finden, gibt es diese tolle App (nicht von mir).
google play rocket locator

bluetooth spp kann seriellen Text direkt anzeigen, was hilfreich ist beim ausprobieren, wenn man keinen Satelliten hat.

Das Ganze hab ich mit einem Lipo in ein kleines Gehäsue gepackt, per SMA Stecker kann eine Antenne angeschlossen werden.


Innen sieht das ganze ein wenig chaotisch aus, vorallem weil ich die langen Kabel am Funkmodul gelassen hab.

Hier mal ein Screenshot von eminem Tablet.

Mehr informationen zu der App die ich benuztze (nicht von mir) findet ihr im rocketryforum .

Der Sender ist mit dem neuen GPS und einem Spannungsregler und Entkopplungskondensatoren deutlich besser, wiegt jetzt aber leider 40g inkl. 450mA lipo.

Geändert von thomasm am 26. Dezember 2013 um 12:56