GPS Laptimer

Was heute jedes Smarthphone mit einer entsprechenden App kann, war vor einigen Jahren noch nicht so verbreitet. Die Rede ist von GPS-Laptimern. Mit diesem Projekt lassen sich Rundenzeiten unabhängig von jeglicher Infrastruktur (außer natürlich dem GPS-Navigationssignal) erfassen. Da das mit den GPS-Navigantionssignal mitgelieferte Zeitsignal äußert genau ist, lassen sich auch mit diesem System auch hohe Zeitgenauigkeiten erreichen. Das setzt allerdings voraus, dass die START/ZIEL Koordinate genau erfasst werden kann. Gerade in Situationen wo nur wenige Satelliten sichtbar sind und zeitweise weniger als vier Satelliten sichtbar sind kommt das System an seine Grenzen. Das war auch der Grund warum ich mich letzlich mehr um eine Infrastruktur-gebundens Projekt (Laptimer) gekümmert habe.

Hardware

Der Hardware-Aufbau gestaltet sich vergleichsweise einfach, da nur wenige Bauteile benötigt werden. Der teuerste Part ist sicherlich das GPS-Module (ca. 40€). Der Vorteil in dem GPS-Modul liegt darin, dass es eine sehr hohe Abtastrate (10Hz) erlaubt. Nachteilig ist einzig das es nur mit 3,3V Pegel arbeitet, somit eine Pegelwandlung zwischen Mikrocontroller und betreffenden Modul vorgenommen werden muss. Sicherlich kann man auch den Mikrocontroller mit 3,3V betreiben, da ich aber kein 3,3V kompatibles LCD zu Hand hatte, habe ich mich dafür entschieden den Mikrocontroller mit 5V zu betreiben.

Aktuell ist das Projekt noch auf einem Breadboard realisiert. Ich plane aber ein entsprechenden Schaltplan + Layout zu entwerfen.

Benötigte Bauteile:

• Taster START/ZIEL
• 4x20 Zeichen LCD
• FMP04 GPS Modul
• Atmega16

Pinbelegung

Pin 	Description	Connected with
-----------------------------------------
1      PB0(XCK/TO)     -
2      PB1(T1)         -
3      PB2(INT2/AIN0)  -
4      PB3(OC0/AIN1)   -
5      PB4(SS)         -
6      PB5(MOSI)       -
7      PB6(MISO)       -
8      PB7(SCK)        -
9      RESET           -
10     VCC             +5V
11     GND             Ground
12     XTAL2           4Mhz Quarz
13     XTAL1           4Mhz Quarz
14     PD0(RXD)        GPS(TXD)
15     PD1(TXD)        GPS(RXD)
16     PD2(INT0)       -
17     PD3(INT1)       -
18     PD4(OC1B)       -
19     PD5(OC1A)       -
20     PD6(ICP1)       -
21     PD7(OC2)        -
22     PC0(SCL)        -
23     PC1(SDA)        -
24     PC2(TCK)        JTAG-ICE
25     PC3(TMS)        JTAG-ICE
26     PC4(TDO)        JTAG-ICE
27     PC5(TDI)        JTAG-ICE
28     PC6(TOSC1)      -
29     PC7(TOSC1)      -
30     AVCC            +5V			
31     GND             Ground
32     AREF            +3,3V
33     PA7(ADC7)       -				
34     PA6(ADC6)       LCD BackGrnd
35     PA5(ADC5)       LCD EN
36     PA4(ADC4)       LCD RS
37     PA3(ADC3)       LCD DB7
38     PA2(ADC2)       LCD DB6
39     PA1(ADC1)       LCD DB5
40     PA0(ADC0)       LCD DB4

Software

Die Software habe ich zu einem großen Teil aus dem Hack-A-Day-Artikel (siehe Quellen) übernommen. Das aktuelle AVR-Studio 4 Projekt (ver 0.3) hab ich in ein ZIP-Archiv gepackt. Das Archiv kann man unter den unten angegebenen Link herunterladen. Wer den Mikrocontroller direkt Flashen möchte und sich nicht um den Quelltext schert kann das mit dem hex-file, das sich ebendfalls im Archiv befindet machen.

Bilder

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Quellen

http://hackaday.com/2011/07/05/gps-lap-timer-from-secondhand-parts/

Anhang

Datenblatt FMP04 GPS-Modul
File:GPS Laptimer v0 3.zip