Виготовлення модуля навігації для Ardupilot і Ardupilot-MEGA своїми руками.
Справді можна купити готовий модуль у Diydrones за 40 $ на чіпсеті MT3389 і не морочитися,
але ми легких шляхів не шукаємо і не проти зекономити 30-50%
Список деталей:
- L10 [MT3329; 22.4x17x3.0mm] QUECTEL
- компактна GPS антена ANT GPS BY-GPS-134 PCB BEYOND або більш чутлива ANT GPS A25-4T [YDRA-A25-1575]
- Резистор 10К 0603 - 2 шт
- Резистор 200К 0603 - 1 шт
- Резистор 100Ом-1Ком 0603 - 1 шт
- Конденсатор 0,1мкф 0603 - 3шт
- Конденсатор 30пФ 0603 - 1 шт
- Smd діод 0603 - 1 шт
- Стабілізатор 3,3 вольт в корпусі SOT23-5
- Перетворювач рівнів PCA9306D (в маленькому корпусі)
- Іоністор 3,3, плата розлучена під цей
КРІМ PCA9306DС @ NXP - цей чіп саме цього виробника має іншу цоколевку,
крім цього в обговореннях мені зустрічалося думку що чіпсет MT3389, який використовується в модулі, прекрасно працює без жодного перетворення з TTL (5V) рівнями на RX і TX (проте харчування не повинно перевищувати 3,6 вольта) з чого випливає що якщо цієї микрухи немає в наявності то в принципі можна попарно замкнути виводи 3 з 4, 2 з 5, а підтягують резистори полклучіть до 5V замість 3,3V і таким чином обійтися без неї, що я і мав задоволення спостерігати в одному з модулів китайського виробництва. (Це рішення я на практиці, на своєму модулі не перевіряв).
Печтаная плата:
Друкована плата виготовляється методом Лут, файл для самостійного виготовлення прикладений внизу сторінки.
Оригінальний і спрощені варіанти виглядають так:
Відмінність від оригінального, варіанти розробленого Олександром Антоновим в суцільний заливці під модулем, змінена розводка землі іоністори, встановлені розрізним перемички в положення для використання за основним призначенням - для підключення до Ardupilot через Serial (модуль може передавати дані ще і по USB / I2C). Прибрано невикористовувані установчі місця елементів антенного фільтра. Зворотний бік плати я залишив фольгованої і з'єднав перемичкою з GND
Процес пайки:
На цей раз зважився зіпсувати одне голчасті жало, виготовивши з нього жало "мікрохвиля". Що можу сказати? це день і ніч! припій не прагнути злиняти з кінця жала куди-небудь вище а навпаки тримається в зоні пайки, надлишки припою відмінно дозуються між деталлю і жалом - якщо треба побільше олова покласти - чудово утримується велика крапля, якщо треба прибрати припій з деталі - витираємо припій з жала про серветку, маку жало в каніфоль і надлишки припою з задоволенням заповнюють ямку на кінці жала. В результаті і смд компоненти і модуль швидко і акуратно були запаяні паяльником без використання фена і підігріває прожектора. Який варіант плати ви б не вибрали, рекомендую простір під модулем електрично ізолювати щоб уникнути замикання на перехідні отвори в платі модуля. це можна зробити покривши лаком (або заклеївши скотчем).
тестування:
Перед підключенням харчування я спочатку перевірив роботу стабілізатора, живити модуль від регульованого джерела напруги 3,6 вольт, з тим щоб переконатися що стабілізатор не переплутати і немає "заліпонов" в ланцюзі харчування, інакше можна втратити і іоністор і модуль розраховані на 3,3 вольта ,
проте мої побоювання виявилися марними, схема запрацювала з першого включення.
Модуль був підключений до комп'ютера за допомогою того ж usb - uart перетворювача який використовується для програмування "маленького ардупілота", remzibi osd, ітд. У моєму випадку я скористався все тієї ж ардуіно- платою з витягнутим чіпом atmega168.
Програма MiniGPS (див. Додатки) з'єдналася з модулем на запрограмованої з заводу швидкості 9600, визначила що версія прошивки навіть вище ніж пропонована до скачування командою розробників Ardupilot (1.33 006) тому прошивку даунгрейда сенсу не було,
Задав для модуля налаштування
- швидкість 38400 (оптимально для маленького Ardupilot)
Тестування показало неймовірний результат, модуль підключений "на холодну" в кам'яному будинку, в значній відстані від вікон зміг зловити більше 5 супутників, отримати 3D fix і досить точно визначити координати. Такого не було ні з китайським модулем з оригінальною прошивкою, ні після його перепрошивки, ні з побували в моїх руках готовими туристичними і автомобільними навігаторами на самих "крутих" чіпсетах! (Зазвичай всередині кам'яного приміщення навігатори отримують lock - захоплення тільки "на гарячу" - якщо незадовго до того як навігатор потрапив в приміщення він захопив супутники будучи під відкритим небом або хоча б поблизу вікна) Примітки:
- Друковану плату заводського якості можна придбати у мене або замовити самостійно по файлах прикладеним в розділі "Продукція"
- До цієї плати може підійти не тільки модуль L10 компанії QUECTEL, але і безліч модулів інших виробників, це досить популярний форм-фактор, однак мною був випробуваний саме цей модуль, якщо ви вирішите використовувати інший, уважно вивчіть datasheet на предмет відповідності висновків, в разі успішних експериментів я буду вдячний якщо ви напишете мені про ваших модифікаціях і доробках. Якщо в подальшому ви хочете залишити можливість підключення активної антени то на заводський платі слід підрізати з'єднання з землею контакту 19 з боку білої підкладки, в цьому випадку коли ви вирішите підключити активну антену буде досить відрізати з'єднання з землею з зовнішньої сторони, яке не потребує випайки модуля.
Власне вищевказаної інформації цілком достатньо щоб виготовити і встановити GPS плату для ардупілота, проте я вирішив не зупинятися і продовжити експерименти, мета яких виявити недорогі модулі, оцінити і порівняти їх споживчі якості, зібрати рекомендації по монтажу та вибору антени
Далі буде.
Оригінальна прошивка Quectell, драйвер USB, прошивальщик тут