Rozdział 20. Moduł LB-499-GPS: odbiornik GPS

Spis treści

20.1. Funkcje modułu
20.2. Synchronizacja czasu
20.3. Płytka modułu
20.4. Instalacja
20.4.1. Płytka
20.4.2. Antena
20.4.3. Bateria
20.5. Konfiguacja
20.5.1. Typ modułu
20.5.2. Parametry modułu
20.5.3. Synchronizacja czasu
20.6. Sygnalizacja
20.6.1. Na płytce modułu
20.6.2. Na panelu czołowym LB-480

20.1. Funkcje modułu

  • Lokalizacja: w przypadku urządzenia stacjonarnego nie jest to może widowiskowa funkcja, ale może być przydatna - w połączeniu z wynikami pomiarów daje kompletną informację gdzie-ile. Jeśli dane pomiarowe są zbierane z różnych miejsc, można w czasie późniejszego przetwarzania czy też podglądu danych w prosty sposób powiązać je z miejscem pomiaru.

  • Źródło czasu rzeczywistego: system GPS jest źródłem precyzyjnego czasu rzeczywistego. Odczyt czasu pozwala na zapis wszelkich rejestrowanych w urządzeniu danych z precyzyjnym i prawidłowym czasem.

20.2. Synchronizacja czasu

Moduł odbiornika GPS stanowi najlepsze możliwe źródło czasu do synchronizacji zegara modułu LB-480. We wszystkich instalacjach gdzie nie ma dostępnego innego wiarygodnego źródła czasu (np. dostępny w sieci serwer NTP), a wymagana jest wiarygodna rejestracja danych, wskazane jest użyć odbiornika GPS jako źródła czasu.

Aby odbiornik GPS mógł służyć za wiarygodne źródło czasu, musi on uzyskać odczyt precyzyjnego czasu UTC z systemu GPS. Do tego spełnione muszą być 2 warunki:

  • widziana dostateczna ilość satelitów (5) w odpowiednej orientacji do lokalizacji 3D (odbiornik GPS potrafi ustalić swoją pozycję wcześniej niż uzystać precyzyjny odczyt czasu, do odczytu precyzyjnego odbiornik jest bardziej wymagający),

  • odczytany przez odbiornik GPS komunikat nawigacyjny, zawierający informację o korektach sekund przestępnych UTC - ten komunikat jest nadawany cyklicznie przez satelity systemu GPS, trwa on 780 sekund i dopóki nie zostanie odebrany, odbiornik GPS nie dysponuje precyzyjnym czasem UTC. Bateria zasilania buforowego na płytce modułu GPS pozwala na pzechowywanie tego komunikatu w pamięci odbiornika i jeśli przerwa w zasilaniu odbiornika była dość krótka aby nie zdezaktualizować tych danych, to odbiornik nie musi czekać na ponowny odbiór tego komunikatu i jest w stanie ustalić bieżącą pozycję i precyzyjny czas znacznie szybciej.

20.3. Płytka modułu

Moduł odbiornika GPS

Rysunek 20.1. Moduł odbiornika GPS


Elementy płytki:

ANT

Złącze zewnętrznej anteny.

PWR

Sygnalizacja włączonego zasilania modułu.

PPS

Sygnalizacja dostępności precyzyjnego czasu.

B1

Bateria buforowego zasilania pamięci modułu.

S1

Przełącznik konfiguracyjny:

  1. Włączenie baterii B1.

  2. Włączenie diod sygnalizacyjnych PWR i PPS.

20.4. Instalacja

20.4.1. Płytka

Płytkę modułu należy podłączyć do dowolnie wybranego portu w module LB-480, zgodnie z wcześniejszym opisem.

20.4.2. Antena

Do prawidłowej pracy, moduł wymaga dołączenia zewnętrznej anteny. Antena musi być zainstalowana na zewnątrz budynków, tak aby "widzieć niebo" i być w stanie odbierać sygnały z satelitów systemu GPS.

Antenę należy podłączyć do złącza ANT na tylnej ściance modułu.

Wymagana jest antena aktywna, z zasilaniem 3.3V, z męskim złączem SMA.

20.4.3. Bateria

Moduł GPS ma swoją dedykowaną baterię 3V (element B1 na rysunku płytki modułu, typ baterii: CR2032), która służy jako zasilanie buforowe dla wewnętrznej pamięci modułu. Pamięć ta przechowuje ostatnie dane, które pozwalają na szybszą lokalizację i odczyt precyzyjnego czasu po włączeniu zasilania.

Moduł może pracować bez baterii - w takim wypadku potrzebuje dużo więcej czasu po włączeniu zasilania na ustalenie pozycji i odczyt precyzyjnego czasu.

Przełącznik S1.1 pozwala na odłączenie/podłączenie baterii, bez potrzeby wyjmowania jej z gniazda. Odłączenie baterii ma sens gdy moduł jest przez dłuższy czas nieużywany i tym samym nie ma sensu jej rozładowywać. W czasie normalnej pracy modułu bateria powinna być włączona.

20.5. Konfiguacja

20.5.1. Typ modułu

W konfiguracji modułów należy wybrać odpowiedni typ zainstalownego modułu - LB-499-GPS.

20.5.2. Parametry modułu

Brak parametrów do ustawienia.

20.5.3. Synchronizacja czasu

Aby wykorzystać moduł GPS do synchronizacji czasu w LB-480 należy w ustawieniach czasu ustawić odpowiedni tryb synchronizacji czasu:

  • tylko odbiornik GPS: do synchronizacji zegara użyty może być wyłącznie czas z systemu GPS,

  • automatyczny wybór: do synchronizacji zegara użyte będzie nejlepsze dostępne źródło czasu - jeśli dostępny jest precyzyjny odczyt czasu z systemu GPS, to uznawany jest on za najbardziej wiarygodny.

20.6. Sygnalizacja

20.6.1. Na płytce modułu

Diody sygnalizacyjne PWR i PPS można wyłączyć/włączyć za pomocą przełącznika S1.2. Wyłączenie diod ma sens wtedy gdy ich ewentualna funkcja nie ma praktycznego znaczenia, lub jest potrzeba oszczędności prądu zasilania (np. przy zasilaniu akumulatorowym całego systemu).

PWR

Zasilanie modułu: dioda PWR sygnalizuje włączenie zasilania modułu. W czasie pracy Świeci w sposób ciągły.

PPS

Precyzyjna synchronizacja czasu: po uzyskaniu przez odbiornik GPS precyzyjnej synchronizacji czasu, dioda PPS mruga co 1 sekundę. Dopóki precyzyjny czas nie jest znany, dioda nie świeci wcale.

20.6.2. Na panelu czołowym LB-480

Diody LINK/RX/TX dla odpowiedniego portu:

LINK

Sygnalizacja stanu modułu:

  • zgaszona: brak modułu lub jego nieprawidłowe działanie (awaria),

  • szybkie mruganie (≅ 4 razy na sekundę): moduł działa, ale pozycja i czas nie są jeszcze znane,

  • powolne mruganie (≅ raz na sekundę): moduł działa, prawidłowa pozycja ustalona, czas przybliżony,

  • stałe świecenie: moduł działa, prawidłowa pozycja ustalona, precyzyjny czas ustalony.

TX

Wysyłanie danych do modułu - krótkie mruganie, jednorazowo w czasie incjalizacji modułu.

RX

Odbiór danych z modułu, regularne mruganie co 1 sekundę.