Mnogi kažu da i neuspijeh treba dokumentovati, pa evo jednog projekta koji trenutno ima baš taj status.
Napominjem da je ovaj projekat još uvijek u fazi izrade.
Oduvijek sam imao želju da napravim autić upravljan GPS-om. Hardver ne bi trebao da bude komplikovan ali zato se softver može napisati do te mjere da je veoma kompleksan. Poslije dosta planiranja osmišljena je platforma za mobilnog robota koja sadrži: - Atmega328P (Atmega48P/88P/128P/328P serija) - HM55B digitalni kompas od Parallax-a - PING))) ultrasonični senzor od Parallax-a - Dva MC33886 H-bridge kontrolera od Freescale-a - Naponske konvertere na 5V i 3,3V za svu elektroniku na ploči - GPS prijemnik - Venus634FLPx od SkyTraq-a (kupljen od SparkFun-a) - Eksterni LNA za više GPS RF pojačanja - Integrisana GPS chip antena (sada eksterni LNA ima smisla) - ISP port za programiranje za Atmega uC - Tri dugmeta sa dostupnim pinovima za spajanje dodatnih uređaja (npr. senzora) - Tri statusne LED-ice sa dostupnim pinovima za spajanje dodatnih uređaja (npr. servo motora) - Debugiranje sa UART portom za Atmega uC i GPS prijemnik
Mozak platforme Bilo koji od Atmega48P/88P/168P/328P se može koristiti na ploči. Za takt je korišten kristal na 12 MHz.
PING))) sonar Robot "vidi" uz pomoć PING senzora. Ovaj PING senzor se može montirati na servo motor tako da robot može "gledati" i lijevo i desno ukoliko se ukaže potreba za tim. Ovo je moguće jer platforma ima dodatne pinove sa kojim se može kontrolisati i napajati servo motorić.
Digitalni kompas Robot u svakom trenutku može provjeriti kurs na kojem se nalazi uz pomoć digitalnog kompasa HM55B. Ovo malo integralno kolo treba smjestiti što dalje od motora zato što magnetno polje koje stvaraju motori može zasititi Zemljino magnetno polje, što rezultira očitavanju pogrešnih vrijednosti.
GPS prijemnik Onda imamo ovaj famozni GPS prijemnik - integralno kolo, Venus634FLPx. Izabrao sam ovaj GPS zato što ima tačnost <2,5m, integrisani LNA, odlične konfiguracijske opcije, logiranje na dataflash (nije iskorišteno u ovoj platformi) i pored svega navedenog veoma je malih dimenzija. Detaljnije ću o ovom GPS prijemniku malo kasnije, jer ON je razlog zbog kojeg preuranjeno pišem o ovoj robotskoj platformi.
Dugmići Pored navedenih ulaznih uređaja tu su tri dugmića koja su označena kao: CLEAR, SET and GO!/STOP.
Kontrola motora Atmega može kontrolisati dva DC motora; jedan za kretanje robota naprijed/nazad i drugi za skretanje lijevo/desno. Većina (svi jeftiniji) autići na daljinski imaju DC motor za kontrolu skretanja lijevo/desno umjesto servo motora i iz tog razloga imamo dva H-bridge kontrolera. Ovi MC33886 H-bridge kontroleri mogu dati struju od 5 Amp i spojeni su na Atmega na njegove OC0n i OC1n PWM izlaze za jednostavnu kontrolu brzine i smjera motora.
Napajanje Elektronika se napaja iz baterije robota od 7V do nekih 25V.
Pomoćni naponski izlaz Ovaj port se koristi za napajanje dodatnih servo motora ili senzora sa 5Voltnog regulatora koji je već na ploči.
ISP port za programiranje Veoma je bitno da se omogući pristup portu za programiranje Atmega mikrokontrolera. Ovaj port se takođe može koristiti za spajanje eksternih uređaja na svoje 3 I/O linije koje su takođe već spojene na pomenute dugmiće.
LED-ice Tu su tri LED-ice koje se kontrolišu sa Atmega uC-om. One takođe imaju dostupne pinove na koje se mogu spojiti servo motori ili neki drugi aktuatori.
Dodatni portovi na ploči
Trenutni status projekta Hardver je dizajniran u Eagle-u i PCB gerber fajlovi su poslani u BatchPCB na izradu pločice. Trebalo je skoro 50 dana da se pločica izradi i konačno stigne. Uvijek se sjetim da je potrebno da totalno zaboravim na pločicu i cijeli projekt da bi se ona konačno pojavila u poštanskom sandučiću. Razlog zbog kojeg preuranjeno pišem o ovoj robotskoj platformi jeste taj što GPS prijemnik ne može da primi signal sa satelita. Znači, u ovom trenutku, ovaj projekat je neuspješan. Već sam radio sa RF-om u prijašnjem projektu na 915 MHz, ali nisam mislio da je GPS signal baš ovoliko slab i da će PCB vodovi imati ovoliko uticaja na prijem GPS RF signala. Moram reći da je pravo frustrirajuće to što GPS chip nakon ovoliko vremena i posla neće da primi validan signal. Stoga, probao sam slijedeće: - zamjena antene sa keramičkom koristeći LNA - bez uspjeha - spajanje chip antene direktno na GPS chip (bez korištenja LNA-a) - bez uspjeha - spajanje keramičke antene direktno na GPS chip (bez korištenja LNA-a) - bez uspjeha
Niti jedna od ovih kombinacija nije bila uspješna i GPS signal nije primljen. Testiranje je vršeno na otvorenom po 20 minuta za svaku kombinaciju. Digitalni dio GPS prijemnika radi odlično, na izlazu se dobija NMEA podatak, mogu ga iskonfigurisati, znači sve ostalo je OK. Stoga, kontaktirao sam proizvođača SkyTraq i moram reći da su bili od prave pomoći. Tražili su nacrt pločice i shemu na analizu i nakon dva dana su odgovorili:
The schematics of V634FLPx looks OK. If there is NMEA output and the current consumption measured for Venus634FLPx is correct, then the connection for V634FLPx should be OK. Then the problem should be the issue of RF section. Please make some modifications as below describes: 1. The GND of LNA should be GNDRF and connected together with Venus634FLPx GNDRF to form a completed GND plane in both Top and Bottom layer. Ovo nisam uradio jer njihova tehnička dokumentacija fino kaže: "Ne spajati GNDRF sa GND" a ja nisam bio siguran da eksterni LNA se može napajati "kroz" GPS chip.
2. Don't cross the VCC trace with RF trace since it will cause the impedance dramatically changing. Eh ovo očigledno nisam ispoštovao do kraja, kao što se vidi na slijedećoj slici.
3. You can remove C17 and try connect a passive antenna (the ceramic antenna you ever used, but make sure it's a good one) to RF_IN of V634FLPx. But carefully connect the GND of the ceramic antenna to the GNDRF pin of V634FLPx (eg. pin33). This action will bypass the potential problem of input impedance not matching at antenna or LNA. With short connection from patch antenna directly to Venus634FLPx, you should get position fix. Ovo moram još jednom da probam nakon što se uvjerim da su moje GPS antene OK. Sada se postavlja pitanje da li moje GPS antene nisu OK ili je neka fabrička greška u GPS chipu? Možda je u međuvremenu i oštećen?
4. If possible, try to make RF trace as wide as possible. Ovo svakako ide u narednoj verziji.
Vcc veza ispod RF sekcije
GNDRF Venus634FLPx chipa nije spojen na LNA GND
Ovo sve znači da treba čekati još nekih 50 dana da dođe nova verzija PCB-a. Takođe sam odlučio da promjenim GPS prijemnik i koristim MN5010 (od SparkFun-a) i da stavim SMA konektor za eksterne GPS antene (aktivne ili pasivne). U međuvremenu treba testirati još H-bridge kontrolere, jer samo još to nisam stigao.
GPS PCB sekcija sa eksternim LNA SMA661AS (mali 6-pinski chip)
Možete downloadovati projektne fajlove ali oni će se uskoro mijenjati.
P.S. Shema je nacrtana u svega nekoliko minuta i veoma ružno izgleda. Prioritet je bio crtanje pločice.
Hello Brian, thanks for the valuable info. I made a few mistakes in this design and since it
was a long time ago, the project is currently shelved and will probably remain there :)
Great to hear that you had success with this chip, it sure is a good one but I guess it
requires a lot of good tuning and PCB revisions to get there! IP: n/a
These are interesting chips to work with.
We've deployed products using the SkyTraq chips for several years and have tens of thousands of
vehicle across the USA using them. But our client uses an active antennae.
One commenter mentioned the HW update feature, whereby they didn't connect the Analog/RF and
Digital portions together internally, so the new parts don't work on an old board (we had to
scrape solder-mask off hundreds of boards and short the 2 planes).
Then, if you have a passive antennae, you don't need an amplifier. But any passive antennae
circuit needs to be tuned.
We used these in a handheld design with a small helical-coil antennae encased in ceramic (its
available from DigiKey) and it took us MONTHS to match the antennae to the device.
If your matching circuit if off by a few pF in capacitance then the input signal reflects off
and it doesn't work.
So much fun! IP: 206.116.22.48
Thanks Chris. Yes I am aware that it takes a long time for the first fix. If I remember
correctly there was a SkyTraq software so you could upload ephemeris almanach data into the
Venus GPS chip, so I even tried that. It worked for almost an hour under various conditions
during my testing :( IP: n/a
Some thoughts. Ive used the Skytraq Venus 5 and S1315F extensively but not designed PCBs using
them, however, i have modified my boards and in my experience, whenever you have done some
modification, starting from a cold start, it can take some time for the chip to acquire its
first ephemeris fix. A minimum of 13 CONSECUTIVE minutes to get that ephemeris, and then after
that you have to make sure the backup battery has power and is delivering it to the chip (at a
very low current) continuously or it will ne IP: 67.83.135.237
@georgy: yep, it was very hot but the digital part worked - it sent UART data, so I thought it
was all normal. Anyway, this chip is not cheep so I didn't get another one to compare :( IP: n/a
Actually when i had this IC working it wasn't hot at all. so if it got hot i think you have
your "smoking gun" literally - the humidity that enter the IC will exit as steam when
in assembly line and delaminate the IC , breaking and disconnecting internal wires.
i had the ultrasonic scan that skytrack provide us with when we investigated this issue. it is
clearly seen. but you can check (if you want and can) by removing the IC and solder one
manually it needs very small number of connections so SMD solder IP: 80.178.30.155
I've also had trouble with the Venus634FLPx. In my case, I'm using a MAX2659 as an external
LNA, and a similar chip antenna. I'm able to get the Venus634FLPx to acquire a position fix
outdoors, but it takes about five minutes. If I attach an external amplified GPS antenna
(similar to https://www.sparkfun.com/products/464), the GPS acquires a fix in about 15 seconds,
even indoors. I tore apart the external antenna to see what magic it contained, and found a
large patch antenna connected to an LNA and IP: 50.136.93.151
Your PCB looks like a beautiful finished product. Why no prototype? I wouldn't expect
anything of any significant complexity to work right on the first try! Paying for and waiting
for custom PCBs for each attempt would be way too frustrating and expensive for me. I'd get a
Schmart Board and use that. IP: 64.31.78.5
You can try following to fix your project:
1. RF GND pins of V634FLPx module aren't connected to ground. Input RF stages are simply not
powered up. You MUST connect them to ground as shown in PDF:
https://www.sparkfun.com/datasheets/GPS/Modules/V634LPx-V634FLPx Layout Guide.pdf
2. Scratch off solder mask from GND polygon around VCC trace under LNA and solder couple of
100pF 0805 or 1206 SMD capacitors across VCC trace. It will help to provide RF connection.
3. If GPS module is fixed you can try to IP: 178.76.204.62
(2.97, glasova 3650)
