GNSS 모듈을 사용하여 제품에 내비게이션 추가하기

작성 날짜: 시월 20, 2020
업데이트 날짜: 칠월 1, 2024

첫 차를 샀을 때를 기억합니다. 부모님이 생일 선물로 애프터마켓 GPS 장치를 사주셨어요. 그것은 불편하게 흡입 컵으로 창문에 부착되었고, 자주 사용되는 내비게이션 장치보다는 눈에 띄는 장식품에 가까웠습니다. 오늘날 이러한 시스템들은 보드와 구성 요소 수준에서의 통합 덕분에 훨씬 더 작고 정확해졌습니다.

새 제품에 정확한 GPS 내비게이션 기능을 추가하고 싶다면, GNSS 모듈은 작은 패키지로 정확한 위치를 제공합니다. 보드에 맞춤형 모듈과 신호 체인을 구축하기 위해 별도의 구성 요소를 사용하는 대신, 사전 패키지된 모듈을 사용하여 부품 수와 보드 공간을 절약할 수 있습니다. 이러한 모듈은 필요한 안테나, 증폭기, 신호 조절 구성 요소 및 기타 구성 요소를 컴팩트한 패키지로 통합합니다.

GNSS 모듈에는 무엇이 있나요?

GNSS 모듈은 여러 위성 군집을 사용하여 전 세계 위치를 제공하도록 설계되었습니다. 국경을 넘거나 GPS 접근 가능 지역 밖으로 여행할 위험이 있는 모바일 제품은 다른 지역 시스템(GLONASS, Galileo, BeiDou 및/또는 QZSS)에 접근하기 위해 GNSS 모듈을 사용해야 합니다.

GNSS 모듈은 작은 PCB에 여러 구성 요소를 통합하는 다른 시스템 온 모듈(SoMs)과 매우 유사합니다. 이는 엣지 커넥터, 표면 장착 연결 또는 동축 커넥터를 통해 주 보드에 쉽게 추가할 수 있습니다. 신호 획득, 증폭/필터링 및 표준 인터페이스(SPI, UART 등)를 통한 위치 데이터 출력에 필요한 모든 구성 요소를 사전 패키지하는 것이 아이디어입니다. 일부 GNSS 모듈에는 인쇄 패치 안테나 또는 세라믹 칩 안테나로 통합된 안테나가 포함되어 있습니다.

이러한 모듈에는 안테나에서 GNSS 신호를 캡처하기 위한 통합 LNA와 필터도 포함되어 있습니다. 입력이 임피던스 매칭되었는지 여부는 모르니 데이터 시트를 확인해야 합니다. 일반적으로 임피던스 매칭을 제공해야 하며, 이는 신호를 캡처하는 데 사용되는 정확한 안테나에 따라 달라질 것입니다. 신호 체인의 추가 RF 증폭기는 입력 증폭기가 포화되어 강력한 상호변조 제품을 생성하므로 사용해서는 안 됩니다.

GNSS 모듈의 전형적인 블록 다이어그램.

통합 GNSS 모듈을 사용하든 맞춤형 무언가를 구축하든, 출력 디지털 인터페이스는 표준 프로토콜을 통해 위치 데이터를 제공할 것입니다. UART와 I2C가 가장 일반적이지만, SPI도 사용 가능합니다. 일부 모듈은 USB를 통해 컴퓨터 시스템에 쉽게 통합될 수 있어 호스트 애플리케이션 또는 웹 애플리케이션과의 쉬운 인터페이스를 가능하게 합니다. 통합 USB가 있는 사전 패키지된 GNSS 모듈을 사용하면 맞춤형 모듈을 구축하기 전에 애플리케이션 개발이 더 쉬워집니다.

GNSS 모듈 옵션

새 제품을 위한 맞춤형 GPS 모듈을 구축하기 위해 별도의 구성 요소를 사용하는 대신 아래에 나열된 몇 가지 GNSS 모듈 옵션을 살펴보세요. 이러한 사전 패키지된 GNSS 모듈은 다른 통합 기능과 함께 더 작은 발자국으로 동일한 기능을 제공할 수 있습니다.

아래에 표시된 모듈은 통합 안테나가 포함되어 있지 않으며 메인 보드에 통합하기 위한 베어본 옵션입니다. 아래에 표시된 제조업체 및 기타 제조업체는 안테나 또는 추가 디지털 인터페이스가 포함된 동일한 제품 라인 아래에서 모듈을 제공합니다.

U-blox, NEO-M8P-2

U-blox의 NEO-M8P-2 GNSS 모듈은 새로운 IoT 제품에 가장 일반적인 옵션 중 하나입니다. 이 GNSS 수신기는 여러 GNSS 시스템에서 동시에 수신 및 추적을 가능하게 합니다. 이 수신기는 기본적으로 GPS 및 GLONASS의 동시 수신이 구성되어 있거나 BeiDou와 GPS의 조합을 사용할 수 있습니다. 이 표면 장착 구성 요소는 PCB에 쉽게 배치할 수 있으며 안테나와 호스트 MCU를 제외한 모든 것이 포함되어 있습니다. 데이터는 UART, SPI, I2C 호환 DCC 인터페이스 또는 통합된 USB 2.0 PHY를 통해 제공됩니다.

U-blox NEO-M8P-2 GNSS 모듈은 두 개의 다른 모듈 간에 로버 작동 모드를 지원합니다. 고정 모듈과 로버 모듈은 RTCM 3 메시지 스트림을 사용하여 통신할 수 있습니다. 다른 구성은 NEO-M8P-2를 정적 또는 모바일 기지국으로 설정하는 것입니다. 이 모듈은 또한 지오펜싱 및 자세 감지와 같은 애플리케이션에 대한 통합 지원을 포함합니다.

NEO-M8P-2 GNSS 모듈 블록 다이어그램. NEO-M8P-2 데이터시트에서.

STMicroelectronics, TESEO-LIV3R

STMicroelectronics의 TESEO-LIV3R은 고감도와 다중 위성 지원(GPS/Glonass/BeiDou/QZSS)을 갖춘 저전력 표면 장착 GNSS 모듈입니다. 이 모듈은 다른 GNSS 제품보다 작은 발자국을 가지고 있지만, 통합 안테나, 매칭 네트워크 또는 전력 조절이 포함되어 있지 않습니다. 그러나 통합 저잡음 클록이 포함되어 있습니다.

위치 데이터는 이 구성 요소를 통해 I2C 또는 UART에서 출력됩니다. 이 모듈은 지오펜싱, 오도미터, 차등 GPS 및 IoT 제품과 같은 애플리케이션을 지원합니다. 통합 USB 2.0 통신이 필요하지 않은 경우, 이 GNSS 모듈은 이전 U-blox 모듈보다 낮은 비용과 더 작은 발자국으로 정확한 위치 및 탐색을 제공합니다.

STMicroelectronics의 TESEO LIV3R GNSS 모듈. TESEO LIV3R 데이터시트에서.

mikroElectronica, MIKROE-2670

개발이나 생산을 위한 사전 포장된 솔루션을 찾고 있다면, MIKROE-2670 GNSS 모듈은 호스트 MCU와 함께 GPS 추적 솔루션으로 작동할 수 있는 컴팩트한 모듈입니다. 위치 데이터는 호스트 MCU가 마이크로 USB 2.0 케이블, I2C 또는 UART를 통해 모듈에서 캡처할 수 있습니다. GPS 호환 액티브 안테나와 충전식 배터리를 추가하고, 모듈을 MCU 보드와 패키지하여 완전한 GNSS 솔루션을 만듭니다.

mikroElectronica에서 제공하는 완전한 배터리 구동 GNSS 모듈.

GNSS 모듈을 지원하는 기타 구성 요소

위에 표시된 제품들은 통합 안테나를 포함하지 않지만, 통합 패치 안테나 또는 세라믹 칩 안테나를 포함하는 다른 모듈도 있습니다. GNSS 모듈이 있는 모든 제품은 전체 시스템 작동을 위해 다른 구성 요소가 필요합니다. 여기 위치 및 내비게이션 시스템에 필요한 다른 구성 요소들이 있습니다:

IoT 제품부터 로보틱스, 자율 주행 차량에 이르기까지 더 많은 제품들이 위치 및 내비게이션 기능을 포함하고 있습니다. 제품에 GNSS 모듈을 선택할 때는 Octopart의 고급 검색 및 필터링 기능을 사용해 보세요. Octopart를 사용하면 소싱 및 공급망 관리를 위한 완벽한 솔루션을 갖게 됩니다. 통합 회로 페이지를 살펴보고 필요한 구성 요소를 검색해 보세요.

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