Wykorzystaj moduł GNSS, aby dodać nawigację do swojego produktu

Utworzono: październik 20, 2020
Zaktualizowano: lipiec 1, 2024

Pamiętam, kiedy kupiłem swój pierwszy samochód, a moi rodzice kupili mi zewnętrzną jednostkę GPS na urodziny. Urządzenie było duże i przymocowane do przedniej szyby przy pomocy przyssawki, i było bardziej przeszkodą wizualną niż często używaną jednostką nawigacyjną. Dzisiaj te systemy są znacznie mniejsze i dokładniejsze, dzięki większej integracji na poziomie płytek i komponentów.

Jeśli chcesz dodać dokładne możliwości nawigacji GPS do swojego nowego produktu, moduł GNSS zapewnia dokładne pozycjonowanie w małym opakowaniu. Zamiast używać oddzielnych komponentów do budowy niestandardowego modułu i łańcucha sygnałowego na twojej płytce, możesz użyć gotowego modułu, aby zaoszczędzić na liczbie części i przestrzeni na płytce. Te moduły zawierają wymaganą antenę, wzmacniacze, komponenty kondycjonowania sygnału i inne komponenty w kompaktowym opakowaniu.

Co zawiera moduł GNSS?

Moduł GNSS jest zaprojektowany do zapewnienia globalnego pozycjonowania przy użyciu wielu konstelacji satelitarnych. Mobilne produkty, które będą przekraczać granice lub są narażone na podróż poza obszary dostępne dla GPS, powinny używać modułu GNSS, aby uzyskać dostęp do innego regionalnego systemu (GLONASS, Galileo, BeiDou i/lub QZSS).

Moduł GNSS jest podobny do innych modułów system-on-module (SoM) w tym sensie, że integruje wiele komponentów na małej płytce PCB. Można go następnie łatwo dodać do głównej płytki za pomocą złącza krawędziowego, połączenia powierzchniowego lub złącza koaksjalnego. Idea polega na zapakowaniu wszystkich wymaganych komponentów potrzebnych do akwizycji sygnału, wzmacniania/filtrowania i wyjścia danych o pozycjonowaniu przez standardowy interfejs (SPI, UART itp.). Niektóre moduły GNSS zawierają zintegrowaną antenę, albo jako nadrukowaną antenę łatkową lub ceramiczną antenę chipową.

Te moduły zawierają również zintegrowane LNA i filtry do przechwytywania sygnału GNSS z anteny. Wejście może być lub nie być dopasowane impedancyjnie, więc upewnij się, że sprawdzasz swoje karty danych. Zazwyczaj będziesz musiał zapewnić dopasowanie impedancji, które będzie zależało od konkretnej anteny używanej do przechwycenia sygnału. Dodatkowy wzmacniacz RF w łańcuchu sygnałowym nie powinien być używany, ponieważ spowoduje to nasycenie wzmacniacza wejściowego i wytworzenie silnych produktów intermodulacji.

Typowy schemat blokowy modułu GNSS.

Niezależnie od tego, czy używasz zintegrowanego modułu GNSS, czy budujesz coś niestandardowego, cyfrowy interfejs wyjściowy będzie dostarczał dane o pozycji przez standardowy protokół. Najczęściej używane są UART i I2C, ale dostępny jest również SPI. Niektóre moduły można łatwo zintegrować z systemem komputerowym przez USB, co umożliwia łatwe połączenie z aplikacją hosta lub aplikacją internetową. Użycie gotowego modułu GNSS z zintegrowanym USB również ułatwia rozwój aplikacji przed zbudowaniem niestandardowego modułu.

Opcje modułu GNSS

Zamiast używać oddzielnych komponentów do zbudowania niestandardowego modułu GPS dla Twojego nowego produktu, przyjrzyj się poniższym opcjom modułów GNSS. Te gotowe moduły GNSS mogą zapewnić te same możliwości wraz z innymi zintegrowanymi funkcjami i mniejszym rozmiarem.

Moduły pokazane poniżej nie zawierają zintegrowanej anteny i są podstawowymi opcjami do integracji z główną płytą. Producenci wymienieni poniżej oraz inni producenci oferują moduły z tej samej linii produktów, które zawierają anteny lub dodatkowe interfejsy cyfrowe.

U-blox, NEO-M8P-2

Moduł GNSS NEO-M8P-2 od U-blox jest jedną z najczęstszych opcji dla nowych produktów IoT. Ten odbiornik GNSS umożliwia jednoczesne odbieranie i śledzenie na wielu systemach GNSS. Odbiorniki te są domyślnie konfigurowane do jednoczesnego odbioru GPS i GLONASS, lub można użyć kombinacji BeiDou i GPS. Ten komponent montowany na powierzchni jest łatwy do umieszczenia na PCB i zawiera wszystko oprócz anteny i hosta MCU. Dane są dostarczane przez UART, SPI, zgodny z I2C interfejs DCC lub przez zintegrowany USB 2.0 PHY.

Moduł GNSS U-blox NEO-M8P-2 obsługuje tryb pracy rovera między dwoma różnymi modułami. Stały moduł i moduł rovera mogą komunikować się za pomocą strumienia wiadomości RTCM 3. Inną konfiguracją jest ustawienie NEO-M8P-2 jako stacjonarnej lub mobilnej stacji bazowej. Te moduły zawierają również zintegrowane wsparcie dla aplikacji takich jak geofencing i wykrywanie postawy.

Schemat blokowy modułu GNSS NEO-M8P-2. Z karty katalogowej NEO-M8P-2.

STMicroelectronics, TESEO-LIV3R

Moduł TESEO-LIV3R od STMicroelectronics to moduł GNSS montowany na powierzchni o niskim poborze mocy, wysokiej czułości i wsparciu dla wielu konstelacji (GPS/Glonass/BeiDou/QZSS). Ten moduł ma mniejszy rozmiar niż inne produkty GNSS, chociaż nie zawiera zintegrowanej anteny, sieci dopasowujących ani kondycjonowania mocy. Jednakże zawiera zintegrowany niskoszumowy zegar.

Dane pozycjonowania są wyjściowe z tego komponentu przez I2C lub UART. Ten moduł zawiera wsparcie dla aplikacji takich jak geofencing, liczniki kilometrów, różnicowy GPS i produkty IoT. Jeśli zintegrowana komunikacja USB 2.0 nie jest potrzebna, ten moduł GNSS zapewnia dokładne pozycjonowanie i nawigację przy niższych kosztach i mniejszym rozmiarze niż poprzedni moduł U-blox.

Moduł GNSS TESEO LIV3R od STMicroelectronics. Z karty katalogowej TESEO LIV3R.

mikroElectronica, MIKROE-2670

TRANSLATE:

Jeśli szukasz gotowego rozwiązania do rozwoju lub produkcji, moduł GNSS MIKROE-2670 od mikroElektroniki jest kompaktowym modułem, który może działać jako rozwiązanie do śledzenia GPS we współpracy z hostującym MCU. Dane pozycyjne mogą być przechwytywane z modułu przez hostujące MCU za pomocą kabla micro USB 2.0, I2C lub UART. Wystarczy dodać aktywną antenę kompatybilną z GPS i akumulator, a następnie zapakować moduł z płytą MCU, aby stworzyć kompleksowe rozwiązanie GNSS.

Kompletny moduł GNSS zasilany z baterii od mikroElektroniki.

Inne komponenty wspierające moduły GNSS

Produkty pokazane powyżej nie zawierają zintegrowanej anteny, chociaż dostępne są inne moduły, które zawierają zintegrowaną antenę łatkową lub antenę ceramiczną. Każdy produkt z modułem GNSS będzie potrzebował innych komponentów do pełnej operacji systemu. Oto niektóre z innych komponentów, których będziesz potrzebować do swojego systemu pozycjonowania i nawigacji:

Coraz więcej produktów zawiera funkcje pozycjonowania i nawigacji, począwszy od produktów IoT, przez robotykę, aż po pojazdy autonomiczne. Kiedy potrzebujesz wybrać moduł GNSS dla swojego produktu, spróbuj użyć zaawansowanych funkcji wyszukiwania i filtracji w Octopart. Korzystając z Octopart, będziesz miał kompleksowe rozwiązanie do pozyskiwania komponentów i zarządzania łańcuchem dostaw. Zapoznaj się z naszą stroną z układami scalonymi, aby zacząć szukać potrzebnych Ci komponentów.

Zostań na bieżąco z naszymi najnowszymi artykułami, zapisując się do naszego newslettera.