Схема. Простой возвращатель в исходную точку

      Этот названный «возвращателем» прибор построен на недорогих и доступных элементах. В качестве приёмника сигналов навигационных спутников применён двадцатиканальный GPS-мо-дуль LR9552. Он имеет встроенную антенну, поэтому удобен для переносного прибора. На своём выходе модуль формирует согласно протоколу NMEA-0183 стандартные сообщения в виде строк символов в коде ASCII, передаваемых со скоростью 4800 Бод. Хотя протокол предусматривает несколько типов таких сообщений, прибор анализирует только два (RMS и GGA). Они поступают один раз в секунду. Используется содержащаяся в этих сообщениях информация о времени и географических координатах (широте и долготе) точки приёма, а также признаки достоверности этой информации.

      Микроконтроллер возвращателя, обработав полученные сообщения, показывает направление на исходную точку маршрута и направление движения обладателя прибора светодиодами разного цвета свечения, расположенными по кругу на передней панели. Нажав на кнопку, можно включить цифровой индикатор и увидеть на нём расстояние до исходной точки и текущее московское время.

Технические характеристики
Дискретность отображения направления, град…………..45
Максимальное отображаемое расстояние, м…………….9999
Напряжение питания, В……………………………………….3,3…5
Потребляемый ток, мА, не более
при включённом индикаторе ………………………………..80
при выключенном индикаторе ………………………………60
Размеры корпуса, мм ,………………………………………..100x60x30

      Схема прибора изображена на рис. 1. Сообщения приёмного модуля U1 поступают на вход RXD микроконтроллера DD1, управляющего работой всего прибора. С микроконтроллером соединён четырёхразрядный светодиодный индикатор HG1, включаемый кнопкой SB2, замыкающей при нажатии цепь эмиттеров транзисторов VT2—VT5, управляющих индикатором.
      Ещё два «разряда» образованы двухцветными светодиодами HL1—HL8, общие катоды которых подключены параллельно катодам элементов индикатора HG1. Аноды «красных» светодиодов (выводы 1) соединены с выходом PD7 микроконтроллера, а аноды «зелёных» (выводы 3) — с его выходом PD6.

      Сигналом, формируемым на выходе PD2, микроконтроллер включает звуковой сигнал. Излучатель звука НА1 (со встроенным генератором) соединён с этим выходом через усилитель на транзисторе VT1. Нажатием на кнопку SB1 микроконтроллеру подают команду запомнить текущие координаты прибора и считать их координатами исходной точки маршрута.
      Питается прибор от батареи GB1, которая может состоять из трёх гальванических элементов с номинальным напряжением 1,5 В или из четырёх аккумуляторов номинальным напряжением 1,2В. Соответственно в прибор устанавливают кассету-держатель на три или четыре элемента типоразмера ААА. Учтите, что питание прибора от четырёх элементов напряжением 1,5 В недопустимо, приёмный модуль может быть повреждён!

      Печатная плата возвращателя изображена на рис. 2. Она односторонняя размерами 95x56x1,5 мм. Со стороны печатных проводников установлены, как показано на рис. 3, светодиоды HL1—HL8, кнопка SB1, индикатор HG1 и три конденсатора типоразмера 1206 для поверхностного монтажа. Здесь же приклеен термоклеем через картонную прокладку модуль U1. Его выводы пропущены в отверстие диаметром 2,5 мм на обратную печатным проводникам сторону платы, затем их очищенные от изоляции и залуженные концы вставлены в предназначенные для них монтажные отверстия и припаяны к контактным площадкам.
      На обратной стороне платы находятся остальные детали, кроме закреплённых непосредственно на корпусе выключателя питания SA1 и кнопки SB2. Имеется и несколько проволочных перемычек. Корпус склеен из чёрного листового полистирола толщиной 2 мм. Плата зафиксирована в нём термоклеем.

      Для микроконтроллера DD1 на плате предусмотрена панель. Во FLASH-память микроконтроллера необходимо с помощью программатора записать коды из файла returner.hex. Должны быть запрограммированы (отмечены «галочками» в окне программатора) разряды конфигурации SPIEN и СКОРТ.
      После включения питания прибора светодиод HL4 светит жёлтым цветом. Приблизительно 45 с занимает инициализация («холодный старт») модуля U1. Пока она не завершится, во всех четырёх разрядах индикатора HG1 выведены минусы. Затем отображается московское время, вычисленное по спутниковой информации. О том, что это время, а не расстояние, можно судить по разделительной точке между разрядами часов и минут.

      При нажатии на кнопку SB 1 раздаётся звуковой сигнал и координаты места нахождения прибора заносятся в энергонезависимую память микроконтроллера. Это и есть «точка возврата», направление на которую и расстояние до неё показывает прибор. Теперь его можно выключить, а включать снова лишь при необходимости сориентироваться.
      Если, задав точку возврата, двигаться от неё, например, на восток, будет включён красным цветом «восточный» светодиод HL8, а «западный» HL1 станет зелёным, показывая направление на оставленную точку возврата. Когда оба направления совпадают, соответствующий светодиод — жёлтый.

      При нажатой кнопке SB2 на индикаторе HG1 чередуются с периодом 3 с значения расстояния до точки возврата в метрах и времени. Если расстояние больше 9999 м, на индикатор выводятся четыре минуса. Но указываемое светодиодами направление остаётся правильным и на значительно (в десятки раз) большем удалении от исходной точки.
      Первоначально предполагалось брать информацию о текущем направлении движения (курсе) непосредственно из сообщений RMS. На практике оказалось, что этим способом курс определяется правильно только при скорости движения не менее 3…4 км/ч, что для грибника слишком быстро. Поэтому текущий курс решено было вычислять исходя из приращений координат при их измерении через определённые промежутки времени. Направление на точку воз- врата и расстояние до неё вычисляются по разнице текущих координат и хранящихся в энергонезависимой памяти координат этой точки.

      Имеется вариант прибора, в котором двухцветные светодиоды заменены отдельными красного и зелёного цветов свечения. Чертёж проводников его печатной платы приведён на рис. 4. Отличия от предыдущей — только в показанной на рис. 5 области платы, где размещены светодиоды. Каждый двухцветный заменён парой одноцветных (красного свечения — с префиксом 1, например 1HL1, зелёного свечения — с префиксом 2, например 2HL1). Могут быть использованы светодиоды L-934SRD (красные) и L-934SGD (зелёные) или другие в корпусе диаметром 3 мм.

      Проволочные перемычки изображены на рис. 5 штриховыми линиями, поскольку их устанавливают на противоположной печатным проводникам стороне платы.

Прилагаемые файлы:   return.zip

В. КЛЕСТОВ, г. Киров
«Радио» №12 2012г.

Похожие статьи:
Дистанционный указатель расхода воды