Unser APRS-Bausatz

Nach einem einführenden Vortrag von Uli, DL8RO,  im Februar 2006 entschlossen sich einige OM zum Bau eines TinyTrak in der Version D20. In gemeinsamer Arbeit von Max, DM2AUO und Uli, DL8RO, 
entstanden einige Bausätze, die alle elektr. und mech. Bauteile umfassten. 
Diese Seite soll Unterstützung beim Auf- und Nachbau geben.

Wir haben uns bewußt für diesen Bausatz entschieden, zwischenzeitlich wurden im OV aber auch einige OpenTracker+ mit Erfolg gebaut.
Vor dem Einsatz der neuen Tracker von Byonics, die mit Sendern kombiniert sind warnen wir!
Da diese keinen Empfänger integriert haben, wird ohne Kontrolle einfach gesendet. Damit sind Kollisionen auf dem Kanal  vorprogrammiert, die zum Erliegen des Netzes führen können. Das können wir nicht wollen!


Bausätze sind nicht mehr verfügbar! Eine Neuauflage ist ungewiss....


Ständige Einarbeitung der Hinweise unserer "Nachbauer" das ist die Fassung vom 04.02.2010

zum Erfahrungsbericht von:
 Frank, DL6FKK

Ralf, DF4DC


 

Beschreibung

Diese Schaltung entspricht funktionell weitgehend der ursprünglichen Version von TinyTrak (Byonics) - überarbeitet von DK7IN. Kleine Hardware- und Firmware-Veränderungen wurden von uns vorgenommen.

 Die vorgestellte Schaltung dekodiert die von einem GPS-Empfänger mit RS232-Anschluss im NMEA-Format gelieferten Positionsdaten und generiert daraus ein 1200-Baud-Packet-Radio-Audiosignal. Dieses kann direkt einem Funkgerät zugeführt werden.

Das APRS-Interface besitzt eine serielle Schnittstelle für den Anschluss des GPS-Empfängers an Bu4, über die alternativ auch die Konfiguration mit einem Computer eingestellt werden kann.  

Die wichtigsten Neuerungen gegenüber dem TinyTrak von Byonics sind geschwindigkeitsabhängige Bakenabstände und das Senden von Baken bei größeren Richtungsänderungen, wobei zwischen zwei verschiedenen Tabellen ausgewählt werden kann.

Ist Schalter S1 offen, wird eine feste Bakenrate verwendet (in der Config wählbar), bei geschlossenem Schalter wird die intelligente Bakensteuerung eingeschaltet. Bei fester Bakenrate entscheidet Schalter S2, ob das primäre (S2 an) oder das sekundäre Timing (S2 aus) zum Einsatz kommt. Bei intelligenter Bakensteuerung wird bei geschlossenem Schalter S2 häufiger gesendet (obere Zeile in der Geschwindigkeitstabelle) und Richtungsänderungen größer 40 Grad erzeugen eine Bake, ansonsten wird seltener gesendet (untere Zeile) und Richtungsänderungen müssen größer als 60 Grad sein. S2 legt immer auch das TxDelay gemäß dem primären oder sekundären Timing fest.

Geschwindigkeit km/h

< 4

> 4

>11

> 24

> 50

>100

> 150

S2 an:
Bake alle sec

1500

240

120

60

30

20

10

S2 aus:
Bake alle sec

1800

300

160

80

40

30

20

Maßgeblich ist dabei der Maximalwert der Geschwindigkeit seit Aussendung der letzten Bake.

Für eine bessere Genauigkeit der Traks an Straßenecken wird eine Bake auch bei größeren Richtungsänderungen gesendet, wenn die Geschwindigkeit größer als 15 km/h ist. Hierfür muss die aktuelle Richtung um mehr als 40 Grad (60° wenn S2 aus) von der Fahrtrichtung bei Aussendung der letzten Bake abweichen. Die Bake wird verzögert, wenn seit der letzten Bake weniger als 10 sec vergangen sind.

Die Carrier-Detect-LED (grün) leuchtet, wenn eine andere Station gerade sendet. Die GPS-LED (gelb) leuchtet bei gültigen Daten vom GPS-Empfänger und bleibt dunkel bei ausbleibenden Daten.  Die PTT-LED (rot) leuchtet, wenn der Sender getastet wird.


Aufbauhinweise

Bestückung der LP:
Einzige Besonderheit: Der D-Sub-Steckverbinder wird aus Stabilitätsgründen mittels der beiden Schrauben M3x6 auf der Platine befestigt. Hierzu Lösen des jeweiligen Sechskant-Gewindebolzens, Entfemen des Z- Winkels aus dem Körper der Steckverbindung, Abbrechen des Spreizers, der Rest (Winkel mit Gewinde) wird wieder in den Körper eingesetzt und um 90° gedreht. Damit wird das Loch für die Schraube M3 frei.

Zeichnungsfehler: C8 (2,2 mF) ist auf dem Schaltbild richtig, auf dem gedruckten Bestückungsplan verpolt gezeichnet (hier auf der Seite korrigiert!). also + kommt an die Mikrofonbuchse, Minus an den Einstellregler! Sonst kann es passieren, dass der TX hängen bleibt......

Gehäuse:
Der kleine Bestückungsplan dient als Bohrschablone für den Deckel.
Mit einem kleinen Bohrer (2mm) Markierungen durch das Papier stoßen, Bestückungsplan mit der Druckseite nach unten! in den Deckel legen und durch die Markierungen
5-mm-Löcher für die LED sowie ein kleines Loch für den Taster Ta1 bohren.
Die Aussparung für die Steckverbinder mit der Laubsäge oder/und einer Feile bearbeiten.


Das fertige Gerät 


Das Schaltbild 


Der Bestückungsplan



Die Stückliste

IC1

PIC16F84A-20P

1

IC2

78L05

1

D1-3

1N4148

3

D4

Z-Diode ZD 5V1 0,5W

1

D5

Schottky BAT 43

1

LD1

LED gn 5mm low current

1

LD2

LED ge 5mm low current

1

LD3

LED rt 5mm low current

1

Ts1

BC 547B

1

X1

Quarz 10 MHz HC49U-S

1

 

 

 

C1,2

SDPN 22p RM5

2

C3-7

Z5U 100n RM5

5

C8

Elko rad 2,2µ 63V

1

 

 

 

R1,2, 5,12

2,2k

4

R3

330 Ohm

1

R4,6

10k

2

R7

8,2k

1

R8

3,9k

1

R9

2,0k

1

R10

1,0k

1

R11

220k

1

 

 

 

R13,14

PT 10-L 10k

2

 

 

 

Bu1

D-Sub 9pol. Bu., Print

1

Bu1

DC-Hohlbuchse 2,1 mm

1

Bu2,3

Klinkenbuchse 3,5 mm

2

 

 

 

JP1

Stiftleiste RM2,5 2pol.

1

(1)

Jumper RM2,5

1

 

 

 

Ta1

Taster Print Kurzhub

1

S1,2

Mini-DIP 2pol. Print

2

 

 

 

 

IC-Fassung 18pol

1

 

Abstandshalter LED

3

 

Schrauben M3x6 m. Mutter

2

 

Blechschrauben 2,2x4,5

4


Inbetriebnahme

Einstellen der User-Optionen

Um die User-Optionen einstellen zu können, benutzt man das Programm TinyTrakConfig.exe. TinyTrak wird mit einer COM-Schnittstelle (1:1) des PC verbunden. Es ist ratsam, die zusätzliche Spannungsversorgung zu benutzen.
Das Programm starten und den COM-Port auswählen. Dann „Check Version“ anklicken, wenn die aktuelle Versionsnummer angezeigt wird, sind Schnittstelle und Firmware ok.
Nun „Read Configuration“ anklicken, um die eingestellten Werte anzuzeigen. Die Werte einstellen und über „Write Configuration“ im PIC speichern. Noch einmal mit „Read Configuration“ vergewissern, dass alles korrekt gespeichert ist. Die Lese- und Schreiboperationen werden mit einer Komplettmeldung bestätigt.

Nun die einzelnen Einträge:

Callsign:
Trage hier Dein Call ein. Da wir sicher alle APRS mobil machen, benutze den SSID-9, der besagt: „ich bin mobil“. Beispiel: DL8RO-9

Path:
Dieser Pfad legt die Art der Wiederholung über Repeater fest. Man kann explizit Rufzeichen eintragen, z.B. DB0DM das ist aber nur sinnvoll, wenn man sich in dessen Einzugsbereich bewegt. Arbeitet man als Feststation, dann ist es sogar geboten den nächsten Digi einzutragen, das verringert die QRG-Belastung. 
Universell für Mobilstationen ist der Pfad WIDE1-1,Wide
2-2 . Dieser besagt, dass auch sog. Fill-In-Digis  angesprochen werden und dann drei weitere Hops möglich sind. (Mehr als drei Digis mehr sollte man nicht wählen!). 
Näheres zur Pfadwahl findet man hier.

Die Anzahl der Digis im Pfad beeinflusst beim TinyTrack auch die mögliche Länge des Bakentextes s.u.

Timing:
Die Timingparameter legen fest, wann und wie die Übertragung stattfindet. Die Primary-Parameter werden für normale Übertragung benutzt, die Secondary-Parameter werden für alternative Übertragung benutzt, die mit Schalter 1 ausgewählt werden.

KeyUp Delay (TXD)
Setzt die Zeit, die vom Einschalten der PTT bis zur Übertragung der Daten vergehen soll. Die Einstellung ist vom benutzten Funkgerät abhängig, normale Werte liegen zwischen 100 und 300 ms. Bitte wegen der QRG-Belastung den niedrigsten Wert einstellen, der noch eine saubere Übertragung garantiert.

Transmit Every
Setzt den Abstand der Übertragungen in Sekunden. Möglich sind 10 bis 2550 Sekunden.
Im Mobilbetrieb sollte man hier nicht unter 60 Sekunden einstellen, oder die geschwindigkeitsabhängige Übertragung einschalten.

Quiet Time
Ist die Zeit, die zwischen schließen der Rauschsperre und Beginn einer Übertragung vergeht. Beim Einstellen muss man bedenken, dass Digipeater viele Stationen hören und sofort antworten. Wenn man also selbst ohne Verzögerung nach Schließen der Rauschsperre sendet, hat man fast 100% Sicherheit, dass man mit dem Digipeater kollidiert. Eine gute Zeit scheint 2-3 Sekunden zu sein.

 Calibration  
Ist ein Wert, der eingestellt wird um bei Ungenauigkeit des Taktgenerators eine falsche Tonfrequenz des Sendesignals auszugleichen.  Da wir nicht, wie im Original,  mit Keramikresonatoren sondern mit Quarzen  als frequenzbestimmendes Bauelement arbeiten, kann man hier den Wert 58 fest eintragen.

Beacon
TinyTrak kann einen Text nach der Positionsangabe als Bake senden, die folgenden zwei Felder legen fest, was und wie.

Message
Hier wird der Bakentext festgelegt. Beispiel: Uli, QRV 144,550
Die länge ist beschränkt und abhängig von der Anzahl der Digipeater unter „Path“. Je mehr Digipeater, desto kürzer der mögliche Bakentext. Mit WriteConfig“ und Readconfig“ austesten!

Beacon Every
Legt fest, wie oft die Bake mitgesendet wird. Setzt man „1“, dann immer, setzt man „3“, dann jedes dritte mal. Es geht auch hier um die Frequenzbelastung, man sollte also nicht „1“ setzen.

APRS/MIC-E
Setzt spezielle feste APRS-Einstellungen, die über lediglich ein gesendetes Byte Informationen zur Verfügung Stellen, da das Empfangsprogramm darauf reagiert.

Message
Nicht zu verwechseln mit der Bake. Wir wählen EnRoute (wir sind ja mobil).

Symbol
Diese Einstellung setzt das Symbol, welches auf den Bildschirmen der Empfangsstationen erscheint.
Beispiele: > = PKW; k=Truck; v=Van weitere findet man z.B. unter www.aprs.de

Path
Lassen wir auf „Conventional“, denn wir haben den Pfad schon Eingangs festgelegt.

Alternate Table
Setzt alternative Symbole, für normale Benutzung freilassen.

Hinweise, Tricks, Troubleshooting  

  • In einem Fall wurde ein PIC als defekt reklamiert, war er aber nicht.
    Wenn der PIC nicht gerade mit verkehrt angelegter Spannung betrieben wird, ist er eigentlich "unkaputtbar".
    Es wurde aber beobachtet, dass z.B. durch Stecken unter Spannung der EEPROM gelöscht wird, dann tut er natürlich nichts mehr und erscheint kaputt.Bitte solche PIC an  mich, ich programmiere sie neu.
  • Der von TinyTrak benutzte GPS String ist NMEA-0183 / $GPRMC mit 4800 Bd, 8N1. Manche GPS-Mäuse müssen für diesen String programmiert werden! (DL8RO hat zwei Tage Fehlersuche damit verbracht – im TH-D700 funzte alles, am TinyTrak ging nichts – Dank an DM2FCO!)
    Programmieren kann man (falls man einen PDA sein eigen nennt) die GPS-Maus mit dem Programm "GPS-Maus" von Peter Machatschek,
    hier klicken.
  • Wenn TinyTrak vom Programm TinyTrakConfig nicht angesprochen wird, versuche es mal mit dem Windows-Hyperterminal 4800-8N1. Sende ein ESC gefolgt von V, meldet sich TinyTrak dann nicht mit der Versionsnummer, gehe mit dem Oszilloskop auf den PIC Pin 3 und schaue, ob Daten ankommen. Kommen sie auf Pin 2, hast Du ein 0-Modem Kabel erwischt!
  • Du kannst mit dem Windows-Hyperterminal die Modulation einstellen, es gelten folgende Befehle:
    ESC T0  erzeugt einen 1200 Hz Ton und schaltet die gelbe LED an
    ESC T1  erzeugt einen 2200 Hz Ton und schaltet die grüne LED an
    ESC TM erzeugt einen gemischten 1200/2200 Hz Ton und schaltet die gelbe und die grüne LED an
    jeder andere Tastendruck beendet die Tonausgabe. Es ist wichtig, das wirklich in großen Buchstaben und ohne Leerzeichen geschrieben wird!
    Aber auch ein Lautstärkevergleich mit den Signalen auf 144,800 MHz genügt.
  • TinyTrak ist ausgelegt für Handfunksprecher, manche Mobilfunkgeräte möchten mehr Modulationsspannung. Ist sie zu niedrig, ersetze R11 (220 K) durch einen kleineren Widerstand. (DM2FCO hat R11 überbrückt und keine Verschlechterung des gelieferten Signals festgestellt - die nun gelieferte Spannung sollte jedem TX genügen, Hi).
  • Wir haben einen Jumper vorgesehen, um die PTT-Schaltung über die Mikrofonleitung (für Handfunksprechgeräte) außer Betrieb zu setzen, wenn man eine separate PTT-Leitung benutzt.
  • Bei ungünstigen HF-Verhältnissen und hoher Sendeleistung kann es dazu kommen, dass die PTT hängen bleibt. Hier hilft oft ein Abblocken der Basis des Schalttransistors mit 100nF
  • Der SUB-9D-Anschluss ist ausgelegt für direkte Verbindung mit dem PC. Manche GPS-Mäuse kommen mit vertauschtem RxD/TxD, dann ein Nullmodemkabel oder -Adapter vorschalten.
  • Wenn man TinyTrak anschaltet blinken die LED grün und gelb zweimal und eine Bake wird gesendet, wenn Daten anliegen.  
  • Die Auswertung der Kanalbelegung ist simpel gelöst. Es werden nicht Packet-Töne ausgewertet, sondern vorhandene NF am Lautsprecherausgang. Bitte die Lautstärkeregler voll aufdrehen und unbedingt darauf achten, dass die Rauschsperre eingeschaltet ist, Rauschsperre nicht zu fest anziehen. R14 so einstellen, dass bei geschlossener Rauschsperre die grüne LED gerade verlischt, bei Signal auf dem Kanal muss die grüne LED sofort leuchten. 
    Eine offene Rauschsperre verhindert jede Aussendung!

  • Deine Signale kannst Du so kontrollieren:
    UI-View auf Deiner Sende-QRG mitlaufen lassen, oder im Internet bei
    www.db0anf.de gucken, wo Du eigentlich bist, Hi.  

55 dabei und vy 73 von Uli, DL8RO

 

Erfahrungsbericht von Frank, DL6FKK:

Hallo Uli,

wie du ja schon weißt, ist mein Tiny Trak jetzt fertig und ich bin also absofort QRV. Ich hatte einige Schwierigkeiten mein relativ alten GPS Empfänger anzuschließen.Ich benutze einen Pocket PC Toshiba E330 mit dem damals dazugehörigen GPS-Set. Die Maus hat einen EverMore Chipset (kleines grünes halbdurchsichtiges Kistchen). Mit dem Programm GPS Maus konnte ich im Terminalprogramm erkennen, dass Daten im GGA, GSV, GSA und RMC Format fließen. 
Der Pegel der GPS Maus liefert nur knapp über 3 Volt, für ein serielles RS232 Signal reicht das offensichtlich nicht.
Die Daten sind korrekt, aber der Pegel muß etwas angehoben werden. Ich habe das mit einer kleinen 2-stufigen Transistorschaltung gemacht. Diese ist
direkt in dem kleinen Gehäuse eingebaut worden, wo der Seriell zu USB Wandler drin ist. 
Nun funktioniert alles sehr gut. Vielleicht hilft das so manch einem OM bei seiner "Fehlersuche" . Mein APRS Tiny Trak Projekt ist somit fertig.

73 de Frank, DL6FKK

Frank hat das Gerät auch gleich eingesetzt, damit wir immer wissen, wo er ist. 

Hier haben wir ihn in den USA erwischt:

 
Ralf, DF4DC berichtet:
Vielleicht ist noch die Erfahrung interessant, dass es Probleme bei der Konfiguration in Verbindung mit einem
USB-RS232 Kabel gab. Die Kommunikation lief prinzipiell, nur bei "Beacon every" und "Symbol" wurde immer "0" bzw. "r" eingetragen. Mit einer  "echten" RS232 war die Funktion dann einwandfrei.

Danke Ralf!