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 NZ GPS für NAZE32

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AutorNachricht
Cosmicos



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BeitragThema: NZ GPS für NAZE32   Mo 23 Mai 2016, 17:59

Ich habe mir neulich diese GPS-Modul für die Naze32 gekauft:
[Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um das Bild sehen zu können.]
Das Teil ist bei Banggood für 9,97 € versandkostenfrei zu haben  Very Happy

Der Anschluss ist schnell erledigt. Das GPS-Modul kommt mit einem 4-adrigem Kabel welches wie folgt belegt ist:

FarbeFunktionNAZE Anschluss
Rot+5V5V beliebig
SchwarzGNDGND beliebig
BlauRXTX = PIN 3
OrangeTXRX = PIN 4
Der Anschluss gestaltet sich also einfach. Nun gilt es, einen seriellen Port auf der NAZE für das GPS freizuschalten. Es empfiehlt sich UART2 bei einer Baud-Rate von 9600 Baud:
[Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um das Bild sehen zu können.]

Anschließend muss man GPS in der Konfiguration aktivieren:
[Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um das Bild sehen zu können.]

Das Protokol sollte auf "UBLOX" eingestellt sein. Ground Assistance Type: Europe (oder auto). Schließlich kann man die magnetische Deklination seines Flugortes noch angeben. Um die Deklination zu bestimme gibt es ein nützliche Tool der NOAA. Dort gibt man einfach Längen- und Breitengrad des Flugortes an (über google maps zu bekommen) und schon bekommt man die Deklination in Grad.

Das sollte es gewesen sein. Nach diesen Einstellungen bekam ich nach wenigen Minuten einen 3D Fix und die Daten stimmen:
[Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um das Bild sehen zu können.]

Nun kann man sich "GPS hold" bzw. "GPS Return to home" auf die Funke legen! Cool... Cool

Wenn man will, kann man den GPS-Empfänger auch noch ordentlich "tunen". UBLOX bietet zu diesem Zweck die hervorragende Konfigurationssoftware U-Center zum kostenlosen Download an. Mit dieser Software kann man das GPS zum Beispiel auf eine andere Baudrate einstellen (bis zu 115200 Baud sind möglich).

Man spielt zu diesem Zweck das folgende Konfigurationsfile ein:
Code:

MON-VER - 0A 04 28 00 37 2E 30 33 20 28 34 35 39 36 39 29 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 30 30 30 34 30 30 30 37 00 00
CFG-ANT - 06 13 04 00 1B 00 8B A9
CFG-DAT - 06 06 02 00 00 00
CFG-FXN - 06 0E 24 00 0C 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 10 27 00 00 10 27 00 00 D0 07 00 00 18 FC FF FF 00 00 00 00 00 00 00 00
CFG-INF - 06 02 0A 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
CFG-INF - 06 02 0A 00 01 00 00 00 87 87 87 87 87 87
CFG-INF - 06 02 0A 00 03 00 00 00 00 00 00 00 00 00
CFG-ITFM - 06 39 08 00 F3 AC 62 2D 1E 03 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 01 01 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 01 02 01 01 01 01 01 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 01 03 01 01 01 01 01 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 01 04 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 01 06 01 01 01 01 01 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 01 11 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 01 12 01 01 01 01 01 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 01 20 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 01 21 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 01 22 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 01 30 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 01 31 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 01 32 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 02 20 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 02 23 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0A 02 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0A 05 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0A 06 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0A 07 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0A 08 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0A 09 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0A 0A 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0A 20 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0A 21 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0B 00 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0B 05 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0B 30 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0B 31 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0B 32 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0B 33 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0D 01 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0D 03 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 0D 06 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 F0 00 00 00 00 00 00 01
CFG-MSG - 06 01 08 00 F0 01 00 00 00 00 00 01
CFG-MSG - 06 01 08 00 F0 02 00 00 00 00 00 01
CFG-MSG - 06 01 08 00 F0 03 00 00 00 00 00 01
CFG-MSG - 06 01 08 00 F0 04 00 00 00 00 00 01
CFG-MSG - 06 01 08 00 F0 05 00 00 00 00 00 01
CFG-MSG - 06 01 08 00 F0 06 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 F0 07 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 F0 08 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 F0 09 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 F0 0A 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 F1 00 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 F1 03 00 00 00 00 00 00
CFG-MSG - 06 01 08 00 F1 04 00 00 00 00 00 00
CFG-NAV5 - 06 24 24 00 FF FF 04 03 00 00 00 00 10 27 00 00 05 00 FA 00 FA 00 64 00 2C 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
CFG-NAVX5 - 06 23 28 00 00 00 FF FF 03 00 00 00 03 02 03 10 00 00 00 01 00 00 43 06 00 00 00 00 01 01 00 00 00 64 78 00 00 00 00 00 00 00 00 00
CFG-NMEA - 06 17 04 00 00 23 00 02
CFG-PM - 06 32 18 00 00 06 00 00 04 90 00 00 E8 03 00 00 10 27 00 00 00 00 00 00 02 00 00 00
CFG-PM2 - 06 3B 2C 00 01 06 00 00 00 90 02 00 E8 03 00 00 10 27 00 00 00 00 00 00 02 00 00 00 2C 01 00 00 4F C1 03 00 86 02 00 00 FE 00 00 00 64 40 01 00
CFG-PRT - 06 00 14 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
CFG-PRT - 06 00 14 00 01 00 00 00 C0 08 00 00 00 C2 01 00 07 00 07 00 00 00 00 00
CFG-PRT - 06 00 14 00 02 00 00 00 C0 08 00 00 80 25 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
CFG-PRT - 06 00 14 00 03 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 07 00 07 00 00 00 00 00
CFG-RATE - 06 08 06 00 64 00 01 00 01 00
CFG-RXM - 06 11 02 00 08 00
CFG-SBAS - 06 16 08 00 03 07 03 00 51 08 00 00
CFG-TP - 06 07 14 00 40 42 0F 00 A0 86 01 00 01 01 00 00 32 00 00 00 00 00 00 00
CFG-TP5 - 06 31 20 00 00 00 00 00 32 00 00 00 40 42 0F 00 40 42 0F 00 00 00 00 00 A0 86 01 00 00 00 00 00 F7 00 00 00
CFG-TP5 - 06 31 20 00 01 00 00 00 32 00 00 00 04 00 00 00 01 00 00 00 48 E8 01 00 A0 86 01 00 00 00 00 00 FE 00 00 00
CFG-USB - 06 1B 6C 00 46 15 A6 01 00 00 00 00 64 00 00 01 75 2D 62 6C 6F 78 20 41 47 20 2D 20 77 77 77 2E 75 2D 62 6C 6F 78 2E 63 6F 6D 00 00 00 00 00 00 75 2D 62 6C 6F 78 20 36 20 20 2D 20 20 47 50 53 20 52 65 63 65 69 76 65 72 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

Den Code einfach in eine txt-Datei kopieren und mit "Tools" -> "GNSS-Configuration" hochladen. Die exakte Vorgehensweise ist hier beschrieben: [Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um diesen Link sehen zu können]

Wegen des miesen Wettes konnt ich leider noch keine Flug- bzw. Praxistests durchführen. Auf dem Balkon bekomme ich jedenfalls 8-9 Satelliten rein, was nicht schlecht ist. Das Modul unterstütz neben GPS auch noch GLONASS und auch noch das chinesische Pendant. An Satelliten sollte es also nicht mangeln Cool

Die vereinzelten negativen Rezensionen auf BG bzgl. der Überhitzung des Moduls kann ich nicht nachvollziehen. Bei mir bleibt das Teil kalt. cheers
Gewicht und Größe des Moduls sind zu vernachlässigen bzw. winzig. Das Teil passt problemlos selbst an eine 190er Drohne...
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Cosmicos



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BeitragThema: Re: NZ GPS für NAZE32   Mo 23 Mai 2016, 20:42

Hier noch zwei Fotos, um die Größe bzw. Kleinheit des Moduls zu verdeutlichen (am ZMR 250):
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Cosmicos



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BeitragThema: Re: NZ GPS für NAZE32   Mi 25 Mai 2016, 16:21

!!! Wichtiger Sicherheitshinweis !!!

Die Art und Weise, wie ich den GPS-Empfänger an die NAZE angeschlossen habe, ist die im Netz empfohlene. Es gibt Dutzende von Seiten, wo das genau so erklärt und gezeigt wird. Auf den Seiten der Verkäufer dieses Moduls ist es ebenso beschrieben:

Connection diagram:
Black to GND
Red to +5V
Blue to TX
Orange to RX

Als ich mir das Datenblatt des U-BLOX 7 näher anschaute (die Software U-Center identifiziert das Modul als ublox7) wurde ich jedoch stutzig.
Alle U-Blox 7 Module werden mit 3.3V betrieben und NICHT mit 5V.

Daraufhin habe ich mir das Datenblatt des STM32F103CBT6 (der µC der NAZE32 und div. anderer Flightcontroller) ebenfalls näher angeschaut.
Im Datenblatt unter "Pinouts and pin description" ist eine Tabelle mit allen Pins und deren Funktionen. Dort ist auch eine Spalte für I/O
Level. Dort musste ich leider lesen, dass PA0 bis PA4, also die Standard USART2 Pins, nicht 5V Tolerant sind.

Genau dort ist das GPS angeschlossen!

Ok, dachte ich mir. Vielleicht hat das GPS Pegelwandler an Bord, schließlich wird es ja als Produkt für die NAZE32 beworben, sollte also nur 3.3V auf die I/Os schicken. Also habe ich nachgemessen...

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Pustekuchen... keine Pegelwandler! Das GPS-Modul gibt satte 5V auf die NICHT 5V tolerante USART-Schnittstelle. affraid

Was ist hier los?

Meines Erachtens gibt es zwei Möglichkeiten:


  1. Das Modul wird mit 5V falsch angeschlossen. Es ist eigentlich für 3.3V vorgesehen. Diese Möglichkeit würde erklären, warum das GPS-Modul bei einigen Banggood-Rezensenten heiß wurde und durchgebrannt ist.
  2. Denkbar wäre aber auch, dass es sich gar nicht um ein U-BLOX Modul handelt, sondern um einen Clone, der vielleicht tatsächlich mit 5V betrieben werden muss. In diesem Fall müsste man einen Pegelwandler in die TX-RX Verbindung vom GPS zur NAZE schalten. Identifizieren kann man das Modul leider nicht. Ich habe es geöffnet aber keinerlei Hersteller- oder Typenbezeichnung gefunden. Es steht lediglich GPS95 auf dem Keramikkörper, was aber nicht weiterführt...

Um der Sache weiter auf den Grund zu gehen werde ich nun folgendes versuchten:

  1. Ich werde versuchen, das GPS mit 3.3V zu betreiben. Dann sind die Ausgangspegel ebenfalls 3.3V. Das wäre die einfachste Lösung.
  2. Sollte das nicht klappen werde ich einen Pegelwandler (siehe Bild) einbauen. Das Ding ist super klein und auch das wäre kein Problem.

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Einstweilen muss ich vom Betrieb dieses GPS-Moduls dringend abraten.
Man stelle sich nur vor, die Überspannung an den I/Os würde die NAZE während des Fluges "grillen"...  No
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Cosmicos



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BeitragThema: Re: NZ GPS für NAZE32   Mi 25 Mai 2016, 17:30

So, wieder ein wenig schlauer Cool

Ich habe versucht, das Modul mit 3.3V zu betreiben. Da tut sich nix...

5V sind also als Betriebsspannung Pflicht. Damit bleibt nur die Möglichkeit einen Pegelwandler (level converter, level shifter, LLC etc.) zu verbauen.

Damit ist man dann auf der sicheren Seite und kann das GPS-Modul datenblattkonform am µC betreiben!

Inzwischen habe ich auch in einem anderen Forum einen Beitrag eines Users (Tucson Mike) gefunden, dem dieses Problem ebenfalls aufgefallen ist. Auch er löst es mit einem Pegelwandler: [Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um diesen Link sehen zu können]

Er verwendet allerdings noch einen Stepdown-Regulator, um an die benötigten 3.3V für den LLC zu kommen. Das ist meines Erachtens nicht notwendig, da die Naze32 ja bereits über einen 3.3V Spannungsregler für die Sensoren verfügt, der auch einen Pin nach außen führt (3.3V Supply).

[Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um das Bild sehen zu können.]

Bei Gelegenheit poste ich mal das komplette Schaltbild von NAZE + LLC + GPS

Hier ist aber schon mal der Link zum LLC, falls ihn jemand sofort zusammen mit dem NZ GPS bei Banggood bestellen will (kostet 82ct):

[Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um diesen Link sehen zu können]
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Cosmicos



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BeitragThema: Re: NZ GPS für NAZE32   Do 26 Mai 2016, 14:19

So, ich habe den Pegelwandler nun eingebaut und erwartungsgemäß funzt es so super UND vor allen Dingen datenblattkonform cheers

So muss man nicht befürchten, dass die NAZE durch die Überspannung Schaden nimmt.  Cool

Für den geneigten Nachbauer hier noch der Schaltplan. Der Pegelwandler stammt von ebay: "2 Kanal Pegelwandler Levelshifter 5V 3,3V I2C IIC Bidirektional TTL CMOS Logic" bei dem von Banggood sind die Beschriftungen teilweise  unterschiedlich aber das sollte sich von selber erschließen...

[Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um das Bild sehen zu können.]

Noch ein Hinweis: Bei manchen Schaltplänen aus dem Netz bzgl. U-Blox 6 Modulen an der NAZE wird RX vom GPS einfach auf GND gelegt. Das funktioniert mit dem NZ-GPS Modul nicht. Hier müssen RX und TX zur NAZE geführt werden ansonsten arbeitet das Modul nicht...
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NZ GPS für NAZE32
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