RAK12500 WisBlock Sensor GNSS Модуль спутниковой геолокации

Геолокационный цифровой датчик RAK12500 WisBlock Sensor входит в серию продуктов модульного конструирования WisBlock, ориентированную на создание систем сверхкомпактного электронного оборудования. Плата собрана на современном чипе GNSS U-Blox ZOE-M8Q со встроенным 72-канальным движком, с уменьшенным в размерах дизайне, и с ещё более эффективым пониженным энергопотреблением. Выполняемый функцию обнаружения и взаимодействия со спутниковыми системами, RAK12500 применяется в задачах быстрого и точного определения текущего местоположения WisBlock-устройства. RAK12500 может использоваться в самых разных Смарт или IoT-приложениях, ориентирующихся в пространстве по данным GPS.

Модуль RAK12500 со встроенным GNSS-приёмником способен принимать и отслеживать сигналы систем глобального спутникового позиционирования (GPS), включая ГЛОНАСС, Галилео, Квазизенитную Спутниковую Систему (QZSS), и Широкозонные Системы Дифференциальной Навигации (SBAS): WAAS, EGNOS, MSAS. Одновременно с сигналами GPS могут приниматься сигналы QZSS и SBAS. Модуль имеет исключительную производительность, высокую чувствительность, с минимальным временем сбора данных. В режиме "горячего старта" время, требуемое на считывание новых координат, не превышает 1 секунды. Максимальная точность месторасположения достигает всего 2.0 м в радиусе вокруг объекта. Собранная со спутников информация может быть передана по каналам беспроводных соединений GSM/LTE, LoRaWAN/LoRa-P2P, Bluetooth BLE или WiFi, параллельно задействованных в составе WisBlock-приложения.

Модуль спутниковой геолокации WisSensor RAK12500 GNSS, совмещённый с вычислительным блоком WisBlock Core при помощи несущей базовой блаты WisBase, представляет готовую к использованию систему определения координат. Геолокационный модуль RAK12500 потребляет сверхмалое количество электроэнергии, отчего становится идеальным решением для создания компактных автономных устройств с источниками питания на аккумуляторах или солнечных батареях. Вдобавок, система WisBlock имеет гибкий инструмент управления питанием интегрированных в WisBlock-устройство датчиков и сенсоров, направленный на экономию ресурсов источника электроэнергии путём их сессионного включения или отключения в необходимое время. Модульное WisBlock-приложение с навигационной системе ZOE-MQ8 может дополнительно комплектоваться другими датчиками или сенсорами WisSensor, расширяющими перечень собираемых данных об окружении и передвижении.

Технические характеристики

• Модель: WisBlock Sensor RAK12500 GNSS
• Номинальное напряжение: 3.3 В
• Диапазон поддерживаемого напряжения: 2.7 ~ 3.6 В
• GPS-приёмник: U-Blox ZOE-M8Q 72-канальный
• Поддерживаемые системы: GPS, QZSS, SBAS (WAAS, EGNOS, MSAS), GLONAS, BeiDou, Galileo
• Формат сигнала: L1C/A, L1 SAIF, L1OF, B1l, E1BC
• Частота обновления: 10 - 18 Гц
• GPS-данные: широта, долгота, высота над уровнем моря, скорость, направление, дата/время
• Протоколы: NMEA 0183 v.4.0 (совместимость с 2.1, 2.3 или 4.1), UBX, RTCM
• Время сбора первых данных (TTFF)
  
  • холодный старт: 26 секунд
  • горячий старт: 1 секунда
  • опорный старт: 2 секунды
• Чувствительность
  • отслеживание и навигация: -167 дБм
  • повторный сбор данных: -160 дБм
  • холодный старт: -148 дБм
  • горячий старт: -157 дБм
• Точность скорости (GNSS velocity): 0.05 м/с
• Точность позиционирования: 2.5м (SBAS 2.0м)
• Погрешность магнитного склонения: 0.3°
• Рабочие режимы: продолжительный, энергосберегающий
• Совместимые антенны: активная антенна с усилением 10-30 дБ (включая потери в кабеле) и уровнем помех до 2 дБ
• Интерфейсы: GPIO, UART, I2C, PPP
• Скорость проводной последовательной связи UART: 9600 бит/с
• Размеры: 23 х 10 мм

Комплектация RAK12500

• Модуль RAK12500 GPS-приёмника Х 1шт
• GPS-антенна Х 1шт

Функциональное определение выводов модуля WisBlock GNSS Location

Многоканальный 24-контактный разъём на плате ГНСС-приёмника WisBlock RAK12500 задействует следующие выводы:

• 3V3_S — программное управление питанием ZOE-M8Q
• VDD — резервное напряжение для ZOE-M8Q
• GND — общий минусовой
• Reset (IO6) — сброс приёмопередатчика ZOE-M8Q с прерыванием программного режима резервирования
• 1PPS — ежесекундный временной импульс продолжительностью 100 мсек
• RX, TX — линии асинхронного последовательного интерфейса UART
• I2C_SDA, I2C_SCL — линии асимметричной межинтегральной шины связи I2C

Остальные выводы не имеют подключений.

Радиочастотные интерфейс

Радиочастотный вход RF модуля RAK1910 выведен на антенный разъём IPEX, предназначен для подключения внешней антенны GPS.

Образец монтажа

Модуль RAK12500 спроектирован для работы с базовой платой WisBase, через которую получает питающее напряжение. Дополнительно для функционирования GPS-приёмника потребуется вычислительный блок с интегрированным программируемым контроллером WisBlock Core.

На изображении показан способ крепления RAK12500 к свободному слоту на верхней стороне RAK5005-O. Модуль спутникового позиционирования RAK12500 поддерживает обмен данными через UART или I2C, и может быть установлен на базовую плату:

• RAK5005-O в сенсорный слот A с интерфейсами UART и I2C
• RAK5005-O в сенсорный слот С с интерфейсом I2C
• RAK19003 в сенсорный слот С с интерфейсами UART и I2C
• RAK19001 в сенсорный слот А, E, F с интерфейсами UART и I2C
• RAK19001 в сенсорный слот C с интерфейсом I2C
• RAK19007 в сенсорный слот А, D с интерфейсами UART и I2C

На лицевой стороне RAK12500 и прочих модулей WisBlock присутствует шелкографическая метка, указывающая на область приложения механического усилия для безопасного извлечения модуля из разъёма на базовой плате. Эта метка обычно находится рядом с коннектором.

Принципиальная схема

Физические размеры, мм

Техническая документация

1. Спецификация U-BLOX ZOE-M8 (англ., PDF)
2. Характеристики коннекторов FBB (.PNG)

Полезные ссылки

1. Краткое руководство пользователя RAK12500
2. Репозиторий исходного кода WisBlock на сайте GitHub
3. Исходный код с примерами использования UART/I2C для любого WisBlock Core
4. Краткое руководство пользователя системы WisBlock
5. Руководство по дизайну индивидуальных сенсорных модулей