Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Pinbelegung RS-232 für GPS


von Michael (kurby)


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Hallo,

für eine bestimmte Anwendung benötige ich das GPS-Signal in einem 
besonderen Format: RMC,GGA,GSA mit 4800bps.

Dafür habe ich ein GPS-Modul gekauft:
https://eu.robotshop.com/de/products/gps-modul-ubx-g7020-kt-mit-gehause

Um dies im 1. Schritt zu konfigurieren, würde ich mittels serieller 
Schnittstelle RS-232 das Modul (über USB-Adapter) am PC anschließen.
Dann würde ich es mittels U-Software konfigurieren. So meine Theorie.

Allerdings habe ich Probleme bei der Pinbelegung. RX, TX, GND ist klar. 
Aber wie versorge ich das GPS-Modul mit Strom. Liefert mir ein Pin 
5V-Spannung? Welcher?
oder brauche ich eine andere konstante Stromversorgung?

Danke für die Hilfe!

VG, Michael

von Fabian H. (hdr)


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Kommt auf deinen USB-TTL Adapter an (TTL-UART, nicht RS232!)

Bei vielen USB-Adapter werden Dir die 5V an einem Pin mitgeliefert. Aber 
ich gehe davon aus, dass dein Denkfehler aktuell ist, dass Du die 9 pol. 
Sub-D RS232 Schnittstelle meinst und dies ist verkehrt.

: Bearbeitet durch User
von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Michael schrieb:
> würde ich mittels serieller
> Schnittstelle RS-232 das Modul (über USB-Adapter) am PC anschließen.

Das Ding hat eine serielle Schnittstelle mit TTL-Pegeln. Du brauchst 
also keinen RS232-Adapter mit DSUB, sondern ein "FTDI-Kabel" mit 
TTL-UART.

Die UART-Schnittstelle verträgt max. 3.3V, du brauchst also ein 
FTDI-Kabel oder einen USB-UART-Adapter mit 3.3V-Pegeln.

Die haben dann meist auch noch einen Pin mit 3.3V, mit denen du das 
Modul powern kannst.

Die Pinbelegung habe ich angehängt, ein ausführliches Datenblatt findet 
sich hier:
https://botland.de/gps-module/4596-ubx-g7020-kt-gps-modul-gehause-dfrobot-6959420909087.html

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Michael schrieb:
> serieller Schnittstelle RS-232

Spannungsversorgung kennt RS232 so nicht, die musst du extern 
bereitstellen.
- https://en.wikipedia.org/wiki/RS-232#Data_and_control_signals

In der Beschreibung steht allerdings was von "Serielle 
TTL-Schnittstelle". Das sind ganz andere Pegel auf der Leitung als bei 
RS232

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Das UBX bezeichnet den Hersteller u-blox.com:
https://www.u-blox.com/en/product/ubx-g7020-series
Da findet man auch die Datenblätter als PDF.

> ganz andere Pegel
Die sind vor allem invertiert, auch wenn man den Pegel reduziert kommt 
nichts sinnvolles heraus.

> 5V-Spannung
das dürfte 3,3V sein, 5V ist zu viel.

Aber ein serieller Anschluss ist nur eine Möglichkeit, das Modul hat 
auch USB und SPI.
Sehr seltsam, die nennen zwar die u-blox-Bezeichnung, aber auf dem Modul 
steht etwas ganz anderes, ein Hersteller in Hongkong, nicht Zürich:
https://cdn.robotshop.com/media/d/dfr/rb-dfr-852/pdf/gps-module-ubx-g7020-kt-enclosure-datasheet.pdf

Dem Robotshop würde ich erst mal nichts mehr glauben, die segeln unter 
falscher Flagge.

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Sowas hier funktioniert gut und liefert auch gleich 3,3V oder 5V:
https://www.amazon.de/UART-TTL-Adapter-Konverter-Jumperkabel-kompatibel/dp/B0B7RHPMT7/
Läuft bei mir auch mit uBlox und dem U-Center.

4800 Baud ist übrigens der uralte Standard für GPS Empfänger und auch 
bei NMEA-0183 in Stein gemeißelt.

von Michael (kurby)


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Hallo,

vielen Dank für die ganzen Antworten.

Sebastian R. schrieb:
> Das Ding hat eine serielle Schnittstelle mit TTL-Pegeln. Du brauchst
> also keinen RS232-Adapter mit DSUB, sondern ein "FTDI-Kabel" mit
> TTL-UART.

Matthias S. schrieb:
> 4800 Baud ist übrigens der uralte Standard für GPS Empfänger und auch
> bei NMEA-0183 in Stein gemeißelt.

Tatsächlich war es ein Fehler, den ich übersehen habe: Das GPS-Modul ist 
für meine Zwecke ungeeignet, da ich zwingendermaßen RS-232 benötige. 
Genauso wie das NMEA-0183 Format mit 4800 Baud.

Gar nicht so einfach, so ein GPS-Modul zu bekommen. Hat jemand 
Empfehlungen? Bin bisher nur auf asiatische Vertreiber gestoßen:
https://deu.grandado.com/products/beitian-5-0-v-rs-232-ebene-db9-buchse-rs232-gps-empfanger-9600bps-nmea-0183-protokoll-4m-flash-bs-72d-1?variant=UHJvZHVjdFZhcmlhbnQ6NTkzODYxMg

Dieser hätte tatsächlich auch schon den richtigen Stecker, sodass ich 
ihn per USB-Adapter an den PC anschließen kann.

Danke und VG

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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: Bearbeitet durch User
von Εrnst B. (ernst)


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Michael schrieb:
> Gar nicht so einfach, so ein GPS-Modul zu bekommen. Hat jemand
> Empfehlungen?

kleinen µC nehmen und zwischen GPS-Modul und NMEA-Bus schalten. Kann die 
Datensätze filtern, und nur das gewünschte durchlassen, Baudrate 
anpassen, ggfs. anderes ergänzen. Zur microsekunden-genauen 
Zeit-Synchonisation taugt das dann aber nicht mehr.

Hab das mal mit einem Atmega gebastelt um zusätzlich Kompass- und 
Bewegungs-daten aus einem LSM303 zur Navigation nutzen zu können.


Aber da waren die Baudraten-Verhältnisse umgekehrt: Vom GPS-Modul kamen 
4800, der NMEA-Bus (0183-HS) hatte 38400.

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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> mittels U-Software
was soll das genau sein?

Eine serielle RS232-Schnittstelle kann man mit einem einfachen 
Terminalprogramm benutzen, z.B. H-Term
https://www.der-hammer.info/pages/terminal.html
oder Cutecom
https://cutecom.sourceforge.net/

Hat der PC überhaupt eine RS232-Schnittstelle?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Hat der PC überhaupt eine RS232-Schnittstelle?

Das muss ja kein PC sein. Die alten Kursrechner von z.B. Furuno hatten 
einen Haufen von echten RS232 Anschlüssen, als NMEA-0183 der Stand der 
Technik war.

Michael schrieb:
> Tatsächlich war es ein Fehler, den ich übersehen habe: Das GPS-Modul ist
> für meine Zwecke ungeeignet, da ich zwingendermaßen RS-232 benötige.

Vllt. schreibst du jetzt mal, für was für eine spezielle Anwendung du 
den GPS Receiver brauchst.

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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> würde ich mittels serieller Schnittstelle RS-232 das Modul
> (über USB-Adapter) am PC anschließen.

Das klingt nach einem PC ohne eingebaute serielle Schnittstelle, 
stattdessen ein "USB/Seriell"-Kabel.

Das würde das von mir vorgeschlagene Kabel beides enthalten:
https://eckstein-shop.de/USBaufRS232TTLUARTPL-2303HXChipRevAKonverterKabel
mit der Einschränkung "Achtung: Dieser Adapter ist nicht mit Windows 10 
kompatibel." Der Wandler-Chip USB-TTL ist ein PL2303HX(A)

Die Spannungsversorgung ist herausgeführt, muss aber von 5V auf 3,3V 
umgestellt werden. "5V sind bereits angelötet. Wenn Sie den Adapter mit 
3,3 V verwenden möchten, müssen Sie das Gehäuse öffnen und das rote 
Kabel auf den 3,3-V-Pin umlöten."

Der 6-polige Steckverbinder des Moduls wird mit den vier des USB-Kabels 
verbunden:
    Schwarz: GND
    Grün: TXD
    Weiß: RXD
    Rot: VCC
Der PPS Ausgang (pulses per second) wird nicht benutzt, und der ENable 
muss mit VCC verbunden sein ("high level means the module works").

Der Adapter, den Matthias vorschlägt ist fast identisch, nur hat er 
einen CH340G Chip:
https://www.amazon.de/UART-TTL-Adapter-Konverter-Jumperkabel-kompatibel/dp/B0B7RHPMT7/

In dem Modul-Handbuch wird von der Firma in Hongkong eine Software von 
u-blox benutzt, um die Texte auszugeben. Das könnte Hterm oder Cutecom 
genauso erledigen. Ist diese Software mitgeliefert? Soll das die 
"U-Software" sein?

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Der Wandler-Chip USB-TTL ist ein PL2303HX(A)

Vergiss den Prolific Mist. Alle heissen PL2303, aber keiner weiß, ob und 
welcher Treiber funktioniert. Ein einziger Blödsinn, den diese Firma 
produziert.

Christoph db1uq K. schrieb:
> Soll das die
> "U-Software" sein?

Bei uBlox gibts eine Software namens 'U-Center'. Ich vermute, das der TE 
diese meint. Aber er hat sich ja nicht mehr gemeldet.

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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https://www.u-blox.com/en/product/u-center
Die Software empfehlen sie auch für "kompatible" GPS-Empfänger, das gilt 
wohl auch für das Produkt aus Hongkong. Also dann bestell mal das Kabel 
von Amazon mit CH340G. Vermutlich läuft das auch unter Windows 10.

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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Matthias S. schrieb:

> Vergiss den Prolific Mist. Alle heissen PL2303, aber keiner weiß, ob und
> welcher Treiber funktioniert.

Doch, natürlich. Logischerweise in erster Linie weiß das natürlich der 
Hersteller des Treibers selber. Er benutzt ja dieses Wissen explizit 
dafür, immer mal wieder den Umsatz anzukurbeln, indem er alte Chips 
aussperrt von der Behandlung durch den Treiber.

Aber auch der geneigte User kann das problemlos herausfinden. In den 
Dateien des Treibers (konkret in der *.inf) steht ja drinne, was genau 
er unterstützt, in Form der "HardwareID". Und der Gerätemanager ist in 
der Lage, genau diese ID für angeschlossene Geräte anzuzeigen, auch für 
die, für die sich aktuell kein zuständiger Treiber findet.

Fehlt bloß noch der kompetente User, der diese Informationen 
zusammenführt und seine Schlüsse daraus zieht...

von Rainer W. (rawi)


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Matthias S. schrieb:
> Alle heissen PL2303, aber keiner weiß, ob und welcher Treiber
> funktioniert.

Unsinn - das merkt man sehr schnell. Der von 2008 hat bisher noch immer 
funktioniert.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ob S. schrieb:
> Aber auch der geneigte User kann das problemlos herausfinden. In den
> Dateien des Treibers

Also, wenn ihr solchen Mist dann spassig findet, sei euch das 
unbenommen. Aber es gibt tatsächlich Leute, die keinen Bock auf das 
durchsuchen von INF Dateien haben, nur um herauszufinden, das dieser 
Chip nicht unter Win 10 oder so läuft.
Ich halte das für verschwendete Energie: Prolific - Nein Danke.

von Norbert (der_norbert)


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Matthias S. schrieb:
> Ich halte das für verschwendete Energie: Prolific - Nein Danke.

Prolific - Ja Bitte. (Linux)**

** Habe davon viele. Und alle funktionieren »One-Wall-Free«.  ;-)
Mit >= 4Mbaud.

von Rainer W. (rawi)


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Matthias S. schrieb:
> Aber es gibt tatsächlich Leute, die keinen Bock auf das
> durchsuchen von INF Dateien haben, nur um herauszufinden, das dieser
> Chip nicht unter Win 10 oder so läuft.

Du darfst dir eben nicht von Microsoft jeden unpassenden Treiber 
unterschieben lassen. Dann laufen die Prolific Wandler auch unter Win 
10.

von Michael (kurby)


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Hallo,.

Christoph db1uq K. schrieb:
> https://www.u-blox.com/en/product/u-center
> Die Software empfehlen sie auch für "kompatible" GPS-Empfänger, das gilt
> wohl auch für das Produkt aus Hongkong.

Ja genau, die Software meinte ich. Wenn es anwenderfreundliche und 
Windows-10 kompatible Alternativlösungen gibt, bin ich für alles offen.


Matthias S. schrieb:
> Vllt. schreibst du jetzt mal, für was für eine spezielle Anwendung du
> den GPS Receiver brauchst.

Ich würde gerne im Flugzeug meinen Transponder mit dem Signal füttern, 
sodass dieser ADSB aussendet. Dafür benötigt er laut Manual:

> All RS-232 interfaces require data at RS-232 level (no TTL level).
> RS-232 RX-0 (NMEA input for ADS-B out)
> Input for connecting a GPS for ADS-B purposes.
> Connecting a GPS receiver providing the data shown below makes the VT-02
> broadcasting it's current position with extended squitters. Minimum
> recommended NMEA sentences are $GPRMC, $GPGGA, $GPGSA. The required NMEA
> data baud rate is 4800 bps.

Stammt aus dem Installation Manual für den Transponder VT-02 von 
Garrecht.
ADSB ist eine Technik, womit ein Flugzeug sekündlich die Position 
ausstrahlt, um von anderen Flugzeugen empfangen zu werden (und dann auch 
gesehen zu werden).

Danke für die Hilfe!

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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ADS-B hatte ich vor ein paar Wochen hier auch gezeigt:
Beitrag "Re: SDRangel unter Linux, läuft das irgendwo brauchbar?"
Eine kostenlose Empfangssoftware für den PC. Man braucht nur einen 
"RTL-SDR" USB-Empfängerstick für <20€ und eine kleine Stabantenne.

Jetzt ist auch klar, wieso es die alte RS232-Schnittstelle sein soll.

Hier das Installationshandbuch:
https://www.air-avionics.com/support/02.0200.11E%20VT02INST_rev1.2.pdf
Auf Seite 23 steht, dass der GPS-Empfänger nur mit seinem 
TX-Datenausgang und GND angeschlossen wird, also keine RX-Daten. "GPS 
data input 4800 bps for ADS-B purposes".

Seite 24 steht es nochmal:
All RS-232 interfaces require data at RS-232 level (no TTL level).
Pin 2: RS-232 RX-0 (NMEA input for ADS-B out)
Input for connecting a GPS for ADS-B purposes. Connecting a GPS receiver 
providing the data shown below makes the VT-02 broadcasting it's current 
position with extended squitters. Minimum recommended NMEA sentences are 
$GPRMC, $GPGGA, $GPGSA. The required NMEA data baud rate is 4800 bps.

Je nach Adapterkarte ist es ein "Molex-Stecker" oder irgendein anderer 
Sub-D 25 (die Stifte befinden sich am Gerät).
Der ist aber nicht kompatibel zur alten 25-poligen RS232 
PC-Schnittstelle.

Um das ganze stattdessen am PC zu betreiben fehlt am PC noch ein 
USB-RS232-Adapterkabel, das normalerweise D-Sub-9 hat.

von Michael (kurby)


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Hi,

Christoph db1uq K. schrieb:
> Um das ganze stattdessen am PC zu betreiben fehlt am PC noch ein
> USB-RS232-Adapterkabel, das normalerweise D-Sub-9 hat.

Ich möchte es nicht am PC betreiben, sondern wie es beschrieben ist im 
Flugzeug mit dem beschriebenen Transponder. ;)

Allerdings muss das GPS-Modul vorher ja konfiguriert werden. Und ich 
denke, das geht nur mit einem PC. Daher möchte ich es vorher an einen PC 
(Windows 10) anschließen.

VG, Michael

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)



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Das habe ich schon richtig verstanden. Es geht um zwei unterschiedliche 
Adapterlösungen, erst der Anschluß am PC, dann am Transponder.

Als gemeinsame Schnittstelle würde ich Sub-D 9 vorschlagen, hier DE9 
genannt:
https://de.wikipedia.org/wiki/RS-232#Verkabelung_und_Stecker

Am GPS-Modul wäre das ein TTL-RS232-Pegelwandler wie auf den beiden 
Fotos und am PC ein handelsübliches USB-Seriell-Kabel. Für den 
Transponder noch ein selbstgebauter Adapter.
Die Betriebsspannung von 3,3V muss noch irgendwo herkommen, die eine 
Platine hat dazu eine kleine USB-Buchse für USB-Steckernetzgeräte.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Norbert schrieb:
> Prolific - Ja Bitte. (Linux)**

Mir ist nicht bekannt, das U-Center unter Linux läuft. Das ist ein 
reines Windows Programm. Es hilft also überhaupt nix, wenn der Prolific 
Mist unter Linux läuft.

: Bearbeitet durch User
von Norbert (der_norbert)


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Matthias S. schrieb:
> Mir ist nicht bekannt, das U-Center unter Linux läuft. Das ist ein
> reines Windows Programm. Es hilft also überhaupt nix, wenn der Prolific
> Mist unter Linux läuft.

Ach Matthias, es ging doch eher um deine völlig irre Pauschalaussage 
bzgl. Prolific.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Mit Wine lässt es sich jedenfalls installieren, weiter habe ich es nicht 
ausprobiert. Ich hatte mit USB-serial-Chips auch noch keine Probleme. 
Ich weiß aber nicht, ob da auch Prolific darunter war.

RS232 hat leider keine Betriebsspannung aufgelegt, das hat man bei USB 
besser gemacht. Die +5V sind allerdings auch schon wieder veraltet, das 
GPS-Modul braucht 3,3V.

Mir ist es ja egal, aber was sagt die Luftfahrtbehörde zu Basteleien im 
Flugzeug? Wenn es die Stromversorgung irgendwie beeinträchtigt oder den 
Flugfunk stört?

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Wenn es die Stromversorgung irgendwie beeinträchtigt oder den Flugfunk
> stört?

Gewöhnlich merkt man das im Flieger selber als erster und hat ein 
gewisses Eigeninteresse, das schleunigst abzustellen.

Zwei GPS-Antennen auf Tuchfühlung ist auch keine gute Idee, weil die 
sich gerne gegenseitig stören können.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Norbert schrieb:
> völlig irre Pauschalaussage

Auf dieser Ebene haben wir uns nichts zu sagen. Sonst alles gut? Nimm 
mal lieber deine Medizin.

von Norbert (der_norbert)


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Matthias S. schrieb:
> Auf dieser Ebene haben wir uns nichts zu sagen.

Du hast eine völlig abwegige, unsinnige und belegbar falsche 
Pauschalaussage getätigt. Möglicherweise magst du ja mal einen 
Reality-Check bei dir durchführen.

von Rainer W. (rawi)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> RS232 hat leider keine Betriebsspannung aufgelegt

Für halbwegs sparsame Verbraucher lässt sich ein HW-Handshake-Leitung 
für die Versorgung nutzen.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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> Eigeninteresse
Ich rede auch nicht von realen Gefahren, sondern von Formalitäten.
Der Luftverkehr wird von Behörden kontrolliert, die ihre Vorschriften 
haben, die man nicht einfach ignorieren kann. Da müssen zertifizierte 
Kontrolleure ihr OK geben, damit etwas erlaubt ist.
Ähnlich dem "Qualitätswesen" in der Industrie. Alle Jahre wieder müssen 
Prozeduren ausgeführt werden, die irgendwer mal festgelegt hat. Egal ob 
man das gutheisst.
Schlimm wird es erst, wenn etwas passiert und Schuldige gesucht werden.

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