Ein GPS-Tacho/AB-Monitor selbst gebaut

Die von mir gebaute Schaltung wurde getestet und befindet sich noch im Einsatz, für eventuelle Schäden an anderen Fahrzeugen oder Folgeschäden übernehme ich keine Gewähr, hierfür ist jeder selbst verantwortlich!

Ursprünglich wollte ich mir nur einen GPS-Tacho für das Boot bauen, heraus gekommen ist eine Anzeige die ausgewählte GPS-Daten und Motor-Daten anzeigt und eine MOB-Funktion besitzt.

Angefangen hat alles mit eine alten GPS-Maus, Royaltek RGM 2000, von einem Palm-PC. Nachdem ich den Stecker abgeschnitten hatte, die Versorgungsspannung angeschlossen war, zeigte der Oszi, dass ohne etwas einzuschalten oder zu starten NMEA-Bytes heraus kommen und das Beste, mit fast TTL-Pegel. Nun stand nichts im Wege die alte GPS-Maus an einen Mikrocontroller an zu schließen, die NMEA-Bytes zu speichern und über ein LCD-Display zur Anzeige zu bringen.

Etwas nachteilig finde ich den hohen Stromverbrauch der GPS-Maus von 150-180mA, wenn dies nicht wäre könnte man meine Schaltung mit einem 9V-Block in der Hosentasche beim Wandern oder Radfahren ebenfalls nutzen.

Funktion:

Der Mikrocontroller PIC 16F688 besitzt eine USART-Funktion und einen relativ genauen interne 8 MHz Takt und eignet sich daher perfekt zum empfangen und speichern serieller Daten. Er empfängt die seriellen Daten von der GPS-Maus und speichert sie, ich wähle mir dann die für mich wichtigen Daten aus und bringe sie zu Anzeige. Ich habe mir dann 3 mit einen Taster umschaltbare Anzeigenmodi programmiert.

-Anzeige1:

allgemeine GPS-Daten ( UTC-Zeit, Qualität des GPS-Empfangs, Anzahl der Satelliten und Höhe des Standortes)

-Anzeige2:

aktuelle Position in Grad und Minuten

-Anzeige3:

allgemeine Antriebs-Daten ( Kurs-rechtweisend, Geschwindigkeit in Knoten, Motordrehzahl, Bordspannung)

Des weitern habe ich noch einen Eingang vorgesehen an dem eine MOB-Taste angeschlossen werden kann, am besten eine einrastende. Wird die MOB-Taste gedrückt schaltet die Anzeige auf 2 um, aktuelle Position, und die Anzeige wird nicht mehr aktualisiert und kann auch nicht mehr umgeschaltet werden. Jetzt hat man die Möglichkeit die Position des Überbordgegangen zu notieren. Der Controller arbeitet aber im Hintergrund weiter und aktualisiert auch seine Register weiter, wenn man jetzt die MOB-Taste entriegelt hat man sofort ein funktionstüchtiges GPS mit aktuellen Daten zur Verfügung.

Die Anzeige der Anzahl der Satelliten hat eine Doppelfunktion, dort zeige ich mir einen anstehenden Fehler der seriellen Übertragung an, wenn statt eine Zahl ein F=Rahmenfehler , oder ein O=Überlauf.

Zur Drehzahlmessung muss die Wechselspannung von der Lichtspule mit einer einfachen Diode auf den Eingang geklemmt werden, der Optokoppler macht dann sehr schöne Rechtecke daraus die vom Controller gezählt werden.

Die Anzahl der Impulse pro Umdrehung kann man nur in der Software ändern. Falls man nicht an die Wechselspannung der Lichtspule kommt, neuere AB, kann man einen Hallsensor TLE 4905 in der Nähe der Schwungscheibe anbringen und die magnetischen N/S-Übergänge zählen. In dem Fall kann der Optokoppler IC3 weggelassen werden.

Auch wenn ein Einbaudiesel verbaut ist, kann man sich die Impulse von der Drehstromlichtmaschine Klemme W holen. In dem Fall müsste R4 angepasste werden um ein sauberes Low zu erreichen, ich würde mit 1,5k beginnen.

Als letztes habe ich noch den Eingang RA4 als A/D-Wandler eingestellt um die Bordspannung zu messen und dann auch anzuzeigen. Ich bin der Meinung es ist immer wichtig die Bordspannung im Auge zu habe auf einem autarken Segelboot. Oder einfach nur Überspannungen zu erkennen, wenn der AB mit ungeregelter Lichtspule Strom in eine volle Batterie schickt!

Das LCD-Display wird 4-Bit parallel angesteuert und mit einem Taster werden die Anzeigemodi umgestellt. Mit kleinen Programmänderungen können auch andere Displays mit anderen Zeilenaufteilungen verwenden. Wichtig ist, das sie einen internen HD 44780 Controller besitzen.

Der Aufbau der Schaltung ist sehr einfach mit wenigen Bauelementen, es lohnt sich kaum eine professionell geätzte LP zu verwenden. Empfehlenswert ist es den Festspannungsregler IC4 mit einen kleinen Kühlkörper zu versehen, da durch der relativ hohen Stromaufnahme der GPS-Maus rund 1,5W in Wärme umgesetzt werden.

Stückliste mit Reichelt-Bestellnummern:

So habe ich das immer aufgebaut, Irrtümer und Änderungen vorbehalten!

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