Бюджетный 10Гц GPS приемник своими руками — телеметрия для покатушек.

Каждому владельцу не просто поповозки, но машинки с характером хочется не только уловных обогнал/не обогнал, а более точных данных о заезде.
Будь то драг — интересны не только время 402м, но и прохождение первых метров (60ft, 0-60, 0-100), или слалом/ТаймАтака — очень интересна траектория, участки ускорения/замедления и т.д.
Есть конечно всяких специализированных девайсов для этого вроде RaceLogic, но для достижения цели минимальными средствами достаточно иметь в наличии телефон и точный GPS модуль с частотой обновления не ниже 10Гц (штатный в телефоне не годится по причине слабой антенны и частоты обновления ниже 1Гц).
Если телефон имеется у всех, то за GPS модулем еще нужно погоняться. Б.у. модули на том же ебее можно найти по цене от 50у.е. что вполне оправданная цена но! у нас же есть алиэкспресс. Погуглив немного просторы всемирной сети наткнулся на пару постов на драйве:
www.drive2.ru/l/505449069775159685/
www.drive2.ru/b/579060823498949000/ (наследник первого)
В который ребята выдали отличный вариант такого решения, мало того и с описанием реализации.
PaulusMcK, sidsspb — респект вам и уважуха.
Ребята делали просто под mini-usb для работы от прикуривателя/повербанка.
Себе же я решил сделать автономное устройство сразу на аккумуляторе.

Итак пару кликов мышкой и следующие девайсы едут в гости:
GPS модуль — UART M8n GNSS GPS Module
Блюпуп модуль — HC-05 Bluetooth Module
Модуль USB-TTL — CH340G USB TO TTL Module для программирования GPS BT модулей.
Модуль зарядки для LiON аккумулятора — TP4056 Lithium Battery Charger Module — для заряда аккумулятора от 5в, а модули будут питаться напрямую от 3.6-4.2в акуумулятора, поэтому отдельный преобразователь не нужен.
Аккумулятор 18650 — на самом деле покупать новый нет ризона — такие можно найти из старой батареи ноута (даже в дохлой батарее как правило 3шт полуживых, а то и близких к номинальной емкости найти можно).
А так же выключатели 10pcs Interruptor on-off mini Slide Switch
Выключатели взял т.к. не оказалось никаких под рукой. По сути нужен один двойной:

Нужен он для развязки питания модулей. В GPS модуле есть батарейка и при отключении внешнего питания блютус модуль начинает по общему проводу сосать эту батарейку, что в итоге приводит к сбросу настроек GPS модуля!

Цена комплекта GPS+Bluetooth = $15, модуль зарядки был в загашнике (брал за 3$ десяток).
Т.е. итого если закупать все — бюджет изделия <$20

Итак, добро приехало, разложили, посмотрели (разложил чуть больше, был у меня блютус модуль старый, но оказался нерабочий, не зря заказывал новый)

Схема подключения будет следующая — модифицированная из статьи выше (да, я художник, я так вижу ;) не пинайте палками за кривые линии):

Но перед тем как собирать — сначала нужно отстроить модули.
Первым идет Bluetooth — подключаем USB-TTL адаптер к модулю 4мя проводами соединяя RX-TX модулей между собой, т.е. как и на схеме выше RX идет на TX, TX — на RX (а не RX-RX, TX-TX)
Зажимаем на BT модуле единственную кнопку для перевода в режим программирования и вставляем USB-TTL в комп. Ждем секунды 3-4, отпускаем кнопку.

Берем любую терминальную программу, я например использовал termite, выбираем COM порт, на который установился наш USB-TTL адаптер, выставляем скорость 9600 (хотя бывают и модули на другую скорость настроенные), настройки символа перевода строки = CR+LF и шлем команды на повышение скорости и задание имени:
AT+UART=115200
AT+NAME="10Hz_GPS" (имя может быть любое)
Линки по настройке BT модулей легко гуглятся, например: Линк1 Линк2

Далее необходимо настроить GPS модуль. Сразу скажу через андроид приложение GPS 10hz Autosetter в один клик у меня не вышло это сделать. Поэтому пришло ковырять глубже.
Подключаем GPS модуль аналогично BT к компу.

Устанавливаем программу u-center
После запуска выбираем COM порт и скорость 9600 (опять же может быть другая)
После подключения справа внизу должна замигать зеленая лампочка и если вы не сидите в подвале, то через некоторое время появится сначала время а потом и спутники.
Далее открываем меню конфигурации (Ctrl+F9):

Здесь нас интересует раздел GNSS:

Выставляем птички в первых двух колонках на скрине — в данном конфиге модуль будет работать с обычными GPS спутниками + с GLONASS
После выставления обязательно прожимаем кнопку Send снизу окна.

Далее настраиваем скорость обновления GPS координат — меню RATE(Rates)

Ставим в поле Measurement Period — 100ms, поле с частотой серое поменяется на 10Hz
После выставления обязательно прожимаем кнопку Send снизу окна.

Ну и выставляем скорость взаимодействия с BT модулем — меню PRT(Ports) — выбираем в выпадающем списке Target "1 — UART1" (скорее всего оно и будет активно) и меняем скорость (Baudrate) на 115200.

После выставления обязательно прожимаем кнопку Send снизу окна.

Вот тут после смены скорости нужно будет отключиться от модуля и сменить скорость на 115200, после чего опять открыть меню конфигурации (Ctrl+F9), выбрать меню GFG(Configuration), поставить точку на Save Current Configuration и снизу опять Send. После этого настроенный конфиг сохранится в модуле.

На всякий случай после настройки лучше отключить модуль и подключить заново — посмотреть сохранились ли наши настройки.

Все, теперь дело за паяльником — соединяем все согласно общей схемы, включаем.

Сопрягаем с телефоном, имя такое как задавали при настройке, пароль по дефлоту 1234 (можно поменять на этапе настройки БТ модуля)
Устанавливаем программу Bluetooth GPS — удобно проверять и в дальнейшем через нее можно подружить любое приложение с нашим модулем, даже то, которое не поддерживает внешние модули.
Жмем Connect, выбираем наше устройство. Идем в закладку NMEA и нажимаем VIEW LOG — должны побежать данные в тестовом виде (строчки с цифрами и запятыми). Если там пусто или изредка что-то проскакивает — то разбираться со скоростями модулей (рассинхрон). Если там летит просто оооочень много символов не текстовых, то возможно GPS модуль был не в дефолтной настройке и шлет UBX данные вместе с EMEA — телефон такую кашу не воспримет, точнее будет ловить рабочие сообщения но очень редко.

В общем если все гуд — останавливаем логирование и идем в закладку статус, должны получить похожую картинку (точнее такой она станет, после того как пройдет холодный старт, это может занять от 20 секунд в чистом поле, до десятка минут в закрытом пространстве)

Упаковываем в коробочку под размер запчастей или печатаем на принтере. Все, устройство готово к эксплуатации. В моем случае правда коробочку не нашел и на помощь пришла синяя изолента ;) :

Как показала практика — такое решение даже проще — не нужно делать крепление для коробочки, почти в любую машину отлично вставляется между торпедо и лобовым и надежно там сидит.

По софту:
Самое популярное и стабильное приложение для автоспорта — RaceChrono, отлично работает с самоделкой имеет отличный функционал. Бесплатная версия ограничена, но вполне для ознакомления хватит.

В дальнейшем рекомендую купить хотя бы аддон работы с модулями. Это даст возможность также снимать и записывать в сессию данные с OBD2 канала (OBD2 v1.5 рекомендую к покупке сразу) и главное экспортировать полные сессии на комп. Да, прямо в программе можно анализировать сессии, в походном режиме, но на компе это гораздо удобнее.

Далее, как я ранее говорил используя Bluetooth GPS можно подменить системный внутренний GPS на внешний — как результат абсолютно любое приложение будет работать с внешним модулем, начиная от Google Maps и заканчивая теми же приложухами для автоспорта.

Из альтернатив RaceChrono могу порекомендовать TrackAddict — по функционалу очень похожа, плюс в бесплатной версии можно снимать видео, экспортировать сессии полностью и писать данные с OBD2. Чуть менее стабильная и при записи сессии должна быть открыта (если свернуть — засыпает и ничего не пишет).

Для замеров 0-100 и похожего еще пачечка софта:
Speed Logic
RaceDroid
Drag Racer

Про то, как делать видосы из заэкспорченных сессий и видео с регистратора в эту тему уж точно не лезет, да и спать охота. Поэтому коротко — софтина называется RaceRender от создателя TrackAddict (поэтому выхлоп с нее в рендере проще воспринимается немого). Программа отличная, можно брать, ну а для тех, кому подешевле — на нее ключ гуглится в 1 минуту.
Пример видоса, на нем только нет данных с OBD, но можете представить что там можно визуализировать все, что отдает мозг машинки.

Ну и для анализа сессий на компе — Circuit Tools от разрабов RaceLogic.

На этом все, я спать, всем удачи.

PS: Совсем забыл, GPS модуль отлично гонится дальше.
Время опроса например можно выставить в 66

и получить 15ГГц

Можно и до 18 гнать в этом конфиге, и судя по даташиту и больше, но упирается в полосу пропускания UART порта в сторону bluetooth. Т.е. если затюнить оставив только GPS без глонаса и выкинув служебные пакеты, то думаю вполне достежимо.
Другой вопрос, что на точность это никак не влияет, разницы с 10Гц в движении нет, и я бы даже сказал в стационарном положении еще и хуже — дребезжание скорости вместо 0-0.4кмч на месте при 15Гц скажет уже до 1км/ч.