LCD-ANZEIGEEINHEIT FÜR GPS-NAVIGATIONSDATEN

Nach meinem Beitrag in CQ-DL  Heft 11/ 1997, Seite 860
Letzte Änderung am 14. April 2007

Abb.1  Anzeigefenster  für Längen- und Breitengrade, Uhrzeit ( MMT ) und QTH-Locator
Die LCD-Anzeigeeinheit decodiert die von GPS-Empfängern abgegebene Navigationsdaten und stellt die wichtigsten Informationen auf einem 16-Zeichen-Standard-LCD-Display dar.
Die Einheit kann z.B. als Tochterdisplay direkt an einen vorhandenen GPS-Empfänger angeschlossen werden oder aber auch über Funk empfangene Daten auswerten. Interessant ist auch die Verwendung in Verbindung mit GPS-Empfängerboards ohne eigenes Display.
Es werden serielle NMEA-Daten mit 4800 Bps,  8 Datenbits, ohne Parität und 1 Stopbit verarbeitet ( das klingt vielleicht etwas kompliziert; tatsächlich handelt es sich dabei aber nur um die Standard-Parameter ). Verarbeitet werden Protokolle der Typen GGA und VTG


Abb.2  Anzeigefester für Bewegungs-Geschwindigkeit ( SOG ) und -Richtung ( COG ).
ANZEIGEFUNKTIONEN

Die wichtigsten darzustellenden Informationen sind die aktuellen Positionsdaten und Zeitinformationen. Zur Decodierung dieser Daten kommen die NMEA-Protokolle mit den Bezeichnungen "GGA" und "RMC" infrage. Informationen über Bewegungsgeschwindigkeit und -richtung finden sich speziell in den "VTG-Protokollen". Leider unterstützen aber nicht alle GPS-Gerätetypen auch alle Protokolle, so daß es den Decoder in mehreren Softwareversionen geben muß.

Da nicht alle wichtigen Anzeigewerte gleichzeitig auf dem 2x16-Zeichen-Display darstellbar sind, erfolgt eine Aufteilung auf mehrere "Anzeigefenster". Diese Darstellungen sind separat schaltbar. Ist nur ein Fenster eingeschaltet, so werden die angezeigten Daten jeweils bei Eintreffen von neuen Werten ( ggf. also im 1-2 Sec.-Takt ) überschrieben. Sind mehrere Fenster aktiviert, so erfolgt ein automatischer Wechsel der Darstellungen in Zeitabständen von ca. 3-10 Sekunden ( abhängig von der geschätzten erforderlichen Lesezeit ).

Werden keine gültigen Daten empfangen, wechselt die Anzeige in die Darstellung eines Fensters, welches die Daten als "INVALID" kennzeichnet und zusätzlich auch die Anzahl der ausgewerteten Satelliten angibt.

Werden keine Daten eines für die Darstellung erforderlichen Protokolls empfangen, so stopt das Programm. Das hat beim Neustart des Programms zur Folge, daß der Startschirm nicht verschwindet. Fallen dagegen die Daten nach vorherigem korrekten Empfang aus, so werden die zuletzt ausgewerteten Werte weiterhin sichtbar bleiben.

Liegen nur GGA-Daten an, dann muss S3 ( siehe unten ) ausgeschaltet bleiben. Ansonsten würde das Programm in seinem Ablauf auf VTG- bzw. RMC-Daten warten und nicht fortfahren.

Mit den Schaltern S1-S5 werden folgende Anzeigen aktiviert ( GGA/VTG-Version ) :

Schalter   Protokoll    Anzeigewerte

S1             GGA         Empfangsqualität, Anzahl der ausgewerteten Satelliten
S2             GGA         Längen- und Breitengrad,  QTH-Locator,  UTC oder Höhe
S3             VTG          Geschwindigkeit über Grund (SOG),  Kurs über Grund (COG)
S4             VTG          SOG-Anzeige im S3-Fenster:   S4 offen :  in Km/h     S4 geschlossen :  in Knoten
S5             GGA         Anzeige im S2-Fenster:            S5 offen : UTC           S5 geschlossen : Höhe (m)  

Das zugehörige HEX-File kann hier heruntergeladen werden  ( nur für nördliche Hemisphere nutzbar )

Sonderversionen z.B. zur Nur-Auswertung von RMC-Protokollen oder mit abweichenden Datenraten bitte bei mir per E-Mail abfragen



Das Schaltbild des Decoders :

Der Decoder wertet die von der seriellen Schnittstelle des GPS-Empfängers abgegebenen Daten aus. Bei dem dabei üblicherweise benutzten NMEA 0183-Format wird asynchron mit 4800 Bps, 8 Datenbits, 1 Start- bzw. Stopbit ohne Parität gearbeitet. Die Eingangssignale können mit RS232- oder TTL-Pegel anliegen. Dementsprechend sind gemäß Schaltbildangaben die Brücken A-B-C zu verdrahten. Auf jeden Fall muß das serielle Eingangssignal mit negativer Pulsrichtung und TTL-Pegel am Meßpunkt TP1 zur Verfügung stehen.
Hauptbestandteil des Decoders ist ein 1-Chip-Microcontroller. In seinem Flash-Speicher ist die Programmsoftware abgelegt. Neben diesem Baustein und dem LCD-Display sind nur noch wenige zusätzliche Bauteile erforderlich. Die Versorgungsspannung kann etwa zwischen 8V und 15V liegen. Die Stromaufnahme liegt bei 40mA. 

Fertig aufgebaute LCD-Anzeigeeinheiten sind erhältlich bei Fa.  Landolt Computer  in Maintal-Dörnigheim