17. Februar 2015

   Showing APRS Position Data by using ANDROID APP "LOCUS  PRO"  Here automatic translation made by GOOGLE:
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Als unlängst eine Auslandsreise vorbereitet wurde, suchte ich im Internet nach einer geeigneten APP, die eine Offline-Darstellung von vorher heruntergeladenen Stadtplänen auf dem ANDROID-Smartphone bzw. Tablet ermöglichen sollte. Auf diese Weise wurde das von einer Prager "Softwareschmiede" stammende Programm LOCUS [1] "entdeckt". Neben der Nutzung bekannter Online-Karten erlaubt es auf einfache Weise auch ein Herunterladen und die spätere Verwendung frei erhältlichen Kartenmaterials, wie z.B. dem von Open Street Maps (OSM) oder Map Quest. Inzwischen habe ich dieses, in seiner Basisversion kostenlos aus z.B. dem "Play Store" herunterladbare Programm, schon mehrfach zu meiner Zufriedenheit eingesetzt.

Mehr zufällig fand ich im Internet noch eine kurze Notiz darüber, dass dieses Programm in seiner LOCUS PRO-Version in der Lage sein sollte, auch Wegpunkdaten gemäß NMEA 0183-Protokoll "GPWPL" verarbeiten zu können. Obwohl diese erweiterte Programmversion auch die Zahlung einiger Euros erfordern würde, liess mich das aufmerken. Der Grund dafür war, dass ich mich schon seit Jahren mit der Auswertung dieser von vielen APRS-tauglichen Transceivern und Trackern bereitgestellten Daten beschäftige. Mehr dazu ist an anderen Stellen zu finden [2],[3],[4].
Die GPWPL-Protokolle beinhalten im Wesentlichen nur die Daten von Längen- und Breitengrad, sowie dem Wegpunknamen. Bei APRS-Anwendungen entspricht dieser dem Rufzeichen der absendenden Station ( mehr dazu weiter unten ). Mithilfe von LOCUS PRO wird nun die Darstellung genannter Daten innerhalb der  angezeigten Karten möglich. ( Abb.1, Abb.2 ).


Alle APRS-tauglichen Kenwood-Geräte und auch einige APRS-Tracker sind mit einer seriellen Datenschnittstelle ausgestattet, über die genannte GPWPL-Protokolle bereitgestellt werden können. Gearbeitet wird dabei üblicherweise mit RS-232-Pegelwerten. Bevor sie benutzt werden können, sind allerdings noch einige Konfigurationseinstellungen vorzunehmen. Die Details dazu sollten dem jeweils zugehörigen Handbuch entnehmbar sein ( nach dem Stichwort: "Waypoint" suchen ). Einzustellen sind dabei der schon mehrfach erwähnte Protokolltyp "GPWPL", sowie die Datenrate 9600bps. Falls nach dem Maximalwert der für Wegpunknamen nutzbaren Zeichen gefragt werden sollte, so ist hierbei die Ziffer "9" zu verwenden.

Die Zuführung serieller Daten in Richtung Smartphone erfolgt üblicherweise über eine max. etwa 15m Distanz erlaubende Bluetooth-Funkverbindung. Hierfür sind nahezu alle ANDROID-Geräte bereits von Haus aus ausgestattet. Bleibt noch die Notwendigkeit zur Einrichtung einer entsprechenden Gegenstelle auf der Seite der APRS-Transceiver/Tracker. Hierfür grundsätzlich geeignet sind eine Unzahl kleiner Bluetooth-Bausteiene, so wie sie inzwischen für deutlich unter 10 Euro aus z.B. fernöstlicher Fertigung stammend auch von inländischen Händlern angeboten werden.  

 
Bei Bluetoothverbindungen wird die verbindungsaufbauende Seite immer als MASTER und die Gegenseite als SLAVE bezeichnet. Nachdem der Aufbau einer Verbindung in unserem Fall IMMER ausgehend von der Smartphoneseite erfolgt, bleibt für die Gegenseite nur die SLAVE-Funktion. Damit genügt es auch, wenn an dieser Stelle ein Modultyp verwendet wird, der ausschliesslich diesen Mode beherrscht.


Weit verbreitet sind Moduln der Typen "HC-05" und "HC-06", wobei letzgenannter Typ nur als SLAVE verwendbar ist. In einem älteren Beitrag [6] wurde schon einmal ein Adapter beschrieben, der mit einem BT-Modul aufgebaut wurde, das dem "HC-05" zumindest sehr ähnlich ist. Auf dem Markt gibt es aber auch fertig erhältliche Bausteine, die bereits eine RS-232-Schnittstelle besitzen und dazu mit einem Pegelwandlerchip ( z.B.: MAX3232 ) ausgestattet sind [5].
Üblicherweise sind die BT-Basismoduln mit einer Spannung von 3,3V zu versorgen, wobei ein ggf. noch zusätzlich vorhandener Spannungsregler u.U. auch einen erweiterten Spannungsversorgungsbereich erlaubt. Der maximal zulässige Spannungswert an ihrem seriellen TTL-Dateneingang darf in jedem Fall aber 3,3V nicht überschreiten.

Zur Verarbeitung von Signalen, die mit RS-232-Pegelwerten anliegen, ist im einfachsten Fall nur ein Transistor mit wenigen zusätzlichen Bauteilen erforderlich. Abb.4  zeigt das Schaltbild einer entsprechenden für die APRS-Funkgeräteseite realisierten Anordnung und Abb.5 ihren Musteraufbau. Verwendet wird ein BT-Modul mit der Bezeichnung "JY-MCU". Es ist mit einem Baustein des Typs "HC-06" bestückt und meldet sich auch unter diesem Namen. Sein Versorgungsspannungsbereich liegt zwischen 3,6 und 6V. Die auf der Platine sichtbare rote LED wird nach der Inbetriebnahme blinken und nach Aufbau einer Bluetoothverbindung ständig leuchten. 

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Im Lieferzustand arbeiten Bluetooth-Moduln üblicherweise im SLAVE-Mode mit einer Datenrate 9600bps. Somit sind an dieser Stelle im Normalfall keine weiteren Einstellungsänderungen erforderlich. Anderenfalls sind die jeweils zugehörigen Datenblätter zu bemühen.

Um ausgehend vom Smartphone eine Verbindung zum Modul herstellen zu könnnen, muss zuerst eine Paarung zwischen diesen beiden BT-Elementen hergestellt worden sein. Dazu kann man im BLUETOOTH-Menü des Phones nach im Nahbereich neu hinzugekommenen BT-Geräten suchen und dann eine Paarung einleiten. Sollte hierbei nach einer Kennziffer gefragt werden, so dürfte es in nahezu allen Fällen genügen, es mit den Folgen "1234" oder "0000" zu versuchen.

In Verbindung mit der Verarbeitung von APRS-Daten sind auch im Menü von LOCUS PRO noch einige zusätzliche Einstellungen erforderlich bzw. möglich, wobei diese Angaben keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit besitzen. Vermutlich erlaubt das Programm zusätzlich auch noch einige, von mir bisher noch nicht "entdeckte" Funktionen, wobei in diesem Zusammenhang aber auf das zugehörige ausführliche Handbuch verwiesen sei. Wichtig ist dabei aber in jedem Fall, dass über das Auswahlfenster: "HAUPTMENÜ" das Untermenü "EINSTELLUNGEN" gewählt wurde.

* Für längere Einsätze ist auch eine Fremdversorgung des Smartphones sinnvoll. Danach kann man sich auch erlauben, im Menüpunkt "ANZEIGE" die Funktion: "Display immer an" zu aktivieren.

*  Um auf den dargestellten Karten nicht nur die Position empfangener Stationen, sondern auch deren Rufzeichen sehen zu können, ist im Menüpunkt : "KARTE OBJEKTE & DARSTELLUNG" die Funktion " Zusätzliche Beschriftungen" zu wählen. Unter "Größe der Kartensymbole" und/oder "Textgröße" kann im gleichen Menüpunkt auch eine Änderung genannter Einstellungen vorgenommen werden.

* ... und um überhaupt via Bluetooth empfangene GPWPL-Daten verarbeiten zu können, ist im Menüpunkt: "GPS & ORTUNG" unter "Bluetooth GPS"  die Einstellung "NMEA READER" zu wählen. Bei einer ersten Inbetriebnahme ist unter ihrem jeweiligen Namen auch noch die verwendete BT-Gegenstelle auszuwählen.

Während ältere Versionen von "LOCUS PRO" nur Protokolle des Typs "GPWPL" als externe Daten akzeptierten, wurde die Software inzwischen dahingehend erweitert, dass jetzt auch die Datensätze "GPRMC" und "GPGGA" ( es müssen aber immer beide Protokolltypen angeliefert werden ) akzeptiert werden.  Diese Erweiterung lag besonders im Interesse der  Modellbaufreunde. Gewünscht wurde weiterhin eine Akzeptanz der sog. Kenwood-Protokolle "PKWDWPL". Hierbei handelt es sich um eine speziell für APRS-Anwendungen erweiterte GPWPL-Variante, die neben Absendernamen und Positionsdaten auch noch Angaben über z.B. Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit, sowie Höhendaten und ( besonders interessant ) Daten für unterschiedliche APRS-Icons enthalten kann. Die entsprechende Implementierung lässt aber leider noch auf sich warten ( siehe dazu auch [9] ).

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Seit kurzer Zeit gibt es eine ARDUINO-Library [10],[11], mit der sich die Erstellung von Programmen zur Encodierung und Decodierung von AX25-Daten wesentlich vereinfacht. Das betrifft besonders auch die Verarbeitung von APRS-Protokollen. Mit ihrer Hilfe lässt sich beispielsweise eine sehr einfache Anordnung erstellen, die eine direkte Decodierung der vom Tonausgang eines FM-Empfängers gelieferten APRS-Daten ermöglicht und sie in NMEA-Protokolle des Typs "WPL" wandelt.     

[1]  http://www.locusmap.eu/
[2]  http://www.kh-gps.de/aprspeak.htm
[3]  http://www.kh-gps.de/ardudec.htm
[4]  http://www.kh-gps.de/Aprspeak2.htm
[5]  http://www.kh-gps.de/bt_rs.htm
[6]  http://www.kh-gps.de/rs232_bt.htm
[7]  https://play.google.com/store/apps/details?id=jp.side2.apps.btterm&hl=de
[8]  http://www.kh-gps.de/n0qbh.htm
[9]  http://www.kh-gps.de/wpl2kiss.htm
[10] https://github.com/markqvist/LibAPRS
[11] http://unsigned.io/forum/