APRS-Sendebake mit Arduino-Bausteinen
Stand: 19 Juni 2015

   APRS beacon using Arduino board,  Automatic translation by GOOGLE:
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Unlängst machte mich Ryszard, SQ9MDD auf eine von Lukasz, SQ5RWU erstellte Arduino-Library mit dem Namen QAPRS aufmerksam. Ihr Vorteil besteht darin, dass sie wesentliche, für die Aussendung von AX25-Protokollen benötigten Programmaufgaben übernehmen kann und damit die Softwareerstellung für APRS-Sendebaken deutlich vereinfacht. Darauf basierend hatte auch die polnische APRS-Gruppe einen Tracker entworfen und hierfür auch ein Platinenlayout erstellt. Mir schwebte an dieser Stelle jedoch eine Lösung mit üblichen Arduino-Bausteinen vor. Auch sollte die dabei vorgesehene Software gegenüber derjenigen der polnischen OM's vereinfacht werden. Anwenderspezifische Parameter wie Absender-, Zielrufzeichen und Sendepfad, sollten dabei auch nicht länger im prozessorinternen EEPROM ablegbar sein, sondern fester Bestandteil des Programmcodes werden. Nachdem die Arduino-IDE von jedem Interessenten kostenlos aus dem Internet heruntergeladen, zur Bearbeitung von Quellcodes benutzt, anschliessend aufs Neue kompiliert und auf einfache Weise via Bootloader zum Prozessor hochgeladen werden kann, stellt der genannte Abschied von der EEPROM-Nutzung m.E. aber keinen nennenswerten Nachteil dar. Einstellungsänderungen dürften an dieser Stelle ohnehin nur in seltenen Fällen notwendig werden, dafür vereinfacht sich die Konfiguration des Trackers jetzt aber ganz erheblich.


Abb.1  QAPRS-Bake

Abb.1 zeigt das Schaltbild des daraufhin entstandenen Trackers. Er verarbeitet die von einem GPS-Modul stammenden NMEA-Protokolle ( Typ: GGA ). Seine mit einer seriellen Datenrate von 9600bps erwarteten Ausgangssignale werden dem seriellen UART-Eingang eines Arduino-Boards zugeführt. Dabei sind grundsätzlich alle Versionen verwendbar, die mit dem Prozessor ATMEG328P und einer Taktfrequenz von 16MHz arbeiten. Neben dem "UNO" und dem "NANO" kommt somit u.a. auch ein Einsatz der kleinen und sehr preiswert erhältlichen 5V-Version des "Pro Mini" infrage.
Aus den nach prozessorinterner Aufbereitung an den Ausgängen "#D8" bis" #D11" bereitstehenden Signalen wird mithilfe einer Widerstandskombination das zur APRS-Aussendung kommende AFSK-Tonsignal gebildet.
Die Beschaltung des Prozessorausgangs "#D2" zur Sendersteuerung ( PTT ) und seine mögliche Kombinierbarkeit mit dem Tonsignal via "R10" entsprechen dem Standard. Über den SENS-Eingang kann darüberhinaus verhindert werden, dass bei belegter Frequenz Aussendungen erfolgen.
Die Pauenzeiten zwischen den einzelnen Aussendungen können auf einfachste Weise über eine am Analogeingang "#DA0" anliegende Gleichspannung gesteuert werden. Hier sind derzeit Werte zwischen 10 Sekunden und 10 Minuten vorgesehen. Eine kleine Änderung im Programmcode würde bei Bedarf aber auch höhere Zeitwerte ermöglichen. Zur Einstellung kann der am Messpunkt "MP1" anliegende Spannungswert herangezogen werden. Tabelle1 zeigt die für einige typische Pausenzeiten hierbei einzustellenden Werte. Zu ihrer Berechnung kann aber auch die folgende Formel herangezogen werden:  MP1[v] = (Delay[sec]-10) / 120. 

Delay
MP1
30 Sec. 0.5 Min. ~166 mV
60 Sec. 1 Min. ~417 mV
150 Sec. 2.5 Min. ~1.17 V
300 Sec. 5 Min. ~2.42 V
450 Sec. 7.5 Min. ~3.66 V
600 Sec.. 10 Min. ~4.92 V
Tabelle 1

APRS-Daten werden nur ausgesandt, nachdem auch die GPS-Daten als gültig erkannt wurden ( GPS-Fix= OK  ).
Zur Signalkontrolle ( auch ohne GPS-Fix ) können sowohl die am seriellen Datenausgang "#D1" bereitstehenden, als auch die im Monitor-Mode der IDE verfügbaren Daten benutzt werden. Dabei wird u.a. auch die aktuell gewählte Verzögerungzeit in Sekunden angezeigt.     

Software

Download Arduino-Quellcode nach DJ7OO ( Anwenderspezifische Daten müssen dabei noch angepasst werden )
Gepackt in einen ZIP-Ordner sind hier die QAPRS-Library, sowie je eine ARDUINO-Version zur APRS-Positionsdatenaussendung mit oder ohne zusätzlicher Höhendaten herunterladbar.

Nachbau

siehe z.B. [7]

Linkliste

[1]  http://sp-hm.pl/thread-2082-post-21599.html
[2]  http://sp-hm.pl/thread-2082-page-2.html
[3]  https://groups.yahoo.com/neo/groups/APRSModem/conversations/topics/144
[4]  http://www.forum.sp-hm.pl/thread-1713-page-4.html
[5]  http://www.forum.sp-hm.pl/thread-1713-page-5.html
[6]  http://www.forum.sp-hm.pl/attachment.php?aid=7227
[7]  http://www.do2jmg.de/article.php?show=Arduino_APRS_Tracker

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