Le KIWI couplé à un GPS

Il est possible d'utiliser l'émetteur Kiwi pour transmettre les informations d'un GPS.

Utilisation du Kiwi-GPS

Depuis 2012, le Kiwi est programmé avec un code permettant l'envoi d'une trame Data+GPS en mode ballon (modulation interne) :

• soit avec le module GPS CNES,
• soit avec un GPS compatible et correctement configuré et câblé.

Voir à ce sujet le Manuel utilisateur de l'émetteur Kiwi.

Éléments d'une chaîne de télémesure GPS

• Récepteur GPS : Configuré pour envoyer en continu ou toute les secondes une trame NMEA 4800bauds contenant $GPGLL (par exemple). Si ce n'est pas le cas par défaut, il faut l'initialiser explicitement. Voir la page concernant les Modèles de GPS pour faciliter votre choix.

• Ré-encodage de la trame (microcontrôleur) : On ne peux pas envoyer la trame NMEA directement à la télémesure, soit car le débit est trop élevé pour assurer une transmission longue distance, soit afin de pouvoir ajouter / supprimer certaines informations / capteurs (8 voies du Kiwi...). Il y a deux principaux formats de trame : une trame Pla-Sci (0xFF ...) 600 bauds ; une trame APRS (Packet Radio) 1200 bauds

• Modulateur FSK : Cette modulation peux être faite avec des VCO ou via une conversion numérique-analogique (tel que le réseau R-2R du Kiwi).

• Émetteur HF : L'émetteur Kiwi ou un autre émetteur (APRS).

• Récepteur HF : Tout récepteur HF compatible du débit utilisé (fréquences clés).

• Démodulateur FSK : Cette démodulation peux être faite matériellement (démod CNES ou Pla-Sci) ou logiciellement (APRS).

• Décodage et cartographie : Les principaux logiciels sont KEasy (Pla-Sci) et les logiciels pour APRS.

Chaînes télémesures possibles

Plusieurs solutions possibles sont regroupés ci-dessous.

Solution 0 : Module-GPS + Kiwi-GPS

C'est le PIC du Kiwi-GPS qui se charge du re-encodage de la trame et de la modulation 600 bauds.

• [+] facilité & fiabilité

C'est le standard proposé depuis 2012.

Solution 1 : GPS + Microcontrôleur + VCO FSK + Kiwi en modulation externe continu

• [-] réalisation d'une carte Microcontrôleur + VCO FSK
• [-] programmation de l'interface avec le GPS
• [+] souplesse d'utilisation (ajout d'autres capteurs dans l'expérience, choix du débit et des info transmises)

Solution 2 : GPS + Carte APRS + Kiwi en modulation externe intermittente

La carte APRS contient un Microcontrôleur qui génère une trame APRS, un VCO FSK 1200bauds (fréquences clés ?), et un "timer" qui envoie la modulation que 1s toute les 10s. Le reste du temps, le Kiwi fonctionne en mode modulation interne (8 capteurs).

• [+] carte déjà testée avec succès
• [-] disponibilité de la carte ?

Solution 3 : GPS + Kiwi reprogrammé

C'est le PIC du Kiwi qui se charge du re-encodage de la trame et de la modulation 600 bauds.

• [+] coût réduit
• [-] re-programmation du Kiwi

Plusieurs initiatives exploitent cette solution, dont une est décrite ci-dessous.

Exemple de solution 3 (re-programmation du Kiwi)

Avertissement : cette modification demande d'avoir quelques connaissances de base en utilisation des microcontrôleurs, pour reprogrammer le Kiwi. A tout moment, il faut faire attention aux signaux appliqués au Kiwi, sous peine de le détruire.

Configuration du GPS

Le GPS utilisé doit pouvoir envoyer des trames NMEA GGA toutes les 3 secondes (il vous faudra sûrement configurer votre GPS pour qu'il soit dans cette configuration).

Programmation

Il faut reprogrammer le PIC du KIWI avec un programme qui prend en compte la connection avec le GPS.
Les sources du "FirmWare" du PIC du KIWI : Media:KIWI_GPS.zip

Description de la trame du KIWI GPS :

• Octet de synchronisation (0xFF)
• Voies analogiques de 1 à 8 (1 octet par voie)
• Valeur de la batterie (1 octet)
• Check sum (1 octet, pour rester compatible KIWI classique)
• Latitude du GPS (9 octet)
• Direction de la latitude (1 octet)
• Longitude du GPS (10 octet)
• Direction de la longitude (1 octet)
• Altitude (5 octet)

Câblage

Voici comment connecter votre module GPS au Kiwi. Il suffit simplement de relier la borne d'émission (TX) d'un périphérique à celle de réception (RX) de l'autre.
Précautions :

• Il faut bien entendu s'assurer que le Kiwi et le GPS ont bien la même masse.
• Les signaux RX et TX à appliquer au Kiwi sont TTL (0 et 5V), pas les niveaux RS-232.

Logiciel de réception

Le plus rapide pour recevoir les trames du KIWI GPS est d'utiliser le logiciel KEasy.
Fichiers de configuration (description de la trame) à fournir à KEasy : Media:ExempleDeConfiguration_KEASY.zip

Liens

Ballons Radio-Amateurs : http://ballon.amsat.free.fr

APRS (Automatic Packet Reporting System) : déf, info, PIC code, spec