Un ricevitore-convertitore GPS (NMEA)  /  DCF77 by Mauro Mariotti

Page updated  1 December 2002

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Scopo del circuito
Questo dispositivo permette di collegare un dispositivo GPS ad un apparecchio dotato di un ingresso DCF77. Converte i dati in protocollo NMEA dal GPS in una sequenza di bit secondo lo standard DCF77.
L'uso di questo convertitore consente agli apparecchi dotati di ingresso DCF77 di funzionare con un ricevitore GPS.

Schede assemblati, circuiti stampati e componenti sono reperibili presso la SARA snc (www.sara.pg.it)

Come funziona
Informazioni sul funzionamento del sistema DCF77 sono riportate qui.
Informazioni su come funziona il sistema GPS si possono trovare qui.

La scheda di conversione a/d descritta in questo sito è equipaggiata con un decoder per il segnale DCF77. Questa soluzione è la più economica ed efficiente per l'utilizzo della scheda in Europa, per la copertura del segnale cliccare qui.
Basilarmente il segnale DCF è un segnale pulsante contenuto in una finestra di 60 secondi con 59 impulsi.
Un impulso lungo 200 millisecondi significa 1, un impulso lungo 100 millisecondi significa 0.
I moduli GPS e i ricevitori completi, decodificano segnali molto più complessi che arrivano da almeno 3 satelliti del sistema GPS.

Molti dispositivi di registrazione dati ad uso sismico sono dotati di un ingresso DCF77.
Questa interfaccia permette di collegare i sistemi DCF77 ai nuovi ricevitori GPS.

Il sistema GPS permette di rilevare (oltre alla posizione geografica) anche il tempo UTC.
Questo convertitore rileva da un modulo ricevitore GPS (che supporti lo standard ASCII NMEA) le stringhe che assicurano il tempo UTC e la determinazione dell'accuratezza dello stesso, nonchè la data.
Quando tutti i parametri di validità sono soddisfatti viene iniziata una procedura di emulazione DCF. La scheda emula il segnale DCF trasferendo i bit dell'orario del minuto successivo.

Il segnale poi può essere decodificato dalla scheda a/d proposta nel sito o da un qualsiasi altro apparato dotato di ingresso DCF77.
Il segnale emulato contiene sempre l'ora UTC e non l'ora solare / ora legale come viene commutata dall'emittente DCF.

La figura mostra la scheda con sopra il modulo ricevitore GPS.

Il modulo è della serie Motorola Oncore GT+.
Il manuale del ricevitore può essere trovato qui.
 
 

L'interfaccia si compone di un circuito di ingresso RS232,  di uno stadio di alimentazione a 5V, di un microcontrollore e di un transistor NPN usato come driver d'uscita. Le quattro spie a led sono usate per determinare l'efficienza del ricevitore GPS e la corretta ricezione dei parametri essenziali. La conversione è eseguita dal microcontroller AT90S2313.

La porta RS232 può essere usata per collegare il ricevitore GPS ad una porta RS232 di un PC.

Il connettore RS232 è cablato come segue:

1. Impulso PPS (Pulse Per Second) dal GPS convertito in livello RS232
2. TX seriale
3. RX seriale
4. non collegato
5. Massa
6. non collegato
7. non collegato
8. non collegato
9. non collegato

Il segnale NMEA a 4800 baud viene inserito poi direttamente nel microcontroller. Il micro analizza le stringhe le isola ed estra il necessario dalle stringhe GGA e ZDA del protocollo NMEA. Quando una sequenza valida di ZDA e GGA viene ricevuta in modo costante viene generata sequenza DCF77.