FoxTrak-M
1. Grundinformationen
Section titled “1. Grundinformationen”FoxTrak-M ist ein kompaktes APRS-Tracker-Modul von Fox Delta. Es wurde als kleines Modul zur Integration in ein eigenes Gerät oder Projekt entwickelt und nicht als vollständiges Standalone-Gerät in einem separaten Gehäuse.
Das Design basiert auf den Mikrocontrollern PIC16F84A oder PIC16F628A. Die Platine ist etwa 7 × 4 cm groß und verwendet 0,1-Zoll-Stiftleisten.
FoxTrak-M ist eine Variante des früheren FoxTrak-Trackers. Der wesentliche konstruktive Unterschied besteht darin, dass D-Sub-Steckverbinder durch Stiftleisten ersetzt wurden, wodurch sich das Modul leichter in andere Geräte integrieren lässt.
2. Verwendungszweck
Section titled “2. Verwendungszweck”FoxTrak-M ist hauptsächlich vorgesehen für:
- automatische Übertragung der Stationsposition über APRS,
- Aufbau eines mobilen GPS-Trackers,
- Integration eines APRS-Trackers als Modul in ein eigenes Gerät,
- Betrieb mit dem FoxView-2-Terminal,
- Experimente mit eigener Firmware für den PIC-Mikrocontroller.
Das Gerät ist ein sendender Tracker. Es ist kein vollständiges APRS-Terminal und dekodiert keine empfangenen APRS-Frames.
3. Funktionsweise
Section titled “3. Funktionsweise”Der Tracker empfängt Positionsdaten vom GPS im NMEA-Format, insbesondere Sätze wie:
$GPRMCAus diesen Daten erzeugt er ein Packet-Radio-Signal mit 1200 bps, das direkt dem Mikrofoneingang des Senders zugeführt werden kann.
Für den Grundbetrieb ist kein externer TNC erforderlich.
Automatische Beacons werden nur gesendet, wenn das Gerät gültige Positionsdaten vom GPS erhält.
4. APRS und unterstützte Funktionen
Section titled “4. APRS und unterstützte Funktionen”FoxTrak-M erfüllt die grundlegende Funktion eines APRS-Trackers, nämlich das periodische Senden von Positionsmeldungen.
Die Firmware von DK7IN unterstützt unter anderem:
- festes Beacon-Intervall,
- geschwindigkeitsabhängige Änderung des Beacon-Intervalls,
- zusätzliches Beacon nach einer größeren Richtungsänderung,
- konfigurierbare TX Delay,
- Konfiguration des Rufzeichens und weiterer APRS-Parameter,
- Erzeugung von Testtönen zur Einstellung des Audiopfads.
Das Gerät empfängt oder interpretiert keinen APRS-Verkehr vom Funkkanal.
5. Smart Beaconing
Section titled “5. Smart Beaconing”FoxTrak-M implementiert eine frühe Form des adaptiven Beaconings. Die Häufigkeit der Positionsaussendungen kann sich abhängig von der Geschwindigkeit ändern.
Es stehen zwei Parametersätze zur Verfügung, die per Schalter gewählt werden.
| Geschwindigkeit | Schnelleres Profil | Langsameres Profil |
|---|---|---|
| < 4 km/h | 25 min | 30 min |
| > 4 km/h | 4 min | 5 min |
| > 11 km/h | 120 s | 160 s |
| > 24 km/h | 60 s | 80 s |
| > 50 km/h | 30 s | 40 s |
| > 100 km/h | 20 s | 30 s |
| > 150 km/h | 10 s | 20 s |
Berücksichtigt wird die maximale Geschwindigkeit seit dem Senden des vorherigen Beacons.
Wenn die Geschwindigkeit 15 km/h überschreitet, kann das Gerät auch nach einer deutlichen Richtungsänderung ein Beacon senden:
- mehr als 40° im schnelleren Profil,
- mehr als 60° im langsameren Profil.
Wenn die vorherige Aussendung weniger als 10 Sekunden zurückliegt, wird das nächste Beacon verzögert.
6. GPS-Schnittstelle und Konfiguration
Section titled “6. GPS-Schnittstelle und Konfiguration”Dieselbe serielle Schnittstelle dient zum:
- Empfang von Daten des GPS-Empfängers,
- Konfigurieren der im PIC gespeicherten Parameter.
Die Dokumentation beschreibt Konfigurationsprogramme für:
- DOS,
- Windows,
- Linux.
Außerdem konnte das TinyTrak-Konfigurationsprogramm verwendet werden.
Eine Beispielversion der Firmware meldete sich als:
DK7IN V.1.6Das feste Beacon-Intervall kann in 10-Sekunden-Schritten eingestellt werden, die TX Delay mit einer Auflösung von etwa 6,6 ms.
7. Funkpfad
Section titled “7. Funkpfad”FoxTrak-M erzeugt eine AFSK-Modulation nach dem im Packet Radio verwendeten Bell-202-System.
Die nominalen Tonfrequenzen sind:
- 1200 Hz
- 2200 Hz
Für Abgleich und Diagnose kann das Gerät Testtöne erzeugen.
Beispielhafte Terminalbefehle:
ESC T 0erzeugt einen 1200-Hz-Ton.
ESC T 1erzeugt einen 2200-Hz-Ton.
ESC T Merzeugt ein gemischtes 1200/2200-Hz-Signal.
Die in der Anleitung beschriebene Konfigurationskommunikation verwendet:
4800 baud, 8N18. Verbindung zum Funkgerät
Section titled “8. Verbindung zum Funkgerät”Der Funkgeräteanschluss stellt unter anderem folgende Signale bereit:
| Signal | Funktion |
|---|---|
| Audio In | audio z odbiornika do trackera |
| CD | Carrier Detect, jeśli dostępny |
| GND | masa |
| SW1 | wejście przycisku natychmiastowej transmisji |
| Audio Out | audio trackera do wejścia mikrofonowego radia |
| +5V | zasilanie modułu |
Das Modul ermöglicht die Einstellung des Audiopegels zum und vom Funkgerät.
Außerdem kann die PTT-Steuerung für einige Handfunkgeräte durch einen 2,2-kΩ-Widerstand angepasst werden.
9. GPS-/PC-Anschluss
Section titled “9. GPS-/PC-Anschluss”Der zweite 8-polige 0,1-Zoll-Anschluss dient zur Kommunikation mit dem GPS oder einem Computer.
Die Dokumentation nennt folgende Signale:
| Signal | Funktion |
|---|---|
| GND | masa |
| S0 | dane szeregowe OUT |
| SI | dane szeregowe IN |
| PI | PTT IN |
| PO | PTT OUT |
| A | niewykorzystywane w FoxTrak-M |
| B | niewykorzystywane w FoxTrak-M |
10. Anzeigen und Bedienelemente
Section titled “10. Anzeigen und Bedienelemente”FoxTrak-M verfügt über LEDs zur Anzeige des Gerätezustands.
CD
Leuchtet, wenn die Aussendung einer anderen Station erkannt wird.
GPS
Leuchtet bei gültigen GPS-Positionsdaten. Sie blinkt, wenn GPS-Daten empfangen werden, die Position jedoch nicht gültig ist.
PTT
Leuchtet, während der Sender getastet ist.
Beim Start führen die LEDs eine Initialisierungssequenz aus, anschließend kann ein Beacon gesendet werden.
11. Stromversorgung
Section titled “11. Stromversorgung”FoxTrak-M benötigt eine externe Stromversorgung:
+5 V DCDas Modul besitzt keinen eigenen 5-V-Spannungsregler.
Es versorgt auch den GPS-Empfänger nicht, daher benötigt das GPS eine eigene Stromversorgung.
12. Firmware
Section titled “12. Firmware”Die in der Dokumentation beschriebene Hauptfirmware wurde von DK7IN entwickelt.
Die Hardware erlaubt den Austausch der Firmware und bei Bedarf auch den Ersatz des PIC16F84A durch einen PIC16F628A.
FoxTrak-M wurde somit nicht nur als fertiger Tracker, sondern auch als Plattform für Experimente mit eigener APRS-Software entwickelt.
13. Einschränkungen
Section titled “13. Einschränkungen”Die wichtigsten in der Dokumentation genannten Einschränkungen sind:
- keine Dekodierung empfangener APRS-Frames,
- keine vollständige TNC-Funktionalität,
- das Gerät konzentriert sich auf die Übertragung der GPS-Position,
- externe 5-V-Stromversorgung erforderlich,
- das GPS wird nicht vom Modul versorgt,
- das Design basiert auf älteren PIC-Mikrocontrollern.
14. Anwendungen
Section titled “14. Anwendungen”Typische Anwendungen von FoxTrak-M:
- APRS-Tracker im Fahrzeug,
- in ein anderes Gerät eingebauter Tracker,
- mobile GPS/APRS-Station,
- experimentelle APRS-Plattform,
- Ausbildungsprojekt zu AFSK, AX.25 und APRS.
15. Klassifikation
Section titled “15. Klassifikation”| Merkmal | Wert |
|---|---|
| Typ | Hardware |
| Klasse | APRS-Tracker |
| Betriebsrichtung | TX |
| Positionsquelle | GPS |
| GPS-Daten | NMEA, GPRMC |
| Funkschicht | AFSK 1200 bps |
| Modulation | Bell 202 |
| Mikrocontroller | PIC16F84A / PIC16F628A |
| Versorgung | 5 V DC |
| Funkgeräte-Schnittstelle | Audio + PTT |
| APRS-Empfang | nein |
| Smart Beaconing | ja |
| PC-Konfiguration | ja |
16. Historische Bedeutung
Section titled “16. Historische Bedeutung”FoxTrak-M steht für eine Klasse einfacher Hardware-APRS-Tracker, mit denen sich eine mobile Positionsstation ohne vollständigen TNC und ohne Computer aufbauen ließ.
Sein Aufbau veranschaulicht gut das klassische Modell eines APRS-Trackers:
GPS ↓NMEA ↓mikrokontroler ↓APRS / AX.25 ↓AFSK 1200 bps ↓radio17. Quellen
Section titled “17. Quellen”Grundlage dieser Beschreibung ist die Dokumentation des Herstellers:
Fox Delta, FD - FoxTrak-M, Technical information: Compact PIC 16F84A/628A APRS Tracker Module
https://www.foxdelta.com/projects/ftmodule/foxtrak-m.pdf
Das Dokument ist auf den 8. Juni 2008 datiert.