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• 16. Oktober 2018

Ich habe herausfinden wollen, ob es mir mit ein paar zu Hause herumliegenden Teilen möglich wäre, eine Satellitenuhr zu bauen, die ich dann im Heimnetz als NTP-Server einsetzen könnte.

Ich hatte vor, diese Installation auf dem sowieso schon vorhandenen Pi vorzunehmen, der bei mir als PiHole gegen Werbung arbeitet und als Lauscher Flugzeugtransponderdaten sammelt und damit immer eingeschaltet ist.

Die untenstehenden Links haben mir geholfen - und hier nochmal ein spezieller Dank an SparkFun, die auch für Produkte, die bereits rausgefallen sind Dokumentationen und Datenblätter online weiterhin bereitstellen - denn seien wir ehrlich: Als ich das 406A-GPS-Modul gekauft habe, war ich noch wesentlich jünger als ich es jetzt bin. (Wenn ich mir durchlese, dass nicht einmal die Leute bei Sparkfun wissen, was der Nachfolger 506 eigentlich genau an seiner Schnittstelle liefert bin ich aber froh, das ältere Modell zu besitzen...)

Als ich die Links alle studiert hatte, begann ich zunächst, die Hardware zusammenzustecken, nötige Software zu installieren und das Gesamtsystem nach und nach in Betrieb zu nehmen: Als erstes war der Empfang der GPS-Botschaften dran: Mein Modul war so konfiguriert, dass Textbotschaften übermittelt wurden, die ich nach Umstellen der Baudrate am Raspi dann auch direkt sehen konnte.

Zu diesem Zeitpunkt habe ich das Modul noch einmal kurz entfernt und den Arduino benutzt, um es so zu konfigurieren, dass es auch wirklich alle von mir gewünschten Botschaften übermittelt - ging so einfach schneller und außerdem hatte ich bei meiner Schaltung vor, sparsam zu sein: ich wollte nur einen Draht fürs Empfangen vom Modul investieren und den zum Senden ans Modul weglassen.

Als das alles funktionierte, ging es an die Einkopplung des PPS-Signals: Das wurd kurz gesagt dazu gebraucht, dem Raspi zu sagen, wann genau die Sekunde, die in den GPS-Botschaften drin steht auch wirklich begonnen hat. Ist ein bisschen die Entsprechung des alten Radiokonzepts "Beim letzten Ton des Zeitzeichens ist es 12 Uhr." Dieses Signal wird an einen GPIO-Pin des Raspi angeschlossen und löst dort einen Interrupt aus, der im Zusammenspiel mit der installierten Software für die hohe Genauigkeit der Uhr sorgt.

Das sorgte für unvorhergesehene Probleme: Das Signal wurde nicht erkannt. Glücklicherweise hatte ich genau damit bereits gerechnet - die Beschreibung des Signals sah mir im Datenblatt schon nicht sehr vertrauenswürdig aus. Daher baute ich aus einem guten alten 555er eine Schaltung, die das Signal verlängerte (rund 0,3 Sekunden) und als Nebeneffekt bekam ich dazu auch einen anständigen Pegel. Diese Schaltung erweiterte ich noch um eine Negation des Eingangssignals: der 555 wird mit einer fallenden Flanke am Eingang gestartet, der GPS-Empfänger sendet an PPS aber einen positiven Peak. Zu guter Letzt noch eine LED integriert um die Pulse kontrollieren zu können - fertig.

Die Schaltung ist einfach - ich werde sie trotzdem demnächst nochmals in KiCad entwerfen und die Schaltung dann auch hier veröffentlichen - nunmehr müssen Bilder des Gesamtkunstwerks in einer Pappkiste und Details vom prototypischen Steckbrettaufbau der Impulsanpassung reichen (am Ende des Artikels).

Aktualisierung vom 16. Oktober 2018

Links

Screenshots

Gesamtkunstwerk

Gesamtkunstwerk

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