Fahrtenbuch

Der Schaltplan

Sehr simpel gehalten, damit die Freihandverdrahtung auf der Lochrasterplatine auch für Lötkolben-Laien (wie mich) durchführbar ist.

Spannungsversorgung der Schaltung

Der erste Teil des Schaltplans zeigt die Spannungsversorgung. Der Festspannungsregler erzeugt 6 Volt von denen ca. 5,3 Volt hinter den nachgeschalteten Dioden verbleiben.

Die Spannung V1 fällt nach Abschalten der Zündung wegen des 10k Widerstands gegen Masse schnell auf Null zurück. Die Spannung V2 dagegen bleibt auch nach Abschalten der Zündung für einige Sekunden stehen.

Die Spannung V3 ist optional und dient dazu den GPS-Empfänger dauerhaft mit Spannung zu versorgen. Dadurch entfällt im Betrieb die Zeitspanne bis zum Empfang der ersten Koordinate (TTFF - Time to first fix). Achtung: Es fließt ein Dauerstrom von ca. 100 mA.

Schaltplan Fahrtenbuch Version 3

Nach Abschalten der Versorgungsspannung bricht die Spannung V1 am GPS Modul zusammen. Dieser Spannungsabfall wird vom BASIC-Tiger - der ja Dank der Kondensatorladung (V2) noch ein wenig länger arbeiten darf - über den Eingang an Pin 21 registriert.

Das Programm im BASIC-Tiger hat während der Fahrt die gültige Koordinate vom GPS Modul übernommen, die nun beim Abschalten ins Flash Memory gespeichert wird.

Der Jumper J1 wird für den Download des Programms im BASIC-Tiger benötigt. Ist der Jumper gegen Masse gesteckt, so befindet sich der Basic Tiger im Download-Modus. Das Programm wird mit dem Downloader über die serielle Schnittstelle des Fahrtenbuches in den BASIC-Tiger geladen. Für den Betrieb wird der Jumper J1 gegen Spannung V2 gesteckt.

Der Schalter S1 sowie die Jumper J2 sind Eingangssignale für das Programm im BASIC-Tiger. Der Schalter S1 sollte als kleiner Kippschalter nach aussen geführt werden, da er den Betriebsmodus des Fahrtenbuchs umschaltet. Ist der Schalter geschlossen, so befindet sich das Fahrtenbuch im Kommandomodus. Ist der Schalter geöffnet, so befindet sich das Fahrtenbuch im GPS-Modus. Der Jumper J2 a dient zur Einstellung, ob nur Fahrtziele oder auch die Wegstrecke gespeichert werden. Die Jumper J2 b und c können zur Fahrerkennung verwendet werden.

Die aktiven Komponenten

Kernstücke des Projektes sind ein 12-Kanal GPS Empfänger der Firma Furuno und als Controller zur Steuerung und Speicherung der Daten ein BASIC-Tiger der Firma Wilke.

Originalgröße (72 dpi) von GPS Empfänger und BASIC-Tiger

Bauteil

Anzahl

Hersteller

Super-Cap 1F, 5.5 V, FGOH105Z
1
NEC / Tokin. Etwas schwierig zu bekommen. Kann gegen wattierten Freiumschlag + 3 EUR in Briefmarken bei mir bezogen werden.

TINY-Tiger ENN-1/4
1
Wilke. Erhältlich bei Wilke

GPS Antenne AU-12-5B (BNC)
1
Furuno. Erhältlich bei Hy-Line

GPS Empfänger GN79N-NF (5V, BNC)
1
Furuno. Erhältlich bei Hy-Line

Bauteilliste Conrad Electronik

Die Auswahl der benötigten Bauteile kann auch sparsamer ausfallen. Die folgende Auflistung ist für den Hobby-Bastler gedacht, der alles möglichst einfach zusammenbauen möchte.

Bauteil

Anzahl

Bestell-Nr

Buchsenleiste 36 Polig
1
73 50 00

IC Fassung 16 polig
1
18 95 29

Siftleiste 3 polig
1
74 39 92

Stiftleiste 2 x 10 polig
1
74 40 26

Codierbrücke gelb
1
73 41 60

Steckbuchse mit Litze
2
74 12 13

PIEZO-Summer
1
75 22 23

Spannungsregler 6V
1
17 50 80

Diode 1N4001
3
16 22 13

Widerstand 4,7 Ohm
1
41 79 39

Widerstand 4,7 kOhm
3
40 53 37

Widerstand 10 kOhm
2
40 53 70

Widerstands-Netzwerk 4,7 kOhm
1
41 60 10

Tantal Kondensator 100 nF
8
48 16 10

Tantal Kondensator 22 µF
1
48 17 50

Transistor BC 557
1
15 47 33

MAX 3232
1
16 71 08

Batterie 3,6 V
1
25 42 66

Aluminium Gehäuse
1
54 16 30

Kippschalter
2
70 13 43

SUB D Buchse mit Kabel
1
74 29 29

XLR-Flanschstecker
1
73 79 37

XLR-Kupplung*
2
73 77 30

Gewindeschraubensortiment**
1
80 44 44

* Die zweite Kupplung wird benötigt, falls das Gerät mit einer anderen Spannungsversorgung ausserhalb des Fahrzeuges betrieben werden soll. Es können für diesen Fall Steckernetzteile mit einer Gleichspannung von 9 - 18V verwendet werden.

** Es werden 3 Senkkopfschrauben M3 x 15 mit Unterlegscheiben und Muttern benötigt um den Spannungsregler und den Flanschstecker am Gehäuse zu befestigen. Soll die Platine auf Stelzen stehen, so werden 4 weitere Senkkopfschrauben M3 x 20 benötigt.

Zusammenbau

Bislang können wir leider keine Platine für dieses Projekt anbieten, so dass Sie ausserdem eine Lochrasterplatine sowie Drahtbrücken benötigen. Einen ähnlichen Aufbau verwendet die Schaltung im Applikationsbericht Nr. 57 auf der Homepage bei Wilke. Im Bericht finden Sie auch die Vorlage für ein Platinenlayout. Den vollständigen Applikationsbericht finden Sie hier.

Testen Sie nach Herstellung der Leiterbahnen ohne eingesteckten BASIC-Tiger, GPS Empfänger und MAX ob die Versorgungsspannungen an den richtigen Pins anliegen. Bestücken Sie dann die Schaltung und prüfen Sie bei angelegter Betriebsspannung die Stromaufnahme. Sollte die Stromaufnahme über den nachfolgend angegebenen Werten liegen, trennen Sie sofort die Spannungsversorgung und untersuchen Sie die Schaltung erneut.

Wegen des 1F Kondensators ist die Stromaufnahme am Anfang mit ca. 300 mA recht hoch. Nach wenigen Sekunden sollte sich die Stromaufnahme jedoch folgenden Werten annähern:

Nur BASIC-Tiger

55 mA

BASIC-Tiger + GPS Empfänger

133 mA

BASIC-Tiger + GPS Empfänger + Antenne

150 mA

Der Spannungsregler sollte so angebracht werden, dass er an einer Seite des Gehäuses verschraubt werden kann. Das Alumaterial lässt sich gut bearbeiten. Achten Sie besonders bei der 21 mm großen Bohrung für den Neutrik-Stecker auf einen scharfen Bohrer.

Für den Piezo-Summer kann der Deckel mit einem 2 mm Bohrer mehrfach durchlöchert werden. Die Löcher werden dann mit einem Tesa Streifen von innen überklebt.

Für die Montage der Sub-D Buchse wird die Verschraubung an der Buchse gelöst und die Tülle ein wenig abgezogen. Dann wird der Rand des Alu Gehäuses auf ca. 20 mm Abstand und 10 mm Tiefe eingesägt. Nach dem Herausbrechen dieser Lasche und dem Einpassen der Buchse werden die Befestigungslöcher angezeichnet und gebohrt. Danach kann die Buchse im Gehäuseausschnitt wieder verschraubt werden.

Diese Abbildung zeigt das fertige Gerät ungefähr in Originalgröße.

Inbetriebnahme

Nachdem alles zusammengebaut ist wird das Gerät für seinen ersten Start vorbereitet. Stellen Sie Ihr Fahrzeug so auf, dass eine möglichst freie Sicht nach oben gegeben ist. Schließen Sie die Antenne an und führen Sie den Magnetfuß über ein Schiebedach oder ein Fenster nach außen aufs Dach. Schließen Sie die Versorgungsleitung an 12 V Zündschlossspannung an. Schalten Sie dann die Zündung ein.

Das Gerät sollte kurz nach dem Einschalten ein mal kurz piepsen und nach einer weiteren kurzen Pause drei mal kurz piepsen.

1 mal kurz

Das Gerät wurde eingeschaltet und ist betriebsbereit.

3 mal kurz

Das GPS Modul wurde programmiert und wartet auf eine Koordinate. Diese Meldung erfolgt nur einmal bei der Inbetriebnahme oder bei einer defekten Batterie.

Nun heißt es Geduld haben. Der Empfänger lädt den Almanach aus den verfügbaren Satelliten herunter, und das kann schon mal 15 bis 30 Minuten dauern...

2 mal kurz

Das Gerät hat die erste gültige Koordinate nach dem Einschalten erhalten (First Fix) und ist bereit für die Datenaufzeichnung.

Nachdem die erste gültige Koordinate empfangen wurde, ertönt ein zweimaliges kurzes Piepsen. Nun kann die Zündung wieder ausgeschaltet werden oder Sie starten gleich zur ersten Fahrt.