Kenwood TH-D7 – format i poziom sygnału GPS NMEA, RS-232, podłączenie, kompatybilność

Pytanie

jakiego formatu i poziomu sygnału z gps wymaga kenwood th-d7?

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Format danych: NMEA‑0183 (ASCII), przede wszystkim zdanie $GPRMC; opcjonalnie $GPGGA (wysokość) i/lub $GPGLL. Prędkość 4800 bps (domyślnie) lub 9600 bps po wybraniu NMEA96; ramka 8N1. (radioamatore.info)
• Poziom/warstwa fizyczna: klasyczny RS‑232 (logika odwrócona, napięcia dodatnie/ujemne), na gnieździe 2,5 mm TRS „GPS”. Nie TTL. (richardmudhar.com)

Szczegółowa analiza problemu

• Warstwa protokołu (NMEA):

  • TH‑D7 interpretuje standardowe zdania NMEA; w dokumentacji Kenwooda pojawiają się wprost GLL, GGA i RMC jako rozpoznawane formaty. W praktyce do pracy w trybie APRS w zupełności wystarcza $GPRMC; jeśli GPS wysyła także $GPGGA, radio dołączy wysokość do beaconu Mic‑E. Zalecany okres wysyłania: 1 Hz. (radioamatore.info)
  • Szybkość: menu 2‑2 „GPS UNIT” pozwala wybrać „NMEA” (4800 bps) lub „NMEA96” (9600 bps). Domyślnie „NOT USED”. Ustaw zgodnie z konfiguracją odbiornika GPS. (radioamatore.info)

• Warstwa elektryczna (interfejs szeregowy):

  • Wejście GPS w TH‑D7 wymaga sygnału RS‑232 (odwrócona polaryzacja względem UART TTL). Typowy, współczesny moduł GPS z wyjściem TTL/LVTTL 3,3/5 V NIE zadziała bez translatora poziomów/inwertera (np. MAX232/MAX3232). (richardmudhar.com)
  • Gniazdo: 2,5 mm TRS (3‑przewodowe), dedykowane „GPS”. (radioamatore.info)

• Pinout gniazda GPS (istotne przy wykonywaniu przewodu):

  • Tip (czubek): TXD z radia (wyjście do GPS; używane do wysyłania waypointów $GPWPL/Magellan).
  • Ring (pierścień): RXD do radia (wejście z GPS; tu podajesz TX z odbiornika GPS).
  • Sleeve (tuleja): GND.
  • Ten sam układ przewodów (TXD/RXD/GND) jak w kablu PC PG‑4W dla portu szeregowego (2,5 mm ↔ DB9). Praktycznie: Tip ↔ DB9 pin 2 (RX PC), Ring ↔ DB9 pin 3 (TX PC), Sleeve ↔ DB9 pin 5 (GND). (scribd.com)

• Dane wychodzące z radia do GPS:

  • TH‑D7 potrafi wysyłać do odbiornika GPS waypointy stacji APRS w formacie $GPWPL (lub Magellan) – przydatne, jeśli GPS umie przyjmować WPL i wyświetlać punkty. (manualmachine.com)

Aktualne informacje i trendy

• Większość nowoczesnych modułów (np. u‑blox) fabrycznie podaje NMEA na wyjściu UART w poziomach TTL i często z prefiksem „GN” (NMEA 4.x). Dla starszych urządzeń, takich jak TH‑D7, najlepiej ustawić:
  • NMEA 2.3/3.01,
  • talker „GP” (tak, by ramki były np. $GPRMC),
  • prędkość 4800 bps (albo 9600 bps i w radiu NMEA96).
  • W razie użycia modułu TTL – dodać konwerter MAX3232. (Wnioski praktyczne wynikające z kompatybilności wstecznej i wymogów RS‑232 w TH‑D7). (richardmudhar.com)

Wspierające wyjaśnienia i detale

• RS‑232 vs TTL:
  • RS‑232 używa odwróconej logiki oraz napięć dodatnich/ujemnych względem masy; TTL to poziomy 0–3,3/5 V i logika nieodwrócona. Dlatego konieczny jest układ konwersji/inwersji. (richardmudhar.com)
• Co radio „lubi” widzieć z GPS:
  • Minimalnie $GPRMC; dodanie $GPGGA zapewni wysokość w beaconach APRS. $GPGLL bywa również rozpoznawane. (lists.tapr.org)

Aspekty etyczne i prawne

• Upewnij się, że konfiguracja APRS (częstotliwość, ścieżka WIDE) jest zgodna z lokalnymi zaleceniami band‑plan i zwyczajami (w USA 144,390 MHz; w Europie 144,800 MHz itd.). To poza zakresem samego interfejsu, ale istotne dla pracy w eterze.

Praktyczne wskazówki

• Jeżeli GPS ma wyjście TTL:
  • Ustaw NMEA 4800 bps i wstaw konwerter MAX232/MAX3232 między GPS a radio (TX GPS → MAX → Ring; GND wspólna). (richardmudhar.com)
• Jeżeli GPS ma wyjście „prawdziwe” RS‑232 (np. starsze Garminy z kablem szeregowym):
  • Zrobisz prosty przewód 2,5 mm TRS ↔ DB9 (skrzyżuj TX/RX odpowiednio do pinoutu). (florian-wolters.de)
• Test połączenia:
  • W TH‑D7 ustaw Menu 2‑2 na NMEA/NMEA96, podłącz GPS, wciśnij [POS] – kropki/przecinki współrzędnych powinny migać przy napływających danych. (radioamatore.info)
• Jeśli chcesz widzieć stacje APRS jako punkty w GPS:
  • Połącz również TXD z radia (Tip) do RXD GPS – radio wyśle waypointy $GPWPL. (manualmachine.com)

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Wczesne serie D7 miały drobne niuanse kompatybilności NMEA; aktualizacja „Enhanced features” i właściwe zdania ($GPRMC/$GPGGA) zwykle rozwiązują problemy. Jeśli masz bardzo stary firmware, rozważ weryfikację wersji. (qsl.net)

Sugestie dalszych badań

• Kenwood TH‑D7 Enhanced Features – rozdział „Connecting with a GPS receiver” i „APRS” (NMEA/NMEA96, rozpoznawane zdania). (radioamatore.info)
• Opis praktycznej konwersji TTL↔RS‑232 dla TH‑D7 (MAX232). (richardmudhar.com)
• Pinout i kabel PG‑4W (2,5 mm ↔ DB9) – przydatny jako punkt odniesienia dla własnego przewodu GPS. (florian-wolters.de)

Krótkie podsumowanie

• Kenwood TH‑D7 wymaga NMEA‑0183 po RS‑232: 4800 bps (lub 9600 bps po włączeniu NMEA96), 8N1; najpewniej podawaj $GPRMC (+$GPGGA dla wysokości). Wejście jest RS‑232 (nie TTL) na gnieździe 2,5 mm TRS: Ring = RXD (wejście do radia), Tip = TXD (wyjście z radia – waypointy $GPWPL), Sleeve = GND. W przypadku modułów TTL stosuj konwerter MAX232/MAX3232. (radioamatore.info)

Jeśli podasz model swojego GPS, mogę zaproponować konkretny schemat przewodu i ustawienia (baud, zestaw zdań, talker „GP”).

Pytanie

dziękuję, to cenne dla mnie informacje. Mam moduł GPS u-blox NEO-M8N-0-10

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• NEO‑M8N‑0‑10 nadaje NMEA przez UART TTL 3,3 V i wymaga konwersji na RS‑232 do współpracy z Kenwood TH‑D7.
• Skonfiguruj NMEA 2.3 z talkerem GP, włącz tylko RMC i GGA, 1 Hz; szybkość 4800 bps (lub 9600 bps + NMEA96 w radiu).
• Zastosuj konwerter MAX3232 (z kondensatorami) i zasil osobno moduł GPS; TH‑D7 nie podaje zasilania na gnieździe GPS.

Szczegółowa analiza problemu

• Różnica interfejsów: NEO‑M8N‑0‑10 wystawia UART TTL 3,3 V (logika nieodwrócona), natomiast TH‑D7 oczekuje RS‑232 (± napięcia, logika odwrócona). Stąd konieczny poziom/odwracacz (MAX3232).
• Różnica protokołów: Domyślnie M8N wysyła multi‑GNSS z prefiksem GN (np. GNRMC). TH‑D7 wymaga klasycznego GP (GPRMC/GPGGA). Wymuszenie talker ID = GP i wersji NMEA 2.3 zapewnia kompatybilność wsteczną.
• Przepływność: 4800 bps to bezpieczny standard dla starszych urządzeń NMEA. TH‑D7 obsługuje też 9600 bps po włączeniu NMEA96 – wtedy ustaw 9600 bps w M8N.
• Minimalny zestaw zdań: RMC (data/czas, pozycja, prędkość, kurs) + GGA (wysokość, fix, DOP). Wyłączenie GSV/GSA/VTG/GLL/ZDA zapobiega „zalaniu” łącza.
• Oznaczenie „‑0‑10”: to wariant produkcyjny/rewizyjny NEO‑M8N. Z punktu widzenia interfejsu i konfiguracji opis powyżej pozostaje aktualny (UART1 TTL 3,3 V, NMEA/UBX). Sprawdź jednak, czy Twoja płytka nośna ma stabilizator 5→3,3 V i baterię BBR (podtrzymanie almanachu).

Procedura konfiguracji w u‑center (PC ↔ M8N przez adapter USB‑UART 3,3 V):

1. CFG‑PRT (Ports): Target = UART1; Protocol out = NMEA; Baud = 4800 (lub 9600); 8N1.
2. CFG‑NMEA: NMEA Version = 2.3; Main Talker ID = GP; kompatybilność włączona (jeśli dostępna).
3. CFG‑MSG: włącz na UART1 tylko NMEA‑GPRMC i NMEA‑GPGGA (rate = 1); resztę wyłącz.
4. CFG‑RATE: Measurement Period = 1000 ms (1 Hz).
5. CFG‑CFG: Save current configuration (BBR/Flash), zrestartuj moduł i zweryfikuj w terminalu, że wychodzi $GPRMC/$GPGGA (nie $GNRMC/$GNGGA).

Warstwa elektryczna i okablowanie:

• Konwerter: MAX3232 zasilany 3,3 V (wersja „low‑voltage”), 4–5 kondensatorów 0,1 µF (wg noty katalogowej).
• Wtyk 2,5 mm TRS do TH‑D7: Ring = RXD radia (wejście danych z GPS), Tip = TXD radia (opcjonalnie do waypointów → RX GPS), Sleeve = GND.
• Połączenia:
  • TXD M8N → T1IN MAX3232 → T1OUT MAX3232 → Ring (TH‑D7 RXD)
  • (opcjonalnie) Tip (TH‑D7 TXD) ← R1OUT MAX3232 ← R1IN MAX3232 ← RXD M8N
  • GND wspólna; VCC 3,3 V dla M8N i MAX3232
• Zasilanie: TH‑D7 nie zasila GPS na gnieździe – zapewnij osobne 3,3 V (lub 5 V jeśli Twoja płytka M8N ma regulator na pokładzie). Prąd pracy M8N typ. 25–35 mA + antena aktywna ~10–20 mA.

Weryfikacja przed podłączeniem do radia:

• Podłącz M8N (TXD) przez adapter USB‑UART 3,3 V do PC, ustaw 4800/9600 bps i sprawdź w terminalu, że ramki to:
  $GPRMC,...
  $GPGGA,...
• Sprawdź MAX3232 oscyloskopem: linia RS‑232 w stanie spoczynku powinna być ujemna (MARK). Błędne znaki = zwykle zły baud lub brak odwrócenia.

Aktualne informacje i trendy

• M8N nadal jest popularnym odbiornikiem „general‑purpose”; współczesne M10/M9 oferują lepszą czułość i energooszczędność, ale dla interfejsu NMEA→TH‑D7 nie wnosi to zmian funkcjonalnych.
• Tryby GNSS multi‑band pojawiły się w nowszych rodzinach (L1+L5), lecz TH‑D7 i tak konsumuje tylko NMEA 2.x, więc korzyść jest marginalna dla tego zastosowania.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Dlaczego GP, a nie GN: starsze odbiorniki hosta rozpoznają jedynie talker „GP” (GPS), a nie „GN” (multi‑GNSS). W praktyce prefiks decyduje, czy parser w radiu przyjmie zdanie.
• Dlaczego 1 Hz: przy 4800 bps sumaryczny strumień danych z RMC+GGA ~ 120–150 bajtów/s; to bezpieczny margines. Większe częstotliwości mogą powodować nadpisywanie buforów.

Aspekty etyczne i prawne

• APRS i emisja pozycji: nadawanie w paśmie amatorskim wymaga ważnego pozwolenia (np. w USA licencja FCC). Publikacja pozycji to dane wrażliwe – świadomie konfiguruj beacony i prywatność.

Praktyczne wskazówki

• Antena: użyj anteny aktywnej (MCX/u.FL/SMA – zależnie od płytki) z prawidłowym zasilaniem bias (zwykle z modułu). Umieść daleko od radia VHF/UHF; rozważ ferryt na kablu, ekranowanie i wspólną masę gwiazdą.
• Model dynamiki: w M8N „Portable”/„Automotive” sprawdza się dla ruchu pieszego/pojazdu; nie wpływa na kompatybilność NMEA.
• Odporność EMC: trzymaj przewody TTL możliwie krótkie; odcinek RS‑232 może być dłuższy.
• Backup: jeśli płytka ma VBAT/akumulator BBR, szybciej uzyskasz FIX po włączeniu.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Tanie „klony” M8N mogą mieć inny pinout/regulator. Zweryfikuj: czy VCC = 5 V (z regulatorem) czy 3,3 V bezpośrednio. Błędne zasilanie to najczęstsze źródło usterek.
• Nie łącz TTL bezpośrednio z RS‑232 – grozi uszkodzeniem wejść.

Sugestie dalszych badań

• Dokumenty u‑blox: „NEO‑M8 Hardware Integration Manual”, „M8 Receiver Description / Protocol Specification”, „NEO‑M8 Data Sheet” – sekcje CFG‑PRT, CFG‑NMEA, CFG‑MSG, CFG‑RATE.
• Schematy referencyjne MAX3232 (nota TI/Maxim) – wartości i rozmieszczenie kondensatorów.

Krótkie podsumowanie

• Twój NEO‑M8N‑0‑10 zadziała z TH‑D7 po zastosowaniu konwertera MAX3232, dopasowaniu szybkości (4800/9600 bps) i wymuszeniu NMEA 2.3 z talkerem GP oraz tylko GPRMC+GPGGA przy 1 Hz.
• Zweryfikuj zasilanie i wyjście NMEA na PC przed podłączeniem do radia, a unikniesz 90% typowych problemów.

Jeśli podasz, na jakiej płytce nośnej masz M8N‑0‑10 (np. dokładny model/zdjęcie), przygotuję konkretny schemat połączeń i listę pinów „1:1”.

Pytanie

dziękuję, to cenne dla mnie informacje. Mam moduł GPS u-blox NEO-M8N-0-10

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• NEO‑M8N‑0‑10 bez problemu współpracuje z TH‑D7, jeśli:
  • zastosujesz konwerter poziomów TTL↔RS‑232 (np. MAX3232),
  • ustawisz na UART1 format NMEA 0183 z prefiksem GP (nie GN), 1 Hz, ramki $GPRMC i $GPGGA,
  • dobierzesz zgodną prędkość: 4800 bps (NMEA) lub 9600 bps (NMEA96) i 8N1.

Kluczowe punkty:

• Warstwa fizyczna: GPS = UART 3,3 V (TTL), radio = RS‑232 ±V, odwrócona logika → konieczny MAX3232.
• Pinout gniazda 2,5 mm TRS w TH‑D7: Tip = TX radia (do RX GPS – opcjonalnie), Ring = RX radia (z TX GPS – to jest główny sygnał), Sleeve = GND.
• Zasilanie NEO‑M8N: VCC 2,7–3,6 V; V_BCKP (podtrzymanie RTC/ephemeris) 1,65–3,6 V.

Szczegółowa analiza problemu

• Warstwa fizyczna i poziomy napięć:
  • UART NEO‑M8N: 0/3,3 V, „spoczynek” = stan wysoki; RS‑232 w TH‑D7: ±(3…15) V, logika odwrócona, „spoczynek” = napięcie ujemne.
  • Bezpośrednie połączenie uszkodzi wejście/wyjście – użyj konwertera MAX3232 (zasil 3,3 V; 4–5×100 nF wg noty).
• Połączenia (skrót):
  • GPS TXD → MAX3232 T1IN → MAX3232 T1OUT → Ring (RX radia).
  • (Opcjonalnie: Tip (TX radia) → MAX3232 R1IN → MAX3232 R1OUT → GPS RXD, jeśli chcesz odbierać z radia waypointy/komendy).
  • GND wspólna: GPS ↔ MAX3232 ↔ Sleeve.
• Zasilanie:
  • TH‑D7 nie podaje zasilania na gnieździe GPS. NEO‑M8N zasil z 3,3 V (stabilnego, z filtrowaniem). Jeśli masz „breakout” z wbudowanym regulatorem 5→3,3 V, możesz podać 5 V na pin VIN modułu (sprawdź dokumentację płytki!).
  • Rozważ podtrzymanie V_BCKP (mały akumulator/CR, superkondensator) – znacząco skraca TTFF po wyłączeniu.
• Konfiguracja w u‑center (UART1):
  • CFG‑PRT: Baud = 4800 (lub 9600 dla „NMEA96” w radiu), 8N1; Protocol in: UBX+NMEA (na czas konfiguracji), Protocol out: NMEA.
  • CFG‑NMEA: NMEA Version = 2.3; Main Talker ID = GP (wymusza $GP… zamiast $GN…).
  • CFG‑MSG: na UART1 włącz tylko GxRMC i GxGGA (rate = 1); wyłącz resztę (GSA/GSV/VTG/GLL/ZDA), by nie „zalać” bufora radia.
  • CFG‑RATE: 1000 ms (1 Hz), Navigation Rate = 1.
  • CFG‑CFG: zapisz do BBR i Flash. Po zapisie możesz wyłączyć „Protocol in: UBX” na UART1, jeśli chcesz mieć czysty strumień NMEA.
• Walidacja:
  • W terminalu 4800/9600‑8N1 sprawdź, czy widzisz $GPRMC i $GPGGA (status RMC = A po uzyskaniu fixa). Jeśli pojawia się $GNRMC/$GNGGA – powtórz ustawienie „Main Talker ID = GP”.
  • Na TH‑D7 wybierz odpowiednio NMEA lub NMEA96; po FIX radio zacznie pokazywać pozycję (POS/APRS).

Aktualne informacje i trendy

• Nowe odbiorniki (u‑blox M10, L1/L5 w nowszych seriach) mają wyższy tracking i energooszczędność, ale dla TH‑D7 i tak trzeba wymusić GP i NMEA 2.3; NEO‑M8N pozostaje kompatybilny i popularny.
• Wiele „klonów” M8N różni się firmware’em i obecnością/pojemnością pamięci Flash – jeśli ustawienia nie zapisują się po odłączeniu, Twój egzemplarz może mieć tylko BBR (wymagane zasilanie V_BCKP).

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Dlaczego GP, a nie GN: starsze urządzenia (jak TH‑D7) filtrują po „talker ID” i rozpoznają głównie $GP…; $GN… bywa ignorowane.
• Dlaczego tylko RMC+GGA: RMC niesie czas, pozycję, prędkość i status; GGA dodaje wysokość i DOP/fix. Nadmiar zdań ≙ ryzyko przepełnienia bufora przy 4800 bps.
• 1 Hz w zupełności wystarcza do APRS/wyświetlania pozycji w TH‑D7.

Aspekty etyczne i prawne

• ESD i bezpieczeństwo: lutuj i testuj przy odłączonym zasilaniu; przewód do radia trzymaj krótki, najlepiej ekranowany, z ferrytami – ogranicza zakłócenia RF w pobliżu anteny HT.
• Użytkowanie APRS/GPS: przestrzegaj lokalnych przepisów radiowych (częstotliwości, moc, identyfikacja). Sam sygnał GPS jest odbiorczy, ale transmisja APRS podlega regulacjom.

Praktyczne wskazówki

• Diagnostyka szybkiego startu:
  • Najpierw test na PC (u‑center/terminal), dopiero potem podłącz do radia.
  • Jeśli po zmianie Baud „gubisz” łączność w u‑center – przełącz terminal na nową prędkość, ewentualnie zrób power‑cycle modułu.
• Jakość zasilania:
  • Dodaj 10 µF + 100 nF przy VCC modułu i przy MAX3232; prowadź masę gwiazdą; unikaj pętli masy z radiem.
• Okablowanie 2,5 mm:
  • Tip = TX radia (opcjonalnie do GPS RX),
  • Ring = RX radia (z GPS TX przez MAX3232),
  • Sleeve = GND.
• Jeśli nie możesz wymusić GP:
  • Prosty mikrokontroler (np. ATtiny/STM32) może transliterować $GN… → $GP… w locie, ale poprawna konfiguracja NEO‑M8N jest czystszym rozwiązaniem.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Wariant „‑0‑10” to wersja produkcyjna z innym BOM; dla UART/NMEA funkcjonalnie zachowuje się jak inne M8N.
• Niektóre płytki M8N mają tylko USB (CDC) – wtedy konfiguracja przez USB, ale do radia i tak używasz UART + MAX3232.
• Jeśli używasz adaptera USB‑UART 5 V – upewnij się, że strona do GPS pracuje na 3,3 V (poziomy 5 V mogą uszkodzić M8N).

Sugestie dalszych badań

• Dokumenty u‑blox: „NEO‑M8 Hardware Integration Guide”, „u‑blox 8 / M8 Receiver Description and Protocol Specification (NMEA/UBX)”, „NEO‑M8N Data Sheet”.
• Instrukcja TH‑D7: rozdział o wejściu GPS i ustawieniach NMEA/NMEA96, opis wtyku 2,5 mm.

Krótkie podsumowanie

• Po stronie sprzętu: NEO‑M8N (3,3 V UART) → MAX3232 → gniazdo GPS TH‑D7 (RS‑232). Ring = główny sygnał do radia, Sleeve = masa.
• Po stronie konfiguracji: UART1 4800/9600‑8N1; NMEA 2.3; Main Talker ID = GP; tylko $GPRMC i $GPGGA w 1 Hz; zapisz do BBR/Flash.
• Po walidacji na PC podłącz do radia; powinieneś zobaczyć stabilne dane pozycji po uzyskaniu fixa.

Jeśli chcesz, mogę przygotować krótką checklistę pod Twoją konkretną płytkę M8N (zdjęcie/oznaczenia pinów) i wariant zasilania, albo schemat PCB/kabla z numerami pinów.