Космическое время из USB донгла.

Космическое время из USB донгла.

Если человек правильно выстроил свою жизнь, он даже может не носить часов. Вот просто всё равно, сколько именно сейчас времени. Но так бывает не всегда.

К примеру, все современные цифровые моды дальней КВ связи, по которым местный автор периодически прикалывается, работают исключительно в таймфреймах. Причём точность должна быть около секунды, или даже лучше. Что, как оказалось, без синхронизации по каким-то внешним эталонным источникам, ноутбук обеспечить категорически не в состоянии. Это удивительно, но грошовые наручные часы способны отклониться менее чем на пару секунд в месяц, а более технологически сложный девайс легко достигает того же всего за полдня.

Лечить это можно по-разному:

1. NTP сервера точного времени.
   Это если предполагать, что интернет у нас не исчезнет.
   Либо в нужном месте он есть, что не всегда так для «поля».

2. Пикалки «Маяка» или КВ станций эталонного времени.
   Нужна хорошая реакция для быстрого нажатия кнопки.
   Чуть более универсальное решение.

3. GPS спутниковая группировка.
   Атомные часы летают у нас над головами в достаточном количестве.

Третий вариант самый лучший, так как претендует на автономность и автоматизацию всех процессов. А учитывая четыре полностью развёрнутые системы глобального позиционирования, принадлежащие разным странам, какие-то атомные часы над головой будут всегда.

Какой GPS девайс нужен?

Как вдруг оказалось, всяких разных модулей в природе существует много. В основном, Ардуино-совместимых. Но поскольку в синхронизации нуждается связной софт, обычно заселяемый в ноутбук, GPS модуль должен быть USB-совместимым. И желательно под Винду любой возможной версии.

Такие тоже есть, причём даже с выносной антенной, либо моноблочные, но на длинном USB-шнуре (см. поделие VK-162 на АлиЭкспрессе). Что полезно, потому как ноутбук не всегда стоит под открытым небом, либо в прямом доступе к открытому небу.

Но более рационален форм-фактор мелкой флэшки, из которой ничего наружу не торчит, антенна в неё уже встроена. Вынос под открытое небо осуществляется силами USB удлинителя, можно даже нескромной длины, спаянного собственноручно. Обмен данными проистекает со скоростью COM-порта всего-то 9600 Бод, что можно осуществить по любому проводу.

Ориентируясь на имеющееся в доступе, видим вот такой довольно древний девайс:

Официально он зовётся «U-blox 7», но на АлиЭкспрессе скрывается под псевдонимом VK 172 GPS, по-другому не ищется. Стоит 4-5 долларов:

Приобретаем, смотрим, что получили.

«U-blox 7» с АлиЭкспресса «VK 172 GPS», что внутри.

Местный автор не имеет вредной привычки вскрывать электронику, если есть уже готовые картинки в интернете. Вот две такие картинки:

Из картинки понятно, что антенна находится на той стороне донгла, с которой светится огонёк. Стало быть, ориентировать донгл надо огоньком в небо, горизонтально. Либо к окошку вертикально (так он работает лучше).

Ещё видна батарейка, либо что-то вроде (может быть ионистор). Стало быть, настройки девайса должны запоминаться.

Левее батарейки стабилизатор на 3.3 Вольта, правее чип о восьми ногах, похожий на память. Собственно магия творится в многоногом таракане:

На самом деле чип весьма продвинут, имеет множество настроек и режимов работы. Всего лишь вводная статья способна повергнуть в уныние, а простое лицезрение интерфейса управления регистрами девайса (о чём далее) вызывает куда более сильные чувства. И это чип, устаревший на два поколения, софт к которому даже трудно найти.

Драйвера для «U-blox 7»

Поганая мода вместо понятного и структурированного сайта с каталогом драйверов и разных вспомогательных сервисных штуковин выкатывать абсолютно бесполезную красивость под мобилу добралась и до оффсайта тулзы. Поэтому драйвера пришлось искать на всяких помойках, что лучше всего делать по имени файла:

ubloxGnss_usbcdc_windows_3264_v1.2.0.8.exe

Если непременно хочется взять драйвер у производителя, можно сходить в гости к его «сообществу», ещё раз удивившись, через какой афедрон обретается драйвер даже там.

Но каким-либо образом драйвер мы выстрадали, и в систему поставили. Скорее всего, это актуально для старой Винды, типа XP. Что-то более современное, скорее всего, в данном драйвере нуждаться не будет, так как Майкрософт встроил в Винду поддержку 7 серии U-blox ещё в 2016 году.

Активация донгла «U-blox 7»

При поставленном драйвере донгл, скорее всего, работать откажется, так как пока что не обучен взаимодействовать по предложенному ему интерфейсу. Всего-то надо заменить одну строчку в конфиге, но доступ к конфигу только через специальную программу.

Программа нужна в одной из двух версий:

u-center_v8.16.exe
u-center_v19.05.exe

Под Windows XP заведётся версия «u-центра» не старше 8.16, под более молодой Виндой лучше брать актуальную на сегодня.

Запускаем любую из версий «u-центра» при подключенном донгле, и цепляемся к нему, обозначив занимаемый донглом COM-порт, выставив правильный битрейт и верную серию устройства в настройках программы:

Теперь надо залить в донгл конфигурацию из этого ZIP-а, что делается тут:

После этого донгл заводится, и сразу начинает видеть спутники.

Синхронизация времени с помощью донгла «U-blox 7»

Это как раз то, ради чего всё.

Наряду с монструозными, есть очень компактная и маленькая портабельная (не требующая установки) программка SatTime. Умеет подводить системные часы компьютера периодически, что нам и требуется:

Утилита не определяет координаты, только вытаскивает точное время из GNSS. Для определения координат, высоты и тому подобного, достаточно выше упоминавшегося «u-center» или специализированных утилит («mini GPS», «VisualGPSView», либо «VisualGPSXP» под XP).

Хочется отметить, что «холодный старт» донгла, если не подсовывать ему эфемериды спутников, а донгл ничего не помнит об альманахе спутников, длится долго. Однако для получения GPS времени собственно старт и не нужен, донглу достаточно просто увидеть спутники.

Не обошлось без каверзы.

Как оказалось, донгл приходится активировать каждый раз, загружая в него конфигурацию через «u-center». То ли батарейка в донгле не работает, то ли она предназначена для хранения тех самых альманаха и эфемерид, но факт: просто воткнутый в компьютер донгл честно занимается навигацией в любых навигационных программах, но без активации время утилите «SatTime» не отдаёт.

Как бы то ни было, теперь у нас есть что-то типа своего сервера точного времени, не завязанного на инфраструктуру интернета, и мы можем с высокой точностью соблюдать таймфреймы прогрессивных цифровых мод, находясь даже в полностью автономных условиях где-нибудь в лесу. Кушает донгл «U-blox 7» что-то около 20-30 mA, то есть весьма скромно.

Антенна из стального оцинкованного канатика.

Какое-то время назад местный автор проектировал дипольную антенну на 80-метровый диапазон, но питаемую с края. Речь про это дело заходила здесь, а для чего нужна именно такая штука, тоже понятно. Нет ничего более удобного и неприхотливого, нежели длинная верёвка с разъёмом на конце.

Связь на частотах порядка 3.6 МГц.

В рамках хоббийного проекта, в процессе реализации которого остаточные знания радиотехники пытаются воплотиться в практической и не совсем уж бесполезной конструкции, почему-то ещё и хочется, чтобы собранная из радиохлама Железяка выполняла полезную функцию. Например, давала связь на пресловутые 100 км. Или больше.

AFP-FSK модем c блэкджеком и шлюхами.

В этом очень длинном опусе, требующим много времени на прочтение, местный автор, большой любитель таких штук, творит очередной модем для цифровых видов связи. Как водится, из чего попало. А увлёкшись инжинирингом, теряет контроль над процессом - может, до шлюх дело и не дошло, но с блэкджеком полный порядок.