Sicherer fahren – GPS-Gefahrenmelder GGM 1
Aus ELVjournal
02/2008
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Technische Daten
Spannungsversorgung | 12 VDC |
Stromaufnahme ohne GPS-Empfänger | max. 25 mA |
Stromaufnahme mit GPS-Empfänger | max. 375 mA |
Anschluss für GPS-Empfänger | Mini-DIN-Buchse, 6-polig |
Speicherbare Wegpunkte | 500 |
Abmessungen (Gehäuse) | 90 x 40 x 24 mm |
Der
GPS-Gefahrenmelder ist ein nützliches Hilfsmittel zur Unterstützung von
Fahrzeugführern auf regelmäßig befahrenen Strecken. Hier sind über
einen anschließbaren GPS-Empfänger Wegpunkte speicherbar, unterteilt
nach Gefahrenstellen und Tempozonen, bei deren Passieren später optische
und akustische Warnungen ausgegeben werden. Gefahr erkannt, Gefahr gebannt …
Gewohnheit
ist einerseits angenehm, birgt aber auch Gefahren, etwa im
Straßenverkehr. Wenn man regelmäßig die gleichen Strecken mit dem Auto
zurücklegt, z. B. als Berufspendler, schleicht sich schnell gefährliche
Routine ein mit der Folge, dass die Aufmerksamkeit nachlässt und somit
u. U. auch die Reaktionsgeschwindigkeit sinkt. Dabei übersieht man schon
einmal eine Geschwindigkeitsbeschränkung oder gar einen gefährlichen
Bahnübergang. So können leicht Situationen entstehen, die zu einem
Unfall oder einer Geschwindigkeitsübertretung führen.
Mit dem GPS-Gefahrenmelder GGM 1 kann die Aufmerksamkeit auf solche
Gefahrenstellen gelenkt werden, indem sie auf dem Gerät gespeichert
werden und dieses rechtzeitig vor dem Erreichen eine Warnung ausgibt.
Durch das Speichern von Tempozonen kann der GPS-Gefahrenmelder auch
helfen, das Überschreiten einer Geschwindigkeitsbegrenzung zu vermeiden.
Somit kann der GGM 1 zum sichereren Fahren beitragen.Funktion
Da
der Gefahrenmelder über keinen eingebauten GPS-Empfänger verfügt, wird
ein externer GPS-Empfänger mit serieller Schnittstelle benötigt. In
Tabelle 1 sind gängige kompatible Empfänger aufgeführt. Insbesondere die
Navilock-Empfänger sind als Zusatzempfänger für GPS-Navigationssysteme
sehr verbreitet und recht preisgünstig erhältlich. Der Anschluss des
GPS-Empfängers erfolgt über die hier typische 6-polige
Mini-DIN-Verbindung.
Der GGM 1 erhält über den angeschlossenen GPS-Empfänger die aktuellen
Positionskoordinaten sowie Informationen über Geschwindigkeit und Kurs
des Fahrzeugs. Diese Informationen vergleicht das Gerät mit den
gespeicherten Daten, bei einer Übereinstimmung wird eine akustische und
optische Warnung ausgegeben.
Es sind auf einfachen Knopfdruck zwei unterschiedliche „Gefahren“
speicherbar, direkte Gefahrenstellen und Tempozonen. Gefahrenstellen
können alle Orte sein, an denen es zu Gefahrensituationen kommen kann,
z. B. unübersichtliche Kreuzungen, Bahnübergänge, Schulwegabschnitte,
Fußgängerüberwege oder auch tiefe Schlaglöcher in der Straße. Die
Warnmeldung wird ca. 50 bis 150 m vor dem Erreichen der Gefahrenstelle
ausgegeben und ist abhängig von der aktuellen Geschwindigkeit.
Tempozonen können beispielsweise für geschlossene Ortschaften oder
andere geschwindigkeitsbeschränkte Straßen eingerichtet werden. Beim
Speichern einer neuen Tempozone wird die aktuell gefahrene
Geschwindigkeit als Referenz genommen, wird dieser Referenzwert später
innerhalb der Tempozone überschritten, so gibt der Gefahrenmelder ein
Warnsignal aus.
Auf diese Weise kann man sich auf einer Referenzfahrt alle relevanten
Wegpunkte erarbeiten. Diese sind später, etwa wenn eine Baustelle
dazukommt, jederzeit ergänzbar.
Insgesamt sind 500 Wegpunkte speicherbar, ausreichend auch für längere
Strecken.Bedienung
Die
Bedienung erfolgt über die beiden Taster „Gefahrenstelle“ und
„Tempozone“, die, wie die Bezeichnung bereits andeutet, das Anlernen
einer Gefahrenstelle oder das Definieren einer Tempozone ermöglichen.
Gegebenenfalls kann auf der Referenzfahrt eine zweite Person zur Eingabe
der Wegpunkte hilfreich sein. Um eine Gefahrenstelle zu markieren, muss
beim Passieren der Gefahr der Taster „Gefahrenstelle“ für ca. 1 Sekunde
betätigt werden. Ein kurzer Piepton quittiert dabei die erfolgreiche
Speicherung der Koordinaten. Das Programmieren einer Tempozone ist etwas
aufwändiger, denn hierfür sind die Anfangs- und Endkoordinaten sowie
die Referenzgeschwindigkeit zu programmieren. Die Geschwindigkeit wird
dabei zusammen mit den Anfangskoordinaten erfasst. Beim
Programmiervorgang sollte bereits kurz vor dem Beginn der
Geschwindigkeitsbeschränkung die dort maximal erlaubte Geschwindigkeit
gefahren werden. Nun speichert man mit dem Taster „Tempozone“ den Beginn
der Tempozone, indem der Taster für ca. 1 Sekunde betätigt wird. Die
LED „Alarm“ blinkt jetzt, bis man am Ende der Tempozone den Taster
„Tempozone” erneut für ca. 1 Sekunde drückt. Die LED „Alarm“ erlischt
und ein kurzer Piepton quittiert den Abschluss der Programmierung.
Beim späteren Abfahren der Strecke ist keinerlei Bedienung mehr
erforderlich, man kann also die volle Aufmerksamkeit dem Straßenverkehr
widmen. Ausnahmen sind dabei das Löschen von Wegpunkten und das
Deaktivieren des Alarms, hier ist eine Bedienung der Taster nötig. Soll
ein gespeicherter Wegpunkt gelöscht werden, muss während der Alarmphase
für diesen Wegpunkt der entsprechende Taster (Gefahrenstelle oder
Tempozone) für ca. 1 Sekunde betätigt werden. Der Alarm wird nun beendet
und es ertönt ein kurzes Kontroll-Piepen. Eine vorübergehende
Deaktivierung des Alarms ist durch einen kurzen Tastendruck der
entsprechenden Taste während der Alarmphase möglich.Schaltungsbeschreibung

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Bild 1: Die Schaltung des GPS-Gefahrenmelders |
Abbildung
1 zeigt die gesamte Schaltung des Gerätes. Über ST 1 und ST 2 erfolgt
die Versorgung mit einer 12-V-Gleichspannung. Die Sicherung SI 1 und die
Diode D 2 schützen die Schaltung vor Kurzschlüssen und Verpolung der
Eingangsspannung. Elko C 6 dient zur Pufferung bei
Spannungsschwankungen. IC 3 erzeugt aus der 12-V-Eingangsspannung die
für die Versorgung des Mikrocontrollers IC 5 und IC 1 erforderlichen 5
V.
Der Flashbaustein IC 2 wird von IC 4 mit 3,3 V versorgt und speichert
später die Koordinaten der Wegpunkte. Da die Eingänge des Flashbausteins
5-V-tolerant sind und der Mikrocontroller bei 3,3 V noch einen
High-Pegel erkennt, können die beiden Bausteine direkt über die
SPI-Schnittstelle miteinander verbunden werden.
Über die Buchse BU 1 wird ein GPS-Empfänger angeschlossen, der über eine
serielle Schnittstelle verfügt. Mit den Jumpern J 1 bis J 5 kann man
zwischen zwei Pin-Belegungen für die verschiedenen GPS-Empfänger
wechseln. IC 1 wandelt die Pegel der EIA-232 (RS232)-Schnittstelle in
entsprechende TTL-Pegel für IC 5. LED D 3 zeigt an, ob der GPS-Empfänger
Satellitensignale empfängt und gültige Daten liefert. Der Signalgeber
PZ 1 (Polung beachten) und die LED D 4 signalisieren das Annähern an
einen Wegpunkt.Nachbau
Alle
SMD-Bauteile sind bereits werkseitig bestückt, der Nachbau beschränkt
sich daher auf das Bestücken der be-drahteten Bauteile und den Einbau
ins Gehäuse.
Wie gewohnt erfolgt die Bestückung anhand des Bestückungsplans, der
Stückliste und unter Zuhilfenahme der Platinenfotos.
Zu Beginn werden die beiden Taster TA 1 und TA 2 bestückt und verlötet.
Dann folgen der Signalgeber PZ 1 (Polung beachten) und die
Mini-DIN-Buchse BU 1. Es ist darauf zu achten, dass die Bauteile plan
auf der Platine aufliegen, bevor sie angelötet werden, um die
mechanische Beanspruchung der Lötstellen so gering wie möglich zu
halten. Nun folgen die Elektrolyt-Kondensatoren C 1 bis C 8, C 16, C
17 und die LEDs D 3 und D 4. Beim Bestücken der
Elektrolyt-Kondensatoren und der LEDs ist auf die richtige Polarität zu
achten. Üblicherweise sind Elkos am Minuspol durch eine
Gehäusemarkierung gekennzeichnet, bei den LEDs ist die Anode (+) durch
den längeren Anschluss zu erkennen.
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Bild 2: Die LEDs sind mit einem Abstand von 10 mm zur Platine zu montieren. |
Die
beiden LEDs sind mit einer Einbauhöhe von ca. 10 mm (gemessen zwischen
Platine und LED-Oberkante, Abbildung 2) zu bestücken. Die Jumper J 1 bis
J 5 werden entsprechend dem verwendeten GPS-Empfänger gesetzt. Eine
Übersicht der kompatiblen Empfänger und die dazugehörigen
Jumperstellungen sind in Tabelle 1 dargestellt.Achtung:
Falsch gesetzte Jumper können zu Schäden am Gefahrenmelder und am
GPS-Empfänger führen. Zur Sicherheit sollte die Belegung der Buchse BU 1
vor der Inbetriebnahme anhand der Bedienungsanleitung bzw. der
technischen Daten des GPS-Empfängers geprüft werden. 
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Bild 3: Anbringen der Anschlussleitung inkl. Zugentlastung |
Im
letzten Schritt muss noch die dem Bausatz beiliegende Anschlussleitung
mit der Platine und dem Kfz-Bordnetzstecker verbunden werden. Dazu ist
die Anschlussleitung zuerst an beiden Leitungsenden ca. 4 mm
abzuisolieren, sorgfältig zu verdrillen und zu verzinnen. Die Adern
eines Leitungsendes werden nun durch die zugehörigen Platinenbohrungen
ST 1 und ST 2 geführt, verlötet und mit einem Kabelbinder fixiert
(Abbildung 3).Das
andere Leitungsende ist von innen durch das kleine Loch der
Gehäuseunterschale zu stecken und so weit durchzuziehen, bis die Platine
in die Gehäuseunterschale gelegt werden kann. Mit den 4 Schrauben 2,2 x
5 mm ist die Platine nun mit der Gehäuseunterschale zu verschrauben.
Als Nächstes werden die Tastknöpfe auf die Taster aufgesteckt, die
Gehäuseoberschale aufgesetzt und das Gehäuse verschraubt. Abschließend
schließt man das lose Leitungsende der Anschlussleitung unter Beachtung
der korrekten Polarität an den Kfz-Bordnetzstecker an. Inbetriebnahme

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Bild 4: Der betriebsfertige GPS-Gefahrenmelder mit angeschlossenem GPS-Empfänger |
Nachdem
der Gefahrenmelder vollständig aufgebaut ist, kann nun der
GPS-Empfänger angeschlossen und die Spannungsversorgung hergestellt
werden (Abbildung 4). Die LED „Empfang“ des GGM 1 beginnt zu blinken, je
nach Modell wird die LED des GPS-Empfängers ebenfalls zu leuchten
beginnen. Nähere Informationen dazu sind der Bedienungsanleitung des
GPS-Empfängers zu entnehmen. Sobald sich der GPS-Empfänger
synchronisiert hat und gültige Daten an den Gefahrenmelder sendet,
leuchtet die LED „Empfang“ des GGM 1 dauerhaft. Nun ist der
Gefahrenmelder einsatzbereit.Verantwortlich handeln!
Zu
guter Letzt noch einige unvermeidliche rechtliche Hinweise. Der
Gefahrenmelder darf nicht für das Lokalisieren und Speichern von
Geschwindigkeitsmessstellen und anderen Verkehrsüberwachungsmaßnahmen
eingesetzt werden. Bei Einsatz in anderen Ländern sind die dort
geltenden Bestimmungen zu beachten.
Achtung!
Der GPS-Gefahrenmelder besitzt als Bausatz keine Zulassung für den
Einsatz im Bereich der StVZO, er darf infolgedessen nur auf abgesperrten
Strecken oder Privatgelände und auf eigene Gefahr eingesetzt werden.
Letzteres betrifft auch den Anschluss und den Betrieb im Fahrzeug –
eventuell auftretende Fehlhandlungen, falsche Anschlüsse und
Folgeschäden fallen ebenso allein in die Verantwortung des Benutzers wie
der generelle Betrieb des Gerätes im Fahrzeug. Wir empfehlen den
Einsatz eines eingewiesenen Beifahrers, um bei den Bedien- und
Programmierhandlungen nicht vom Fahren abgelenkt zu werden.
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Ansicht der fertig bestückten Platine mit zugehörigem Bestückungsplan, oben von der Bestückungsseite, unten von der Lötseite |
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