NavSpark – O GPSuino

Apresentação da placa NavSpark, uma plataforma de baixo consumo compatível com Arduino e com receptor de sinal GPS integrado.
NavSpark

Hoje em dia muito se fala na chamada Internet das Coisas, em que temos tudo e todos conectados. Mas outro parâmetro também muito importante é a localização! E graças a projetos como GPS e GLONASS, e um receptor de sinal apropriado a cada tecnologia, somos então capazes de obter a localização precisa de um ponto na superfície do planeta. Salvo, é claro, a margem de erro do sinal trabalhado, mas isso é detalhe para um outro post específico sobre GPS! 😉

Com o objetivo de fazer uma placa com microcontrolador e receptor de sinal GPS embutido, foi então que surgiu o projeto NavSpark, inicialmente proposto como crowdfunding na plataforma IndieGogo. Com um pedido de investimento inicial de $27.000 USD, o projeto arrecadou $63.735 USD, quase o triplo pedido.

O NavSpark surgiu como uma versão aprimorada do processador Venus838FLPx, que possui receptor de sinal GPS embutido, contando agora com uma biblioteca de GPS e um SDK integrado a um Arduino IDE modificado para o projeto.

Para se ter noção do tamanho do processador utilizado, segue a Figura 1, em que é mostrada uma comparação do chip com uma moeda.

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Figura 1 – Processador Venus em comparação com uma moeda

O processador utilizado no NavSpark é da família Venus 822, com núcleo LEON3 de 32 bits. Por curiosidade, o LEON3 é uma versão sintetizável em VHDL compatível com a arquitetura Sparc-V8. Para mais detalhes a respeito do núcleo LEON3, veja o link [4].

 A título de comparação com os microcontroladores ATmega, usado na família Arduino, segue a tabela mostrada na Figura 2. Nela, é possível ver que o NavSpark se destaca por operar em frequência de 100MHz, com 212 Kbytes de RAM e 1024 Kbytes de Flash, além de contar com unidade de ponto flutuante (FPU) compatível com as especificações IEEE-754 e possuir GPS integrado.

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Figura 2 – Comparativo do microcontrolador NavSpark e microcontroladores ATmega

Sobre as especificações de Hardware mais detalhadas do NavSpark, temos a seguinte listagem:

  • Processador de 100 MHz com arquitetura 32 bits LEON3 Sparc-V8 e Unidade FPU compatível com IEEE-754;
  • Consumo de aproximadamente 80 uA/MHz a tensão de 3,3V;
  • Memória Flash de 1024 KB e 212 KB de RAM;
  • Programável e energizável pelo conector miniUSB;
  • 1 módulo full duplex UART;
  • 1 módulo UART;
  • 2 canais SPI com modos mestre/escravo configuráveis;
  • 1 canal I2C;
  • 1 sinal PWM com resolução de 24 bits;
  • 17 sinais de I/O compartilhados com demais funções;
  • Relógio atômico sincronizado com referência de tempo de P1PPS e margem de erro de +/- 10 nanosegundos.

Para visualizar em detalhes a placa, posicionamento do chip e dos pinos, segue a Figura 3. Nela é possível observar um conector de antena externa, na lateral esquerda da placa mostrada. Por meio deste conector o usuário pode plugar uma antena externa e obter um sinal de GPS melhor para sua dada aplicação.

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Figura 3 – Placa NavSpark

Programação e Desenvolvimento

  • Possui suporte ao Arduino IDE, que permite integração de bibliotecas Wiring, e está disponível para versões Windows e Linux;
  • Compatível com pinagem de protoboard;
  • Tamanho de  38 mm x 18 mm;
  • GPS integrado.

Ou seja, você pode programar e desenvolver soluções para a NavSpark com a mesma facilidade e praticidade com que desenvolve para Arduino, usando a mesma abordagem de programação. E além disso, também não terá problemas com pinagens e conectores tradicionais, podendo “brincar” usando uma protoboard convencional, e sem ter que arcar com a compra de um módulo GPS adicional.

Para ter acesso ao Guia de Usuário, Guia de Programação, download da versão modificada do Arduino IDE, dentre outros, basta acessar a parte de Recursos da NavSpark aqui.

Um ponto a ser observado é que é necessário o uso de uma antena de sinal GPS, juntamente com a NavSpark. No site é vendida uma antena tal como a mostrada na Figura 4 por $9,00 USD. Ou seja, o NavSpark possui receptor de GPS, mas não possui uma antena embutida.

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Figura 4 – Antena GPS para NavSpark

Variantes

Assim como a família Arduino possui suas variantes como Nano, Uno, Mega, etc, a família NavSpark também possui suas variantes. Em suma, o que se altera de uma placa para outra é somente o chipset receptor de sinal de geolocalização. O microcontrolador LEON3 usado é o mesmo. A princípio, estão disponíveis três variantes:

  • NavSpark – $22,00 USD
    • Variante que faz uso de um chipset que decodifica somente sinais de GPS.
  • NavSpark-BD – $25,00 USD
    • Variante que decodifica sinais de GPS e da rede de satélites chinesa Beidou.
  • NavSpark-GL – $25,00 USD
    • Variante que decodifica sinais de GPS e da rede russa GLONASS.

Como exemplo, segue na Figura 5 uma imagem do NavSpark funcionando em conjunto com um computador.

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Figura 5 – NavSpark operando com computador

Referências

GLONASS – http://www.oficinadanet.com.br/post/10569-voce-sabe-o-que-e-o-glonass

GPS – http://www8.garmin.com/aboutGPS/

IndieGogo – NavSpark – https://www.indiegogo.com/projects/navspark-arduino-compatible-with-gps-gnss-receiver

LEON3 – http://wiki.ztex.de/doku.php?id=en:projects:leon3

NavSpark – http://navspark.mybigcommerce.com/navspark-arduino-compatible-development-board-with-gps/

NavSpark – Antena GPS – http://navspark.mybigcommerce.com/internal-gps-glonass-active-antenna/

NavSpark Resources –  http://navspark.mybigcommerce.com/resources/

NavSpark BD – http://navspark.mybigcommerce.com/navspark-bd-arduino-compatible-development-board-with-gps-beidou/

NavSpark GL – http://navspark.mybigcommerce.com/navspark-gl-arduino-compatible-development-board-with-gps-glonass/

https://www.kickstarter.com/
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