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Cómo encontrar el mejor dispositivo GPS con antena incorporada

Timofei Temlyakov

¿En qué nos basamos evaluando un nuevo GPS-tracker? En “características técnicas” del dispositivo. Las especificaciones parecen ser un gran ayudante para elegir y seleccionar el mejor modelo de rastreador GPS. Normalmente en la parte superior de la lista de especificaciones hay una sección separada dedicada a un módulo GNSS: la marca, los sistemas de navegación y la sensibilidad.

Por desgracia la práctica muestra que la mayoría de la información tomada de los materiales de publicidad y manuales de instrucciones no sirve para nada. ¿Por qué? En primer lugar, porque es demasiado general con frases como “sensibilidad: hasta -165 dBm”. En segundo lugar, es un truco común entre los fabricantes proporcionar información sobre el módulo o incluso los parámetros de chip en lugar de revelar las características reales del artículo comprado. Sin embargo, hay que admitir que incluso el mejor chip GNSS no puede alcanzar los criterios establecidos si está conectado a la antena equivocada o por un efecto de ruido de la fuente de alimentación. En otras palabras, varios componentes de placa, diseño y montaje del dispositivo afectan mucho a capacidades finales del rastreador GPS.

Para encontrar un rastreador GPS que satisfaga sus expectativas le recomendamos que eche un vistazo a su estructura interna: analice funciones de antena GNSS, disposición de componentes en placa, amortiguación de ruidos y su microprograma – el regulador principal de todo eso.

Particularidades de montaje de dispositivos GPS que hay que tener en cuenta:

Tamaño de antena. En caso si un dispositivo funciona con antena de parche incorporada, lo que es importante es el tamaño de receptor.
“El tamaño general de antena incorporada es de 16mm x 16mm”, – dice Ken Everett – el presidente de “Digital Matters” – una empresa, que fabrica dispositivos GPS en Australia.

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Para módulos con antena más pequeña como CAM-M8 de Ublox será más difícil obtener la señal. Los resultados de la prueba han demostrado que es casi imposible obtener la ubicación exacta con un módulo de este tipo cuando está dentro de un edificio, incluso cerca de la ventana. Para evitar este problema Digital Matters decidió instalar CAM-M8 en los rastreadores GPS que se utilizan fuera.

GNSS antena 15 x 15 mm
GNSS antena 15 x 15 mm

En cuanto a los dispositivos de seguimiento de tamaño de bolsillo, el punto negativo es que no pueden ser utilizados con grandes antenas. Y por eso generalmente muestran ubicación equivocada, hacer líneas de pista abruptas y además perder la señal.

GNSS antena 25 x 25 mm
GNSS antena 25 x 25 mm

Por el contrario, los dispositivos GPS que tienen una antena de gran tamaño (por ejemplo, Queclink GL500) pueden captar la señal mucho más rápido, lo que es importante para seguimiento en el modo intervalo.

Algunos fabricantes sugieren también otras soluciones aún más sofisticadas. Por ejemplo, en Queclink (la versión modificada de dispositivo OBDII), fabricante ha instalado incluso dos antenas GPS ortogonales.

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Según las palabras de Ruslan Yusupov (miembro de la compañía “Loccate“), el “conocimiento especializado” sugerido por Queclink, es una solución muy actual para los dispositivos GPS de ese factor de forma. Los dispositivos de esta clase se ponen generalmente debajo de un tubo de dirección donde la señal no es tan fuerte. Además, no se puede cambiar la ubicación de dispositivo GPS después de haber fijado el conector de puerto diagnóstico. Por eso dos antenas es realmente una gran solución de ingeniería.

En cuanto al tamaño, el equipo de Queclink asegura que es importante:

Las antenas de diferente tamaño tienen la ganancia de amplificación diferente . En general, la ganancia de antena de parche de 18 * 18 * 4 mm es alrededor de + 2dBi, mientras que la ganancia de antena de parche de 15 * 15 * 4mm es de + 1dBi aproximadamente. Claro que la placa de masa va a afectar a la antena, por eso personalizamos la antena GPS para cada proyecto. El proveedor de la antena sintoniza la antena a la frecuencia de resonancia correcta según el tamaño de placa de masa. Si en diferentes modelos de dispositivos se usa antena del mismo tamaño, entonces después de la configuración la ganancia de antena puede ser diferente: dentro de 1.5 dB. La sensibilidad, indicada en caracteristicas de nuestros modulos, se define según los resultados de pruebas, pero sin influencias de antena.

¡Posición de antena importa! La productividad de un dispositivo puede ser mejorada significativamente si su antena está configurada correctamente en una placa, especialmente cuando se trata de dispositivos pequeños. Además, siempre debe haber suficiente espacio alrededor del receptor para que consiga y mantenga la fuerza máxima de señal. Como ejemplo tomaremos dos dispositivos: Digital Matter Remora y Wonde Proud M7.

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Dispositio GPS Remora creado para monitoreo de objetos de movimiento lento y tiene una placa amplia y espaciosa. Hay una gran cantidad de espacio alrededor de la antena. Como no hay “elementos ruidosos” alrededor de receptor, atrapa la señal fácilmente.

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WondeProud M7 también se utiliza para el monitoreo de objetos de movimiento lento y para el rastreo de carga. Tiene imanes poderosos en la base. Su antena GNSS es grande: 25mm x 25mm. El receptor cerámico no se coloca en la placa sino en la parte posterior del dispositivo. En cuanto a los otros componentes de montaje, no afectan de ninguna manera a conexión de señal.

Según Vilius Cepulis, Gerente de Desarrollo de Negocio de Teltonika, sus ingenieros prestan mucha atención a la posición de todos los elementos en la placa de circuitos aun en la fase inicial de diseño.

El departamento de investigación y desarrollo de Teltonika tiene una larga experiencia en el diseño de placas para rastreadores GSM / GNSS. Por lo tanto, sabemos cómo evitar errores en la fase inicial de diseño. El primer paso y muy importante es colocar correctamente cada componente en una placa de circuito. Con instrumentos de medición de alto nivel en nuestro laboratorio, siempre ajustamos los circuitos analógicos y esquemas de radiofrecuencia en etapa de prototipo de productos. Sin embargo, nos preocupa mucho la calidad de GNSS y siempre tenemos suficiente espacio para la antena GNSS de alta ganancia que es una parte esencial de nuestros rastreadores. En consecuencia, esto nos permite ofrecer el rastreador con mejor recepción y que suele ser más pequeño que otros dispositivos en el mercado.

Los fabricantes a veces colocan notas de instrucción en casco de dispositivo GPS sobre cómo el dispositivo tiene que colocarse. Por ejemplo “este lado hacia arriba”. Es mejor pedir primero a los clientes que examinen esas notas de recomendación.

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Amortiguación de ruido. La posición de todos los componentes en la placa es muy importante porque la antena GPS debe estar aislada de los elementos que generan el ruido de alta frecuencia.

Montaje de alta calidad debe tener un amplificador de bajo ruido de señal GNSS y filtros SAW que bloquean las señales celulares para que no amortiguen las señales de satélites. Uno también debe tener en cuenta el hecho de que diferentes combinaciones de amplificador de bajo ruido y de filtro paso banda pueden dar resultados diferentes. La combinación correcta de los dos elementos es específica para los productos de fabricación avanzada, ya que ayuda a reducir el tiempo de “arranque en frío” hasta dos veces.

¡Tener un firmware de alta calidad es gran ayuda!

Después de analizar los puntos anteriores podemos nombrar un dispositivo “dispositivo GPS inteligente” si tiene un hardware moderno y software de alta calidad.

GPS asistido. El receptor GPS puede necesitar de 2 a 3 minutos para calcular el punto de ubicación mientras el tiempo de “arranque en frío” – el primer encendido del dispositivo después de un apagado largo. Los mejores dispositivos GPS modernos son capaces de descargar la información voluminosa necesaria no sólo de los satélites, sino también a través de Internet móvil – este es un principio en que se basa la tecnología de GPS asistido. Así como la transmisión de datos a través de la comunicación celular es mucho más rápida, el “arranque en frío” no toma mucho tiempo, sino sólo unos segundos.

En la práctica, GPS asistido (o simplemente A-GPS) da una línea de pista más definida en el momento de encendido de dispositivo GPS o en el momento en que el coche sale del aparcamiento subterráneo profundo, etc. Lo que es muy útil para los dispositivos portátiles que funcionan en modo intervalo, porque su tarea es restablecer la ubicación lo más pronto posible y transmitirla al servidor durante unos minutos de “despertarse” después de horas de sueño largo.

GPS asistido se realiza en casi todos los chips GPS modernos. Sin embargo, todavía hay fabricantes de rastreadores GPS que no implementan esta tecnología en su firmware.

LBS o Cell-ID ubicación. Al rastrear activos valiosos, es útil tener en mente un adicional método de seguridad de la geolocalización (por ejemplo, utilizando torres celulares). Para este propósito, en firmware de dispositivo GPS debe ser realizada la transferencia de información sobre parámetros de la estación base (MCC, MNC, LAC, CID) con que se establece la conexión. Lamentablemente no todos los dispositivos GPS tienen esta función. Al elegir dispositivos que la tienen implicada, le recomendamos prestar atención a número de estaciones bases: cuanto más hay, más preciso será la triangulación de ubicación.

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5 consejos para elegir sabiamente

Para resumir, podemos afirmar que los parámetros de dispositivo GPS indicados en folletos publicitarios dan sólo información breve que no nos puede dar una comprensión completa de cómo el producto va a funcionar realmente. Los puntos más importantes están escondidos dentro de cada dispositivo. Por lo tanto, es mejor que antes de la compra haga preguntas o pida una muestra para hacer pruebas de campo y echar un vistazo dentro del producto.

Estas son nuestras recomendaciones:

  1. No confíe únicamente en los datos de los materiales de publicidad de fabricante. Haga pruebas de dispositivo GPS Usted mismo.
  2. Pruebe el funcionamiento del producto exactamente bajo las condiciones en que será utilizado por sus clientes: oculte el dispositivo bajo el salpicadero de coche o póngalo en caja con carga.
  3. Preste atención al tiempo de “arranque en frío” (TTTF), a la presencia de “manchas blancas” en líneas de la pista después de salir de los túneles y los subterráneos, estime la exactitud de recorridos cuando va recto y gira.
  4. Asegúrese de que el fabricante implementó funciones de GPS asistido y Cell ID en el firmware del rastreador.
  5. Mire a las placas de dispositivos comparados: estime el tamaño de antena incorporada y la colocación de los elementos a su alrededor.

Cuando uno elige un dispositivo GPS que tiene la funcionalidad similar y precio menos costoso, asume los ciertos riesgos. En el mercado donde ahora hay mucha competencia de los fabricantes de dispositivos GPS es apenas posible que Usted pague de más por la marca famosa de fabricantes. Es más probable que paga por soluciones de ingeniería basadas en la rica experiencia de fabricante que finalmente resultará en apreciación y lealtad de sus clientes.

El artículo fue escrito por especialistas de Navixy y se basa en larga experiencia en integraciones y pruebas de cientos de modelos de dispositivos GPS hechos por fabricantes mundiales. El soporte de más de 600 modelos le permite hacer pruebas de dispositivos de diferentes proveedores con facilidad.

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