PC-Kabel für Garmin GPS75 - veraltete Version

Wenn Sie das hier vorgeschlagene Kabel nachbauen wollen, beachten Sie bitte folgenden Hinweis:
Der Schaltplan wurde von mir nach bestem Wissen zusammengestellt und an meinem GPS 75 erfolgreich erprobt. Trotzdem garantiere ich nicht für die Korrektheit der veröffentlichten Informationen und übernehme keinerlei Verantwortung für Folgen, die durch den Nachbau des Kabels entstehen können. Wenn Sie also durch die Verwendung des Kabels Ihren GPS-Empfänger und/oder die serielle Schnittstelle Ihres Rechners beschädigen, die Übertragung wichtiger Wegpunkte scheitert oder Sie aus lauter Begeisterung Ihren Goldfisch verhungern lassen, ist es nicht meine Schuld.

Bauteile

Ausgangspunkt für meinen Adapter ist das Kabel, das Garmin beim Autohalter für den GPS 75 verwendet. Die im Schaltbild beim Garmin-Stecker angegebenen Farben beziehen sich darauf. Man kommt aber genauso gut ohne den Autohalter aus, wenn man einen Stecker findet, der für den Garmin paßt. Alle weiteren Bauteile sind bei den Elektronik-Versendern in meinen Elektronik-Links erhältlich. D1 ist eine Zenerdiode vom Typ ZPD 4,7, wobei andere Typen mit 4,7 Volt ebenso verwendet werden können. Bei R1 handelt es sich um einen Widerstand mit 1 Kilo-Ohm, dessen Toleranz ruhig 15 Prozent betragen darf.
Schaltplan Garmin-RS232-Kabel 11KB

Diese Bauteile dienen zur Pegelangleichung der beiden Schnittstellen. Im Gegensatz zur seriellen Schnittstelle (RS232), die Lo als -12V und Hi als 12V darstellt, arbeitet der Garmin mit 0V und 5V. Solange der Garmin nur sendet, ist das kein Problem, weil die seriellen Schnittstellen empfangsseitig auch mit 0V/5V zuverlässig arbeiten. Wenn der PC Daten sendet, gelangen aber -12V/12V an den Empfangseingang des GPS-Empfängers. Der Hersteller Garmin hält eine Pegelanpassung im offiziellen Schnittstellenprotokoll offensichtlich nicht für nötig, doch wird auf den Selbstbau von Kabeln nicht eingegangen. Sie empfehlen für die Verbindung ihre eigenen Kabel, die im Preis mit der Selbstbaulösung sicher nicht mithalten können. Testweise habe ich meinen Garmin 75 direkt an die RS232 angeschlossen, was  trotz der hohen Pegel funktionierte. Trotzdem setze ich für den Dauerbetrieb die Signale lieber um. Auch wenn es nicht nötig ist, schaden wird es sicher nicht. Wer will, kann ja Pin 5 des Garmin-Steckers direkt mit Pin 3 der SUB-D Buchse verbinden und Widerstand sowie Diode weglassen.

Wie die Pegelanpassung funktioniert

Wenn an der seriellen Schnittstelle Lo gesendet wird, also Pin 3 Lo -12V hat, liegt das Masse-Potential an Pin 5 der SUB-D Buchse mit 0V höher. Deshalb fließt durch die Zenerdiode ein Strom, dessen technische Richtung (von + nach -) im Schaltplan von oben nach unten weist. In dieser Richtung, der Durchflußrichtung, verhält sich die Zenerdiode wie jede andere Diode: sie ist niederohmig und verursacht nur einen kleinen Spannungsabfall von ca. 0,6V. R1 sorgt dafür, daß die Treiber-ICs der seriellen Schnittstelle nicht zu stark belastet werden. Wirklich nötig ist er bei Lo nicht, weil die RS232 kurzschlußfest ist und maximal ca. 10mA liefert. Weil die Diode leitet, wird Pin 5 des Garminsteckers auf das Massepotential von 0V hochgezogen, womit Aufgabe 1 erfüllt ist.
Bei Hi ist das Potential an Pin 3 der RS232 mit +12V wesentlich höher als die Masse mit 0V und die Diode wird in Sperrichtung betrieben. Da es sich aber um eine Zenerdiode handelt, deren Widerstand bis zur Zenerspannung (hier 4,7V) hoch und darüber niedrig ist, pendelt sich an D1 ein Spannungsabfall von ca. 4,7V ein. An R1 fällt der "Rest" der Spannung ab. D1 und R1 bilden also einen Spannungsteiler, der die Spannung an Pin 5 des Garminsteckers begrenzt. Damit ist auch Aufgabe 2 erfüllt.

Anmerkungen zum Aufbau

Pinbelegung der seriellen Schnittstelle
SUB D 9 polig SUB D 25 polig Name
2 3 RxD
3 2 TxD
4 20 DTR
5 7 GND
6 6 DSR
7 4 RTS
8 5 CTS
Das Schaltbild oben ist für eine serielle Schnittstelle mit 9poligem Stecker ausgelegt. Oft sind aber am Rechner auch 25polige Stecker für die RS232 montiert, die sich nur durch die Pinbelegung nicht aber in der Funktion unterscheiden. Deshalb kann man das Garminkabel genauso mit einer 25poligen SUB-D Buchse bauen. Die Verdrahtung ändert sich dann entsprechend der Tabelle rechts.

Die im Schaltbild grün eingezeichneten Brücken an der SUB-D Buchse dienen dazu, die Handshakeleitungen des GPS-Empfängers vorzutäuschen. Bei der seriellen Schnittstelle wird über diese Leitungen gesteuert, ob Daten gesendet bzw. empfangen werden können. Dadurch wird die Datenübertragung bei Hochgeschwindigkeitsverbindungen z.B. zu einem Modem gesteuert. Bei den niedrigen Übertragungsraten der GPS-Empfänger wird auf diese Leitungen verzichtet. Hier findet das Handshake, also die Kontrolle, ob gesendet werden darf, auf der Softwareebene des Protokolls statt. Weil diese Leitungen von nur sehr weniger Software verwendet werden, kann man sie getrost weglassen. Die Programme, zu denen weiter unten auf dieser Seite Links stehen, laufen auch ohne. Sollte jedoch jemand mit irgend einem anderen Programm einfach keine Datenübertragung schaffen, dann kann er es damit versuchen.

Wichtiger Hinweis zur Stromversorgung:
Im Schaltbild ist eine externe Stromversorgung eingezeichnet, die es möglich macht, den GPS 75 ohne Batterien oder Akkus zu betreiben. Diese Stromversorgung ist unabhängig von der Datenübertragung, d.h. sie wird dazu nicht gebraucht und kann jederzeit weggelassen werden. Wer den Garmin extern mit Strom versorgen will, sollte bedenken, daß Stromversorgung und Datenleitungen nicht voneinander getrennt sind, was im Normalfall vollkommen in Ordnung ist. Es ist jedoch z.B. möglich, daß Potentialunterschiede zwischen externer Stromversorgung und PC auftreten, die über die serielle Schnittstelle ausgeglichen werden. Außerdem können bei Netzteilen mit schlechter Siebung Brummspannungen auf die Datenleitungen übertragen werden. Doch bei Verwendung eines handelsüblichen Netzteils treten solche Probleme praktisch nicht auf und müssen nur bei besonderen Stromquellen (manche DC-DC-Spannungswandler, Netzteile ohne galvanische Trennung) berücksichtigt werden.

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