Curiosity
Breakout SparkFun per il chip u-blox MAX-M10S (workhorse del bench Visla v2). 1.74×1.20”, 2× Qwiic + PTH, connettore SMA per antenna esterna (vs SAM-M10Q tutto-in-uno) — controllo totale sull’antenna scelta. Backup battery onboard per hot start <1s entro ~5h dal power off. Per chi vuole massima ultra-low-power consumption (<25mW tracking) con antenna patch attiva separata 28×28mm o magnetic mount.
Specs tecniche
| Parametro | Valore |
|---|
| Vendor | SparkFun Electronics (USA, open hardware) |
| SKU SparkFun | GPS-18037 |
| Prezzo | $45.95 (1pc) |
| Chip integrato | u-blox MAX-M10S (M10 ultra-low-power, <25mW tracking) |
| Dimensioni breakout | 1.74” × 1.20” (~44 × 30 mm) |
| Connettori dati | 2× Qwiic JST-SH (I2C addr 0x42) + PTH header (UART + I2C + PPS) |
| Connettore antenna | SMA female per antenna esterna attiva o passiva |
| Backup battery | Coin cell onboard — ~5h di hot start dopo power off |
| Schematic | Open hardware — disponibile in PDF + Eagle .brd su GitHub |
| Compatibilità Visla bench | Qwiic chain con XIAO Expansion Board (I2C bus condiviso) |
🧪 Note dal bench Visla
- ✅ SMA antenna esterna: pattern preferito per Visla v2 packaging — antenna piazzata dove conviene (non sopra PCB modem), no compromessi di posizionamento RF
- ✅ Consumo MISURATO al banco Visla (23/06/2026, DPS-150 3.3V): tracking multi-GNSS 17.9 mA, solo-GPS 14.4 mA, PSM cyclic 11.5 mA, backup ~8 mA (overhead board: PWR LED). Il datasheet dichiara ~7.5 mA ma è in modalità power-optimized — il continuous reale del breakout è ~18 mA. Vedi test consumi
- ✅ Design open hardware utile per la PCB Visla: il repo SparkFun (mirrorato in
fornitori/sparkfun-max-m10s/) include la Eagle library GNSS-MAX.lbr (symbol + footprint del MAX-M10S, importabile in KiCad), il .brd/.sch reference design (sezione RF: SMA, backup battery, LNA_EN, filtro VCC_RF) e i file Production/Gerber — base pronta per la sezione GPS del PCB Tag
- ✅ Backup battery 5h hot start retention: bench-test friendly, no aspetto cold start 27s dopo unplug
- ⚠️ Antenna esterna NON inclusa: serve antenna patch attiva (es. SparkFun u.FL→SMA patch $14.95) — budget extra ~$15 vs SAM-M10Q che ha antenna integrata
- ⚠️ Prezzo single-qty $45.95: ragionevole ma per produzione vai chip nudo MAX-M10S (€6.50/q1k)
⚠️ Gotchas
- SMA femmina sul breakout, antenna deve avere SMA maschio (o adattatore)
- Qwiic feeds 3.3V — Grove a 5V brucia regolatore
- Backup battery scollegata >5h = cold start ~27s
📊 Consumi — ufficiali (chip) vs misurati Visla (modulo)
📄 Ufficiali u-blox (chip MAX-M10S, datasheet UBX-20035208, @3.0V, LNA low gain, segnale −130 dBm) — valori verificati Table 13/14, totale VCC+V_IO
| Stato (configurazione) | I_VCC | I_V_IO | Totale |
|---|
| Acquisizione (picco) | — | — | 25 mA |
| Acquisizione GPS-only | 6.5 | 2.2 | ~8.7 mA |
| Acquisizione GPS+GAL+BeiDou | 10.5 | 2.3 | ~12.8 mA |
| Tracking GPS-only | 6.0 | 2.2 | ~8.2 mA |
| Tracking GPS+GAL | 6.0 | 2.2 | ~8.2 mA |
| Tracking GPS+GAL+GLONASS | 7.0 | 2.3 | ~9.3 mA |
| Tracking GPS+GAL+BeiDou | 8.0 | 2.3 | ~10.3 mA |
| 💤 HW backup (solo V_BCKP) | — | — | 32 µA |
| 💤 HW standby (V_IO on) | — | — | 46 µA |
| 💤 SW standby (RXM-PMREQ) | — | — | TBD (datasheet) |
→ Il “<25mW” pubblicizzato = tracking GPS/GPS+GAL (8.2 mA × 3V = 24.6 mW). Confermato dal datasheet.
🧪 Misurati Visla (modulo SparkFun GPS-18037, DPS-150 @3.3V, 23/06/2026)
| Stato | Misurato |
|---|
| Tracking multi-GNSS | 17.9 mA |
| Tracking GPS-only | 14.4 mA |
| PSM cyclic | 11.5 mA |
| Backup (RXM-PMREQ) | ~8 mA |
⚠️ Chip vs modulo: ~2× di differenza. Il chip nudo fa ~8-10 mA (datasheet); il modulo SparkFun misurato fa 17.9 mA = chip + ~8-10 mA di overhead board (PWR LED sempre acceso + regolatore + LNA a gain pieno vs “low gain” del datasheet). 👉 Lezione per il PCB Visla: senza il PWR LED e con un regolatore efficiente, il GPS si avvicina agli ~8 mA del chip — non ai 17.9 del breakout. Anche il backup misurato (~8 mA) è quasi tutto overhead board (chip reale 32-46 µA). Dettaglio test →
📡 Set comandi completo (programmazione M10 SPG 5.00)
Il MAX-M10S si programma via 3 protocolli sulla stessa UART/I2C: NMEA (testo, output standard), UBX (binario, controllo completo), config interface (chiavi CFG via UBX-VALSET/VALGET). Totale: 79 UBX + 26 NMEA = 105 messaggi + ~28 gruppi config (centinaia di chiavi). Tutti elencati sotto con descrizione. Fonte: Interface Description M10-FW500 SPG 5.10 (verificato al bench Visla via pyubx2, 23/06/2026 — ACK/VALGET).
🛰️ UBX-NAV (0x01) — navigazione · 24 messaggi
| Msg | ID | Descrizione |
|---|
| NAV-PVT | 0x07 | Position + velocity + time (il principale, tutto in uno) |
| NAV-POSLLH | 0x02 | Posizione geodetica (lat/lon/alt) |
| NAV-POSECEF | 0x01 | Posizione in ECEF (X/Y/Z) |
| NAV-VELNED | 0x12 | Velocità in frame NED |
| NAV-VELECEF | 0x11 | Velocità in ECEF |
| NAV-STATUS | 0x03 | Stato navigazione (fix type, flags) |
| NAV-SAT | 0x35 | Info per satellite (CNR, elevazione, azimuth) |
| NAV-SIG | 0x43 | Info per segnale (qualità, correzioni) |
| NAV-DOP | 0x04 | Diluizione di precisione (HDOP/VDOP/PDOP) |
| NAV-COV | 0x36 | Matrici di covarianza (incertezza pos/vel) |
| NAV-ORB | 0x34 | Stato database orbite (effemeridi/almanacco/AOP) |
| NAV-SBAS | 0x32 | Stato correzioni SBAS |
| NAV-SLAS | 0x42 | Stato QZSS L1S SLAS |
| NAV-ODO | 0x09 | Odometro (distanza percorsa) |
| NAV-RESETODO | 0x10 | Reset odometro |
| NAV-CLOCK | 0x22 | Soluzione di clock del ricevitore |
| NAV-EOE | 0x61 | End of epoch (marca fine epoca) |
| NAV-TIMEGPS | 0x20 | Tempo GPS |
| NAV-TIMEGAL | 0x25 | Tempo Galileo |
| NAV-TIMEGLO | 0x23 | Tempo GLONASS |
| NAV-TIMEBDS | 0x24 | Tempo BeiDou |
| NAV-TIMEQZSS | 0x27 | Tempo QZSS |
| NAV-TIMEUTC | 0x21 | Tempo UTC |
| NAV-TIMELS | 0x26 | Info evento leap-second |
⚙️ UBX-CFG (0x06) — configurazione · 18 messaggi
| Msg | ID | Descrizione |
|---|
| CFG-VALSET | 0x8a | Scrive chiavi di config (RAM/BBR/Flash) |
| CFG-VALGET | 0x8b | Legge chiavi di config |
| CFG-VALDEL | 0x8c | Cancella chiavi di config |
| CFG-CFG | 0x09 | Clear / save / load configurazione |
| CFG-RST | 0x04 | Reset ricevitore + clear backup (cold/warm/hot) |
| CFG-PRT | 0x00 | Config porte I/O (UART/I2C/SPI, baud) |
| CFG-MSG | 0x01 | Rate di output per singolo messaggio |
| CFG-RATE | 0x08 | Rate di navigazione/misura (1Hz, 10Hz…) |
| CFG-NAV5 | 0x24 | Motore di navigazione (dynamic model, soglie) |
| CFG-NAVX5 | 0x23 | Motore di navigazione expert |
| CFG-GNSS | 0x3e | Selezione costellazioni (GPS/Gal/GLO/BDS) |
| CFG-NMEA | 0x17 | Configurazione estesa protocollo NMEA |
| CFG-INF | 0x02 | Quali messaggi INF emettere per protocollo |
| CFG-ANT | 0x13 | Controllo antenna (supervisor, alimentazione) |
| CFG-ITFM | 0x39 | Monitor jamming/interferenze |
| CFG-ODO | 0x1e | Odometro + filtro COG a bassa velocità |
| CFG-DAT | 0x06 | Datum geodetico (custom) |
| CFG-BATCH | 0x93 | Configurazione data batching |
📶 UBX-MGA (0x13) — A-GNSS / AssistNow · 9 messaggi
| Msg | ID | Descrizione |
|---|
| MGA-GPS | 0x00 | Assistenza GPS (effemeridi/almanacco/health/UTC/iono) |
| MGA-GAL | 0x02 | Assistenza Galileo |
| MGA-GLO | 0x06 | Assistenza GLONASS |
| MGA-BDS | 0x03 | Assistenza BeiDou |
| MGA-QZSS | 0x05 | Assistenza QZSS |
| MGA-ANO | 0x20 | AssistNow Offline (orbite a lunga validità) |
| MGA-INI | 0x40 | Aiding iniziale (posizione/tempo/clock/frequenza) |
| MGA-DBD | 0x80 | Dump/restore navigation database |
| MGA-ACK | 0x60 | Acknowledge dei messaggi di assistenza |
🔋 UBX-RXM (0x02) · 🩺 UBX-MON (0x0a) · 🔐 UBX-SEC (0x27)
| Msg | ID | Descrizione |
|---|
| RXM-PMREQ | 0x41 | Power management request (backup/standby → 46µA) |
| RXM-MEASX | 0x14 | Misure satellitari (locationing/RRLP) |
| RXM-SFRBX | 0x13 | Subframe di navigazione broadcast (raw) |
| RXM-RLM | 0x59 | Galileo SAR return-link message |
| MON-VER | 0x04 | Versione firmware/hardware |
| MON-HW | 0x09 | Stato hardware |
| MON-HW3 | 0x37 | Stato pin I/O |
| MON-RF | 0x38 | Info catena RF (jamming, AGC, noise) |
| MON-COMMS | 0x36 | Statistiche porte di comunicazione |
| MON-SPAN | 0x31 | Spettro del segnale (analisi banda) |
| MON-GNSS | 0x28 | Selezione GNSS major attiva |
| MON-RXR | 0x21 | Stato ricevitore (sveglio/dorme) |
| MON-PATCH | 0x27 | Patch firmware installate |
| MON-BATCH | 0x32 | Stato buffer data batching |
| SEC-UNIQID | 0x03 | ID univoco del chip |
📋 UBX-LOG (0x21) · UBX-INF (0x04) · UBX-ACK (0x05) · UBX-TIM (0x0d) · UBX-UPD (0x09)
| Msg | ID | Descrizione |
|---|
| LOG-BATCH | 0x11 | Dati batched (posizioni registrate) |
| LOG-RETRIEVEBATCH | 0x10 | Richiede i dati batched |
| INF-DEBUG/ERROR/NOTICE/TEST/WARNING | 0x04/00/02/03/01 | Output informativo ASCII (5 livelli) |
| ACK-ACK / ACK-NAK | 0x01 / 0x00 | Conferma / rifiuto di un comando |
| TIM-TM2 | 0x03 | Time mark (timestamp evento esterno) |
| TIM-TP | 0x01 | Time pulse time data |
| TIM-VRFY | 0x06 | Verifica del tempo sorgente |
| UPD-SOS | 0x14 | Save-on-shutdown (backup stato in flash) |
📜 NMEA standard (21) + PUBX proprietari (5)
| Msg | Descrizione |
|---|
| GGA | Fix data (posizione, n. satelliti, HDOP, quota) — il più usato |
| RMC | Recommended Minimum (pos, velocità, data, status) |
| GLL | Lat/long + tempo + status |
| GNS | GNSS fix data (multi-costellazione) |
| GSA | DOP + satelliti attivi |
| GSV | Satelliti in vista (CNR per satellite) |
| VTG | Course over ground + velocità |
| ZDA | Data e ora |
| GST | Statistiche errore pseudorange |
| GRS | Residui di range |
| GBS | Satellite fault detection |
| GAQ/GBQ/GLQ/GNQ/GPQ/GQQ | Poll di un messaggio standard (6 query) |
| DTM | Datum reference |
| VLW | Distanza ground/water |
| TXT | Trasmissione testo |
| RLM | Return link message (Galileo SAR) |
| PUBX,00 (POSITION) | Posizione lat/long proprietaria |
| PUBX,03 (SVSTATUS) | Stato satelliti |
| PUBX,04 (TIME) | Ora del giorno + clock |
| PUBX,40 (RATE) | Set rate di output NMEA |
| PUBX,41 (CONFIG) | Set protocolli e baud rate |
🗂️ Gruppi config (CFG-* via VALSET, ~30 → centinaia di chiavi)
CFG-PM (power), CFG-SIGNAL, CFG-RATE, CFG-NAVSPG, CFG-MSGOUT, CFG-ANA (AssistNow), CFG-MOT, CFG-ITFM, CFG-ODO, CFG-SBAS, CFG-QZSS, CFG-TP, CFG-SEC, CFG-TXREADY, CFG-NMEA, CFG-INFMSG, CFG-RINV, CFG-HW, CFG-BATCH, CFG-UART1/I2C/SPI (+INPROT/OUTPROT).
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