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Memorandumの小部屋

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電池ボックス電子工作(その18)

いつどこGPSロガー6 ( プラットフォーム プロトタイプ )GPSセンサ部

背景

 いつどこGPSロガー6( プラットフォーム プロトタイプ )用のGPSセンサ部の種類が増えてきましたので、GPSセンサ部として独立させる事にしました。 本ページでは、各種GPSセンサ部について紹介します。

 参考までに、各GPSモジュールの(原則)デフォルトでのNMEAメッセージも紹介します。 なお、いつどこGPSロガー6( プラットフォーム プロトタイプ )で利用していないGPSモジュールについても参考までに掲載しています。

No.

GPSモジュール

電源投入時NMEAメッセージ

最初に受信するメッセージ

SUP500U

製作例

$GPRMC

GT−723F

製作例

$GPRMC

GPS−52D(B)

製作例

$GPGGA

GT−720

製作例

 $GPVTGを有効に変更した後の状態です。

$GPGGA

GPS−74A

製作例

$GPGGA

TK−1315LA

製作例

$GPGGA

TK−1315TA

製作例

当方の入手したTK−1315TAのファームウエアでは$GPGGAのメッセージが標準と異なっています。 上記を参考にして対応が必要です。

$GPGGA

GM−316

製作例

$GPGGA

GM−615T

製作例

$GPRMC

10

LR9543

製作例

$GPGGA

11


G591

製作例

$GPGGA

12

P−2106

製作例

$GPGGA

13

PMB−688

使用例

$GPGGA

14

GMS−CR6

使用例

NMEAメッセージの注意点を「GMS−CR6」に掲載しています。

$GPGGA

15

GMS−SR6

使用例

NMEAメッセージの注意点を「GMS−SR6」に掲載しています。

$GPRMC

16

GM−242i

使用例

$GPRMC

17

GM−318B

使用例

$GPGGA

18

M−5157A

使用例

$GPGGA

19

EM−506A

 

使用例

$GPGGA

20

GM−8013T

 

使用例

$GNRMC

21

GM−A013R

 

使用例

$GPGGA

22

Adafruit Ultimate GPS Breakout v3

 

使用例

$GPGGA

23

GM−5153A

 

使用例

$GPGGA

24

GM−720B

 

使用例

 

$GPRMC

25

GYSFDMAXB

 

使用例

$GPGGA

   


1. SUP500U を用いたGPSセンサ部の製作

 GPSセンサ部の回路は3.1 いつどこGPSロガー6 ( プラットフォーム プロトタイプ ) 回路図」から抜粋しています。

  (クリックすると原寸大の回路図をダウンロードできます。)

【 GPSセンサ(SUP500U)部 回路図 】  

 

 皿ネジは内部の基板を固定しているM2の皿ネジです。

【 GPSセンサ(SUP500U)部完成時外観1 】  

 

 センサ部内部の外観です。 GPSモジュールは付属のコネクタではなく電線で接続しています。

【 GPSセンサ(SUP500U)部完成時 内部1 】

 

 水色のコンデンサは秋月電子通商扱いの絶縁型ラジアルリードタイプ積層セラミックコンデンサー100μF6.3V5mmピッチ(10個入)[P-02243] です。

【 GPSセンサ(SUP500U)部完成時 内部2 】

 

 ケースから基板を取り出した状態です。

【 GPSセンサ(SUP500U)部基板外観1 】

 

 ブザーの手前の基板の穴がM2皿ネジの貫通穴です。

【 GPSセンサ(SUP500U)部基板外観2 】

 

ハンダ面の様子です。 この基板では面実装部品を使用していません。

【 GPSセンサ(SUP500U)部基板外観3 】

 

【 GPSセンサ(SUP500U)部ケース外観1 】

 

【 GPSセンサ(SUP500U)部ケース外観2 】

 

【 プラットフォーム部とGPSセンサ(SUP500U)部  組み合わせ外観1 】

 

【 プラットフォーム部とGPSセンサ(SUP500U)部  組み合わせ外観2 】

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2. GT−723F を用いたGPSセンサ部の製作

  (クリックすると原寸大の回路図をダウンロードできます。)

【 GPSセンサ(GT −723F)部 回路図 】  

 

 GPSモジュールのLED発光目視用貫通穴を設けています。

【 GPSセンサ(GT −723F)部完成外観1 】

 

 GPSモジュールがケースより小さいため、実運用では隙間に緩衝剤材を設けて振動防止しています。

【 GPSセンサ(GT −723F)部完成時内部1 】

 

【 GPSセンサ(GT −723F)部完成時内部2 】

 

  本製作例ではプラットフォーム部とセンサ部間のケーブルを黒色にしてみました。

【 GPSセンサ(GT −723F)部基板外観1 】

 

 従来と同じケーブルの色違いです。 このケーブルは熱にも比較的強いため、とても扱いやすい電線でした。 但し、被覆剥きにはコツが要ります。

【 プラットフォーム部とセンサ部間ケーブル 】  

 

 GPSモジュールの下側には何もありません。

【 GPSセンサ(GT −723F)部基板外観2 】

 

 中央部のネジ穴の周辺に透明の座を設けています。 これは基板とケース間のスペーサです。  このようなスペーサはセンサ部やプラットフォームの基板全てに設けています。 この目的は、ハンダ面に実装した部品に外力が加わらないようにするためです。

【 GPSセンサ(GT −723F)部基板外観3 】

 

 左側に見える丸穴はGPSモジュールのLED発光確認用です。

【 GPSセンサ(GT −723F)部 ケース加工状態 】

 

【 プラットフォーム部とGPSセンサ(GT −723F)部 組み合わせ外観1 】

 

【 プラットフォーム部とGPSセンサ(GT −723F)部 組み合わせ外観2 】

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3. GPS−52D(B) を用いたGPSセンサ部の製作

 本品は「電池ボックス電子工作(その13) いつどこGPSロガー4 ( SDメモリ・セパレートタイプ )」の再掲載です。

 


  (クリックすると原寸大の回路図をダウンロードできます。)

 回路図の部品番号や書き方を本ページに合うように書き直しています。 回路的には出典元と全く同じです。

【 GPSセンサ(GPS−52D(B))部 回路図 】

 

 GPSモジュールの外形が大きいため、電池ボックス([P-00310] SBH-321-AS)を使用しています。

【 GPSセンサ(GPS−52D(B))部完成外観 1  】

 

【 プラットフォーム部とGPSセンサ(GPS−52D(B))部  組み合わせ外観1 】

 

【 プラットフォーム部とGPSセンサ(GPS−52D(B))部  組み合わせ外観2 】

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4. GT−720 を用いたGPSセンサ部の製作

 電池ボックス電子工作(その14) いつどこGPSロガー5 ( SDメモリ・一体型・別給電 )は一体型で製作しましたが、GT−720だけを取り出してプラットフォームに対応した試作回路を製作してみました。 GT−720はRS−232Cレベルのインターフェースであり、単体で使用しやすくなっています。 このため、TTLレベル変換を追加しています。 なお、試作ということで、ケースへの組み込みは行っていません。

 

(クリックすると原寸大の回路図をダウンロードできます。)

【 GPSセンサ(GT−720)部 回路図 】

 

【 GPSセンサ(GT−720)部基板外観1 】

 

試作なので手抜きハンダ付けがまる見えです。

【 GPSセンサ(GT−720)部基板外観 2 】

 

【 プラットフォーム部とGPSセンサ(GT−720)部 (試作) 組み合わせ外観1 】

 

【 プラットフォーム部とGPSセンサ(GT−720)部 (試作) 組み合わせ外観2 】

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5. GPS−74A を用いたGPSセンサ部の製作

 

  (クリックすると原寸大の回路図をダウンロードできます。)

【 GPSセンサ(GPS−74A)部 回路図 】  

 

【 GPSセンサ(GPS−74A)部完成外観1 】

 

 GPSモジュール とセンサ基板の接続はコネクタ取り合いとしました。 センサ部分の標準化を念頭においています。

【 GPSセンサ(GPS−74A)部完成 時内部1 】

 

【 GPSセンサ(GPS−74A)部完成 時内部2 】

 

【 GPSセンサ(GPS−74A)部基板外観1 】

 

  センサ部基板の右上の黒い四角のシートは秋月電子通商で購入した絶縁シートを取り付けています。 ネジ止めした際に基板反対側が浮き上がるのを防止するスペーサとして使用します。

【 GPSセンサ(GPS−74A)部基板外観 2 】

 

 GPSモジュール用コネクタは、逆差し防止をしていません。

【 GPSセンサ(GPS−74A)部基板外観 3 】

 

   GPSモジュール接続用コネクタ(A3C-8DA-2DSA(71))を入手して取り付けています。 但し、高さ低減のため、コネクタの先端側を削っています。

 GPSモジュールの裏面は3層のシートを追加しています。 底面は秋月電子通商で購入した基板用絶縁シート、真ん中に1.6tのユニバーサル基板、上面は銅テープを貼ってGPSモジュールのケースに接続しています。

 銅テープと銅板テープの接続には、平ピンICソケットのピンコンタクトを使用しています。

【 GPSモジュール裏面 】

 

 GPSモジュールの高さが電池ボックス内部より高いためGPSモジュール設置部分の底と蓋部分を削っています。 特にアンテナの突起の部分とGPSモジュールのコネクタ部分は周辺より深くんるように削っています。

【 GPSセンサ(GPS−74A) ケース加工状態 】

 

 測地系のデフォルトがWGS−84となっていましたので該当部のEEPROMデータを変更せすに使用できました。

【 プラットフォーム部とGPSセンサ(GPS−74A)部  組み合わせ外観1 】

 

【 プラットフォーム部とGPSセンサ(GPS−74A)部  組み合わせ外観1 】

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6. TK−1315LA を用いたGPSセンサ部の製作

 

  (クリックすると原寸大の回路図をダウンロードできます。)

【 GPSセンサ(TK−1315LA)部 回路図 】  

 

【 GPSセンサ(TK−1315LA)部完成外観1 】

 

 専用コネクタへは付属ケーブルを切断して、一方のみを使用しています。

【 GPSセンサ(TK−1315LA)部完成 時内部1 】

 

 圧電ブザーを取り出した状態です。 ちょっと実装確認が十分ではなく、幅が狭くなるように両辺を少しカットしています。

【 GPSセンサ(TK−1315LA)部完成 時内部2 】

 

【 GPSセンサ(TK−1315LA)部完成 時内部3 】

 

 

  TK−1315LAの下部には0Vラインに接続した銅テープを付けています。

【 GPSセンサ(TK−1315LA)部基板外観1 】

 

 銅テープに0Vラインをはんだ付けしています。

【 プラットフォーム部とセンサ部間ケーブル 】  

 

 底の丸穴は基板固定用です。

【 GPSセンサ(TK−1315LA)部 ケース加工状態 1 】

 

【 GPSセンサ(TK−1315LA)部 ケース加工状態 2 】

 

【 「ダブログ2」とGPSセンサ(TK−1315LA)部 組み合わせ外観1 】

 

【 「ダブログ2」とGPSセンサ(TK−1315LA)部 組み合わせ外観2 】

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7. TK−1315TA を用いたGPSセンサ部の製作

 

  (クリックすると原寸大の回路図をダウンロードできます。)

【 GPSセンサ(TK−1315TA)部 回路図 】  

 

 TK−1315TAは上向きですので、従来とは異なるケースが必要です。 フィルム用の円筒ケースを考えましたが、TK−1315TAに比べて大きすぎました。 100円均一でケースを探していると、フィルムケースより一回り小さい円筒ケースが見つけて採用しています。

【 GPSセンサ(TK−1315TA)部完成外観1 】

 

 この円筒ケースを利用しています。

【 センサ部 流用ケース 】  

 

 インターフェース部の基板をGPSモジュール に取り付けています。 基板の部品はコネクタ以外は全てチップ部品としています。

【 GPSセンサ(TK−1315TA)部完成外観2 】

 

 インターフェース部の基板の下には絶縁シート(黒色)を挟んでいます。

【 GPSセンサ(TK−1315TA)部完成外観 3 】

 

【 GPSセンサ(TK−1315TA)部完成外観 4 】

 

【 「ダブログ2」とGPSセンサ(TK−1315TA)部 組み合わせ外観1 】

 

【 「ダブログ2」とGPSセンサ(TK−1315TA)部 組み合わせ外観2 】

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8. GM−316 を用いたGPSセンサ部の製作

 

  (クリックすると原寸大の回路図をダウンロードできます。)

【 GPSセンサ(GM−316)部 回路図 】  

 

 動作確認用として製作しましたのでケースには収納していません。 基板サイズは電池ボックス 単4×2本用(フタ付プラスチック・スイッチ付) [SBH-421-1AS]に収納できる大きさとしています。

【 GPSセンサ(GM−316)部  基板外観1 】

 

【 GPSセンサ(GM−316)部  基板外観2 】

 

【 GPSセンサ(GM−316)部  基板外観3 】

 

【 「ダブログ2」とGPSセンサ(GM−316)部 ・GPSセンサ(GM−615T)部 組み合わせ外観1 】

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9. GM−615T を用いたGPSセンサ部の製作

 

  (クリックすると原寸大の回路図をダウンロードできます。)

【 GPSセンサ(GM−615T)部 回路図 】  

 

 動作確認用として製作しましたのでケースには収納していません。 基板サイズは電池ボックス 単4×2本用(フタ付プラスチック・スイッチ付) [SBH-421-1AS]に収納できる大きさとしています。

【 GPSセンサ(GM−615T)部  基板外観1 】

 

【 GPSセンサ(GM−615T)部  基板外観2 】

 

【 GPSセンサ(GM−615T)部  基板外観3 】

 

【 「ダブログ2」とGPSセンサ(GM−316)部 ・GPSセンサ(GM−615T)部 組み合わせ外観1 】

 

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10. LR9543 を用いたGPSセンサ部の製作

 

  (クリックすると原寸大の回路図をダウンロードできます。)

【 GPSセンサ(LM−9543)部 回路図 】  

 

 動作確認用として製作しましたのでケースには収納していません。 基板サイズは電池ボックス 単4×2本用(フタ付プラスチック・スイッチ付) [SBH-421-1AS]の基板サイズにはしていますが、高さがあるのでこの電池ボックスには収納できそうにありません。
 また、モジュール用コネクタを入手できなかったので、モジュールへの配線はコネクタピンに直接ハンダ付けしています。

【 GPSセンサ(LM−9543)部  基板外観1 】

 

【 GPSセンサ(L R9543)部  基板外観2 】

 

【 GPSモジュール開発ボード 「ログコネV1」とGPSセンサ(L R9543)部 組み合わせ外観1 】

 

 当初、本モジュールを起動した際に、下記のように#GPGGA、$GPVTGの繰り返しとなり、いつまでたっても測位状態を確認できませんでした。

【 デフォルト状態シリアル通信状態 】

 そこで、Leadtek GPS Monitorプログラムを起動してPCからLM−9543の設定を変更することにしました。 このプログラムは、今まで使用したGPSモニタプログラムのなかでは設定項目が一番多くありました。 ここでNMEA Protocol信号の有無、更新頻度設定をしても、それがシリアル通信に反映されませんでした。 いろいろ設定していると、極まれに期待通りのシリアル通信に反映されることがありましたが、その理由がなかなかわかりませんでした。 諦めずに、Leadtek GPS Monitorプログラムをさわっていると、やっと原因が判明しました。 シリアル通信のボーレートが4800bpsになっているのが原因でした。 57600bpsにすることで下記のように期待どおりのシリアル通信となりました。

 

【 57600bpsにおけるシリアル通信状態 】

 

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11. GP591を用いたGPSセンサ部の製作

 

  (クリックすると原寸大の回路図をダウンロードできます。)

【 GPSセンサ(G591)  インターフェース部 回路図 】  

 

 左より中継基板、評価基板、GPSアンテナです。

【 GPSセンサ(G591)部  動作状態 】

 

【 中継基板関係  外観 】

 

【 中継基板 部品面 】

 

【 中継基板 ハンダ面 】

 

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12. GP−2106 を用いたGPSセンサ部の製作

 

  (クリックすると原寸大の回路図をダウンロードできます。)

【 GPSセンサ(GP−2106) インターフェース部 回路図 】

 

FTDI USB・シリアル変換ケーブル TTL−232R−5V
と上記ケーブルを接続すればパソコンにUSB接続できます。

【 GPSセンサ(GP−2106)部 変換ケーブル 】  

 

 動作確認用として製作しましたのでケースには収納していません。 基板サイズは電池ボックス 単4×2本用(フタ付プラスチック・スイッチ付) [SBH-421-1AS]に収納できる大きさとしています。

【 GPSセンサ(GP−2106)  動作状態 】

 

【 GPSセンサ(GP−2106)部  インターフェース基板(部品面) 】

 

【 GPSセンサ(GP−2106)部  インターフェース基板(部品面) 】

 

【 GPSセンサ(GP−2106)部  インターフェース基板(ハンダ面) 】

 

分り易くするために1秒分のデータ間に改行を追加しています。
$GPGSVが5秒に1度しか送信されていません。
$GPGLL ,$GPVTGが送信されていません。

【 GPSセンサ(GP−2106)部  受信データ 】

 

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13. PMB−688を用いたGPSセンサ部の使用例

【 ログコネV1接続図 】

 

【 ログコネV1接続状態 】

 

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14. GMS−CR6を用いたGPSセンサ部の使用例

【 ダブログ接続図 】

 

【 ダブログ接続状態 】

 

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15. GMS−SR6を用いたGPSセンサ部の使用例

【 ダブログ接続図 】

 

【 ダブロブ接続状態 】

 

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16. GM−242iを用いたGPSセンサ部の使用例

【 ダブロブ中継基板 接続図 】

 

【 ダブロブ中継基板 接続状態 】

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17. GM−318Bを用いたGPSセンサ部の使用例

【 ログコネV1接続図 】

 

【 ログコネV1接続状態 】

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18. GM−5157Aを用いたGPSセンサ部の使用例

ダブロブ中継基板 接続図 】

 

【 ダブロブ中継基板 接続状態 】

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19. EM−506A(GPS−12751)を用いたGPSセンサ部の使用例

 

【 ログコネV1接続図 】

 

【 ログコネV1接続状態 】

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20. GM−8013Tを用いたGPSセンサ部の使用例

 

【 ログコネV1接続図 】

 

【 ログコネV1接続状態 】

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21. GM−A013Rを用いたGPSセンサ部の使用例

 

【 ダブルGPSロガー「ダブログ」 接続図 】

 

【 ダブルGPSロガー「ダブログ」 接続状態 】

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22. Adafruit Ultimate GPS Breakout v3を用いたGPSセンサ部の使用例

 

【 ダブルGPSロガー「ダブログ」 接続図 】

 

【 ダブルGPSロガー「ダブログ」 接続状態 】

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23. GM−5153Aを用いたGPSセンサ部の使用例

 

【 GPSモジュール開発ボード 「ログコネV 1」 接続図 】

 

【 GPSモジュール開発ボード 「ログコネV 1」 接続状態 】

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24. GM−720Bを用いたGPSセンサ部の使用例

 

【 GPSモジュール開発ボード 「ログコネV 1」 接続図 】

 

【 GPSモジュール開発ボード 「ログコネV 1」 接続状態 】

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25. GYSFDMAXBを用いたGPSセンサ部の使用例

 

【 GPSモジュール開発ボード 「ログコネV 1」 接続図 】

 

【 GPSモジュール開発ボード 「ログコネV 1」 接続状態 】

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