title0a.gif

Ｍｅｍｏｒａｎｄｕｍの小部屋

本ページは金銭授受を伴う行為を含むAuctionや商用Web Pageからの無断リンク・無断参照を禁じます。
無断リンク・無断参照が判明した時点で然るべき処置をとらさせて頂きます。

電池ボックス電子工作（その１６）

いつどこＧＰＳロガー６ （ プラットフォーム　プロトタイプ ）

１．背景

　前々からストロベリーリナックスのＨＰを見て試してみたいと思っていた「６５チャンネル　１０Ｈｚ　ＧＰＳモジュール　ＳＵＰ５００Ｕ」を千石電商で見つけました。　値段も少し安そうでしたので、衝動買いモードに突入です。　このＧＰＳモジュールは データを見る限り、小型の割りに受信感度は良さそうです。　秋月電子通商のＧＰＳレシーバモジュールキット　[K-02294]より綺麗な軌跡をロギングできるのではと期待して製作にかかろうとしました。

　まず問題となったのが実装形態です。　このＧＰＳモジュールは小さいので「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 ）」のように一体型にした場合、単三乾電池２本用電池ボックスに実装できそうです。　一時はこの方法で製作を開始しましたが、どうしても質量が重くな る事が気がかりでした。　また、電源供給用の電線も 必要で、振動による短時間接触不良に対しの冗長性（自作の場合の注意点）がありません。　このように考えていくと一体型はジョギング対応としては いま一つで、やはり従来のセパレート型で製作し直しです。

　次に、今まではＵＳＢコネクタを使っているものの、信号線はＲＳ−２３２Ｃレベルという、とても危ない？仕様となっていました。　前回の製作後に「プリント基板で作るPIC応用装置」情報収集装置＋USB接続基板パーツセット  [K-03239]（使用例参照）」を使ってＦＴ２３２ＲＬでＵＳＢ化できる事を確認できていましたので、今回からＦＴ２３２ＲＬ対応とする事にしました。

　ＧＰＳモジュールとマイコンのインターフェースは今まで製作したものとほとんど同じとなります。　もう、毎回設計、製作するのは面倒になってきましたので、今回はＧＰＳロガーのプラットフォーム化を想定して、プラットフォーム部分は同じ設定とし、ＧＰＳモジュール部分だけを交換すれば済むように設計、製作することにしました。　実装を含めてハードウエハは「いつどこＧＰＳロガー４ （ ＳＤメモリ・セパレートタイプ ）」をベースにしました。　ソフトウエハは「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 ）」をベースにしました。　プラットフォーム化に際してはＧＰＳモジュール交換によってＰＩＣマイコンのＥＥＰＲＯＭ設定変更が必要となります。　このため、パソコンからＥＥＰＲＯＭの内容確認、変更ができるモニタプログラムを新規に追加することにしました。　１９７０年代最後の頃にモニタプログラムを製作して以来のモニタプログラム作成です。　

　このような考え方でＧＰＳロガー６ （ プラットフォーム　プロトタイプ ）を設計・製作し、「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」で紹介したＧＰＳモジュールで動作確認できましたので、以下に紹介させて頂きます。　なお、本当はこれで設計終了としたかったのですが、部品手持ち都合で回路の一部を本来とは異なる代替え回路、また、つまらぬ従来品との互換性を持たせたために配線しづらいなどの改善点が出ています。　よって、今回は「プロトタイプ」と余計な語句を追加する事になりました。

　なお、本ページではいつどこＧＰＳロガー６ （ プラットフォーム　プロトタイプ ）の本体部分のみを紹介しています。　ＧＰＳセンサ部については「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」で紹介しています。

　以下の説明で部品類を記載しておりますが、特に記載していない部品は秋月電子通商で入手できます。　一部通販コードも記載しておりますが、これも秋月電子通用のコードです。

２．いつどこＧＰＳロガー６ （ プラットフォーム　プロトタイプ ）の仕様

２．１　実装形態

　いつどこＧＰＳロガー６ （ プラットフォーム　プロトタイプ ）の実装構成は電池とマイコン基板を実装したプラットフォーム部とＧＰＳセンサ部の２つからなる構成とします。

　プラットフォーム部は電池ボックス「電池ボックス　単３×４本用（フタ付プラスチック・スイッチ付） [SBH-341-AS]」内部に「電池ボックス　単４×３本用　プラスチック　Ｂスナップ付 [BH-431-1B] [P-03194] 」を実装しました。　ＧＰＳセンサー部はＧＰＳモジュール外形に合わせて適宜ケースを選択しました。　基本的には「電池ボックス　単３×２本用（フタ付プラスチック・スイッチ付） [SBH-321-AS]」もしくは「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-AS]」を使用しています。

　

２．２　製作仕様概要

　主たる仕様を下記します。

いつどこＧＰＳロガー６ （ プラットフォーム　プロトタイプ ）仕様

対応
GPSモジュール

出力フォーマット　NMEA-0183準拠。
出力信号　３．３Ｖ　ＴＴＬ　レベル
信号フォーマット　９６００ｂｐｓ　調歩同期　（ＲＳ−２３２相当）　

測地系

ＥＥＰＲＯＭ設定により下記の測地系から選択可能。　（選択無しも可能。）

　　WGS-84　　　TOKYO Mean Solution　　　TOKYO Japan
　　TOKYO Korea 4　　TOKYO Okinawa

ＳＤメモリ種

マイクロＳＤ

ＳＤメモリ容量

１６ＭＢ〜１ＧＢ　（ＳＤＨＣ非対応）

ＳＤメモリ読み出し

ＵＳＢポート（仮想ＣＯＭポート）を介した読み出し。

ＳＤメモリカードを 単なるＥＥＰＲＯＭとして使用しており、でファイル管理フォーマットには準拠していないためＰＣでは読み出し不可 。　プラットフォームのＰＩＣマイコンを介したデータ読み出しにのみに対応。

記録間隔

ＥＥＰＲＯＭ設定により１秒〜２５５秒間隔で設定可能。　

（本ＶｅｒｓｉｏｎよりGPSデータ保存間隔設定選択スイッチ入力対応中止。）

記録時間

２．２項参照　（１６ＭＢで５日以上）

出力フォーマット

NMEA-0183準拠

　GPRMC 、GPGGA 、GPGSA 、GPVTGのデータが必要。

記録データ

時刻（ＵＴＣ）　、　緯度　、　経度　、　衛星数　、　測位状態　、　アンテナ高度　、　 ジオイド高度　、　年月日、　方位　、　速度

電源

プラットフォーム部　内蔵乾電池　単四乾電池×３本
ＵＳＢポート　電源供給可能（５Ｖ　１５０ｍＡ）　市販のＵＳＢポートタイプＡＣアダプタ使用可能。

動作モード

ＧＰＳロギングモード　：　ＧＰＳデータをＳＤメモリに格納。

ＳＤメモリ読み出しモード　：　ＵＳＢポート（仮想ＣＯＭポート）でロギングデータを読み出し。

ＳＤメモリ消去モード　：　ロギングデータを消去。

モニタモード　：　ＰＩＣマイコンのＥＥＰＲＯＭの編集。

ＰＩＣマイコンソフト
公開

本製作例も非公開とします。　ソフトはまだＦＩＸしていません。　これで良ければ書込みサービス対応としますのでここを参照願います。

　

　なお、以下の説明でEEPROMに関して２通りの表現が記載されています。　夫々の意味は下記のようになります。

PIC-EEPROM

　「いつどこＧＰＳロガー」を制御するPICマイコンに内蔵されているEEPROMです。　このEEPROMの設定値で「いつどこＧＰＳロガー」の動作を設定します。

ＳＤメモリ
GPS-EEPROM

　GPSモジュールのデータを格納する別設置のＳＤメモリ（EEPROM）です。　この ＳＤメモリ（EEPROM）にGPSデータが格納されます。

　

２．３　記録メディア、記憶容量、記録方法

　各サイズのＳＤメモリにいけるデータ個数などは以下のようになります。

ＳＤメモリ容量

User Area
(Blocks)

使用可能最終アドレス＋１

ＧＰＳ用
データ個数

連続記録日数

１６Ｍ

28,800

$00E1 0000

460,800

５日８時間０分０秒

３２Ｍ

 59,776

$01D3 0000

 956,416

 １１日１時間４０分１６秒

６４Ｍ

 121,856

 $03B8 0000

 1,949,696

 ２２日１３時間３４分５６秒

１２８Ｍ

 246,016

 $0782 0000

 3,936,256

４５日１３時間２４分１６秒

２５６Ｍ

 494,080

 $0F14 0000

 7,905,280

９１日１１時間５４分４０秒

５１２Ｍ

 940,864

 $1CB6 8000

 15,053,824

１７４日５時間３７分４秒

１ＧＢ

 1,983,744

 $3C8A 0000

 31,739,904

３６７日８時間３８分２４秒

　多分、最後まで書込みをすることは無いと思いますが、ＳＤメモリの最終アドレスに達した場合に、以下の２通りをPIC-EEPROMの設定で選択できるようにします。

Singleモード

　それ以上の書き込みを終了し、GPSモジュールの電源をオフする。　つまり、ＳＤメモリの最初のデータを必ず残したいときに選択します。　

上書きモード

　ＳＤメモリの先頭アドレスから上書きするモード。　延々を保存を繰り返します。　つまり、最新のデータを優先して残したいときに選択すます。

　ただし、終了方法は「いつどこGPS」の電源をオフする方法しかありませんので、 ＳＤメモリへの書き込みタイミングをLED状態（LED3(青色)点灯⇒消灯）で確認して電源をオフしてください。　このタイミングをずらすと、最新の取得データのいくつかを失うことになります。

　

２．４　GPSデータ保存フォーマット

　GPSデータ保存フォーマットは以下のようになります。

　ＳＤメモリに保存する際、１回の測定データの所要容量はキリのよいように ３２バイトとし、データフォーマットを以下のようにしました。

アドレス

ｂ７

ｂ６

ｂ５

ｂ４

ｂ３

ｂ２

ｂ１

ｂ０

+0

GPS測位
 = 1
測位不可
 = 0

測位データ正常受信　　=　1

時間　×10時間桁
 BCD Data

時間　×1時間桁 BCD Data

+1

時間　×10分桁 BCD Data

時間　×1分桁 BCD Data

+2

時間　×10秒桁 BCD Data

時間　×1秒桁 BCD Data

+3

Ｈ’０Ｅ’　（「．」の下位４ビット）

時間　×0.1秒桁 BCD Data

+4

時間　×0.01秒桁 BCD Data

時間　×0.001秒桁 BCD Data

+5

緯度　×10°桁 BCD Data　（＊１）

緯度　×1°桁 BCD Data　（＊１）

+6

緯度　×10分 桁 BCD Data　（＊１）

緯度　×1分 桁 BCD Data　（＊１）

+7

Ｈ’０Ｅ’　（＊１）

緯度　×0.1分 桁 BCD Data　（＊１）

+8

緯度　×0.01分 桁 BCD Data　（＊１）

緯度　×0.001分 桁 BCD Data　（＊１）

+9

緯度　×0.0001分 桁 BCD Data（＊１）

北緯 = 1
南緯 = 0

東経 = 1
西経 = 0

測位不能 = 1
２次元測位 = 2
３次元測位 = 3

+10

経度　×100°桁 BCD Data（＊１）

経度　×10°桁 BCD Data（＊１）

+11

経度　×1°桁 BCD Data（＊１）

Ｈ’０Ｅ’（＊１）

+12

経度　×10分 桁 BCD Data（＊１）

経度　×1分 桁 BCD Data（＊１）

+13

経度　×0.1分 桁 BCD Data（＊１）

経度　×0.01分 桁 BCD Data（＊１）

+14

経度　×0.001分 桁 BCD Data（＊１）

経度　×0.0001分 桁 BCD Data（＊１）

+15

衛星数 10個桁 BCD Data（＊１）

衛星数 1個桁 BCD Data（＊１）

+16

アンテナ高度 ×10000m 桁 BCD Data（＊１）

アンテナ高度 ×1000m 桁 BCD Data（＊１）

+17

アンテナ高度 ×100m 桁 BCD Data（＊１）

アンテナ高度 ×10m 桁 BCD Data（＊１）

+18

アンテナ高度 ×1m 桁 BCD Data（＊１）

Ｈ’０Ｅ’（＊１）

+19

アンテナ高度 ×0.1m 桁 BCD Data（＊１）

ジオイド高度 ×1000m 桁 BCD Data（＊１）

+20

ジオイド高度 ×100m 桁 BCD Data（＊１）

ジオイド高度 ×10m 桁 BCD Data（＊１）

+21

ジオイド高度 ×1m 桁 BCD Data（＊１）

Ｈ’０Ｅ’（＊１）

+22

ジオイド高度 ×0.1m 桁 BCD Data（＊１）

日付　１０日桁 BCD Data

+23

日付　１日桁 BCD Data

日付　１０月桁 BCD Data

+24

日付　１日桁 BCD Data

日付　１０年桁 BCD Data

+25

日付　１年桁 BCD Data

方位　×100°桁 BCD Data（＊１）

+26

方位　×10°桁 BCD Data（＊１）

方位　×1°桁 BCD Data（＊１）

+27

Ｈ’０Ｅ（＊１）

方位　×0.1°桁 BCD Data（＊１）

+28

方位　×0.01°桁 BCD Data（＊１）

速度×1000m 桁 BCD Data（＊１）

+29

速度×100m 桁 BCD Data（＊１）

速度×10m 桁 BCD Data（＊１）

+30

速度×1m 桁 BCD Data（＊１）

Ｈ’０Ｅ’（＊１）

+31

速度×0.1m 桁 BCD Data（＊１）

速度×0.1m 桁 BCD Data（＊１）

（＊１）

　該当のデータ種はゼロサプレスデータ（上位桁の０を送信しない。　仮数桁数値１以上のある桁から送信）に対応としています。　上記マップは、全桁数値のある場合のマップを示しています。　データ種毎にＧＰＳモジュールから送信されてくるデータがゼロサプレスされた場合、使用されない桁にはＨ’０Ｆ’が格納されています。　　数値に戻す場合は”０”〜”９”は数字文字に、Ｈ’０Ｅ’は小数点文字「．」に、Ｈ’０Ｆ’は読み飛ばしてもとの数値に戻します。

　

２．５　測地系選択

　下記のコマンドを送信する事で測地系を選択できるようにしています。

動作

コマンド

備　　考

設定

$RSRF106,X*hh<CR><LF>

X=21 ： WGS-84
X=178 ： TOKYO Mean Solution
X=179 ： TOKYO Japan
X=180 ： TOKYO Korea
X=181 ： TOKYO Okinawa

応答

$Ack Input106.<CR><LF>

左記レスポンス

　

２．６　ＰＩＣマイコン　ＩＯピン割り当て

　ＰＩＣマイコンのＩＯピン割り当ては以下のようになります。　ただし、今回のプラットフォーム版よりPIN No.4の用途を変えています。

　ＰＩＣ１６Ｆ６４８Ａ　Ｉ/Ｏピン割り当て

PIN
No

信号
名称

方向

信　　号

１

ＲＡ２

出力

マイクロＳＤメモリ　ＤＩ信号

２

ＲＡ３

入力

マイクロＳＤメモリ　ＤＯ信号

３

ＲＡ４

入力

ＳＤメモリクリヤモード選択入力。
電源投入時　LowレベルでＳＤメモリクリヤモード移行。

４

ＲＡ５

入力

モニタモード移行時、通信速度変更有無。
モニタモード移行時Lowレベルで通信速度9600bps固定設定選択。
（EEPROM書換時に通信速度設定が適切でなかった場合の復旧用。）

５

Ｖｓｓ

ＧＮＤ

電源グランドライン

６

ＲＢ０

入力

モード選択スイッチ信号。
　電源投入時　LowレベルでGPSデータ記録モード移行。
　GPSデータ記録モード時　ブザーオンオフ切り替え

７

ＲＢ１／ＲＸ

入力

シリアル通信入力
　ＧＰＳモジュール送信データ入力　：　9600bps固定

８

ＲＢ２／ＴＸ

出力

シリアル通信出力
　ＧＰＳモジュール受信データ出力　：　9600bps固定
　ＳＤメモリ（GPS-EEPROMデータ）出力　：　PIC=EEPROMで調整可能）

９

ＲＢ３

出力

圧電プザー用オンオフ信号。　（パルス信号であり、レベル信号ではありません。）
ブザーオフ時　：　Ｌｏｗレベル固定
ブザー発振周波数　：　ＥＥＰＲＯＭで設定可能。
ブザー発振継続時間　：　ＧＰＳ検出時　７０ｍｓ、　未検出時　１０ｍｓ

１０

ＲＢ４

出力

ＬＥＤ１出力　（緑色）
（PIC=EEPROMでアノードコモン／カソードコモン設定可）

１１

ＲＢ５

出力

ＬＥＤ２出力　（赤色）
（PIC=EEPROMでアノードコモン／カソードコモン設定可）

１２

ＲＢ６

出力

ＬＥＤ３出力　（青色）
（PIC=EEPROMでアノードコモン／カソードコモン設定可）

１３

ＲＢ７

出力

ＧＰＳモジュール電源オンオフ信号。
Highで電源オン。
（ＧＰＳモジュールＲＳ−２３２ＣのＴＸ信号用マスク信号としても使用。）

１４

Ｖｄｄ

Ｖｃｃ

＋電源ライン。

１５

ＯＳＣ２

発振

セラミック振動子　１０ＭＨｚ

１６

ＯＳＣ１

発振

セラミック振動子　１０ＭＨｚ

１７

ＲＡ０

出力

マイクロＳＤメモリ　クロック信号

１８

ＲＡ１

出力

マイクロＳＤメモリ　チップセレクト信号

　

２．７　ＰＩＣマイコン　EEPROM割り当て、及び、プログラムのダウンロード

　ＰＩＣマイコン内のEEPROMのデータ設定を下記に記載します。

EEPROMのデータ　（２０１１年２月版　Ver 6.0.1）

アドレス

データ内容

デフォルト
１６進数

$00

GPSデータ保存間隔設定１。　ＪＰ１−２（ＲＡ５）＝Ｈｉｇｈ時選択。

０、１：連続

N（２〜２５５）：GPSモジュールからのデータをN回受信して１回だけ記録する。

’０１’

$01

GPSデータ保存間隔設定２。　ＪＰ１−２（ＲＡ５）＝Ｌｏｗ時選択。

０、１：連続

N（２〜２５５）：GPSモジュールからのデータをN回受信して１回だけ記録する。

但し、本製作例では、選択えスイッチを設けていませんのでこの設定は選択できませんが、この機能は有ります。

’０２’

$02

GPSデータ保存開始時先頭アドレス設定

０：空きエリアの先頭ブロックを探し、空きエリアから追加で書込み（追記モード）

１：先頭アドレス＄００００　００００から書込み　（上書きモード）

’００’

$03

ＳＤメモリ最終アドレス書込み後の処理設定。

０：Singleモード　（初期データ保存）

１：上書きモード　（最新データ保存）

’００’

$04

ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３信号論理設定

ｂｉｔ４：ＬＥＤ１　、　ｂｉｔ5：ＬＥＤ２　、　ｂｉｔ6：ＬＥＤ３

０：Highレベル出力で点灯するLED使用時。(カソードコモン用)

１：Lowレベル出力で点灯するLED使用時。（アノードコモン用）

’Ｆ０’

$05

ＳＤメモリ書込時動作　ブザー１ｓ間連続発音／ＬＥＤ１ｓ間連続点灯間隔設定

GPSデータ保存間隔設定１の場合、１６ｓ間隔（１ブロック５１２バイト／３２バイト＝１６）でＳＤメモリ書込時動作を行う。　 書込み動作時に書込みを正常に動作していることを確認できるようにブザー１ｓ間連続発音／ＬＥＤ１ｓ間連続点灯 するようにしている。　この書込み動作確認を、書込み何回毎に行うかを設定するパラメータ。

例１　GPSデータ保存間隔設定１　本設定値＝１　間隔＝１×１６ｓ×１＝１６

例２　GPSデータ保存間隔設定１　本設定値＝２　間隔＝１×１６ｓ×２＝３２

例３　GPSデータ保存間隔設定２　本設定値＝１　間隔＝２×１６ｓ×１＝３２

例４　GPSデータ保存間隔設定２　本設定値＝２　間隔＝２×１６ｓ×２＝６４

’０２’

$06

ＧＰＳロギングモード　ＧＰＳモジュール通信速度設定　（９６００ｂｐｓ相当）

　ＳＰＢＲＧレジスタの値（10MHz、BRGH=1）
　ＰＩＣ１６Ｆ６４８データシートの「USART Baud Rate Generator」を参照。

　デフォルトでは９６００ｂｐｓ相当。　（４８００ｂｐｓの場合は’８１’）

’４０’

$07

ＳＤメモリ読み出しモード、ＳＤメモリ消去モード、モニタモード時ＰＩＣマイコン通信速度設定　（５７．６ｋｂｐｓ相当）

　ＳＰＢＲＧレジスタの値（10MHz、BRGH=1）
　ＰＩＣ１６Ｆ６４８データシートの「USART Baud Rate Generator」を参照。

　デフォルトでは５７．６ｋｂｐｓ相当。

’０Ａ’

$08

ＳＤメモリ読み出し状態設定

ｂｉｔ

機能

値０

値１

０

ＳＤメモリ読出し
フォーマット

ＡＳＣＩＩ

Ｂｉｎａｒｙ

１

読出し終了判定

最終番地まで読出し

最初の空きブロック検出で終了

　

同一データサイズＳＤメモリ転送　ＡＳＣＩＩとＢｉｎａｒｙ比較結果例

ｂｉｔ０

ＡＳＣＩＩ

Ｂｉｎａｒｙ

メモリサイズ

１，６５３，４３２０

８１４，３２３

５７．６ｋｂｐｓ転送時間

約４分５１秒

約２分２５秒

　データサイズが大きくなるにつれて、転送時間が長く、ＨＤＤ格納サイズが大きくなるためにＢｉｎａｒｙ転送機能を追加した。

’００’

$09

GPS測地系選択有無

0:GPS測地系選択無し

1(0以外):GPS測地系選択設定有り（ [$Ack Input106.]応答待ち有り）

今回の製作例はＰＩＣマイコンからＧＰＳモジュールへの設定をしていませんので、この機能は使えない。

’００’

$0A

GPS測地系選択

0:"$PSRF106,21*0F\r\n" WGS-84設定

1:"$PSRF106,178*32\r\n" TOKYO Mean Solution

2:"$PSRF106,179*33\r\n" TOKYO Japan

3:"$PSRF106,180*35\r\n" TOKYO Korea

4:"$PSRF106,181*34\r\n" TOKYO Okinawa
　

’００’

$0B

ブザー発振周期設定　（周波数　＝　１／周期）

発振周期　＝　（設定値＋１）　＊　４　＊　１６　＊　０．１μｓ

例　：　設定値（２２）１６＝３４　→　２２４μｓ　＝　４．４６ｋＨｚ

’２２’

$0C

ＳＤメモリ種類

’０１’＝１６ＭＢ　、　’０２’＝３２ＭＢ、　’０４’＝６４ＭＢ、　’０８’＝１２８ＭＢ

’１０’＝２５６ＭＢ　、　’２０’＝５１２ＭＢ、　’４０’＝１ＧＢ

’００’＝Ｍａｎｕａｌ設定　（デフォルト）

　　（終了アドレス＋１）番地を$0A、$0B、$0Cに設定する。

　　最終アドレスを小さく制限したい場合などに使用する。

上記以外の設定　＝　１６ＭＢ

’００’

$0D
〜
$0F

$0A＝’００’時の（最終アドレス＋１）番地を設定。　５１２バイト単位の設定のためアドレスA8〜A0は内部で０に設定。

$0B：最終アドレス　A31〜A24

$0C：最終アドレス　A23〜A16

$0D：最終アドレス　A15〜A8
　　　　　　　　　　　　（A8はEEPROMで設定できるが、内部で強制的に０と見なす。）

デフォルトは４ＭＢ相当（１ｓ間隔保存で約３６時間）

$0B＝’００’

$0C＝’４０’

$0D＝’００’

$10

ＧＰＳデータ先頭コマンド指定　（必須）

一番最初にＧＰＳモジュールから送信してくるコマンド設定。

bit0=1 GPRMC , bit1=1 GPGGA , bit2=1 GPGSA , bit3=1 GPVTG

デフォルトは「GPRMC」。

＜＜　注意　＞＞

’０１’

　

２．８　動作モード

２．８．１　GPSデータ記録モード

機能

　GPSモジュールのデータをＳＤメモリに保存。

　RS-232CポートからGPSモジュールから取得データが出力されるので、ＳＤメモリにデータを保存しながら 秋月電子通商のＨＰに掲載されているGtop-Satellite-Viewerでデータを表示することができる。

選択方法

　モード選択スイッチを押しながら電源を投入し、約３秒程度押し続ける。

　本モードが選択されたにもかかわらず、LED1の全色(緑色、赤色、青色)が０．２ｓ周期で点滅する場合は、データの上書きししないSingleモードの場合で ＳＤメモリの空き領域が無い場合である。

動作中
表示

　電源投入直後、全LED1が０．５ｓ間点灯し、その後０．１ｓ間消灯する。

　モード選択スイッチが約１ｓ間連続押されていることを検出してＧＰＳデータ記録モードに入る。　この間はＬＥＤは消灯したまま。

　ＧＰＳモジュールの電源をオンする。

　選択されたGPSデータ保存間隔設定のデータ表示を行う。　ＭＳＢ→ＬＳＢの順番で０の場合は０，１ｓ、１の場合は０，５ｓ間LED1の青色を点灯する。　データ表示終了後、LED1の全色(緑色、赤色、青色)が０．５ｓ間点灯する。

　追記モードの場合、空きエリアを検出する動作を行う。　この間、LED1(緑色)→LED1(赤色)→LED1(青色)の順番に点滅を繰り返す。

　その後、ＧＰＳモジュールからのデータを受信状態表示。

　(a) 測位できた場合　：　LED1(青色)を点滅する。

　(b) 電源源投入直後や測位できていない場合　：　LED1(赤色)を点滅する。　

　(c) １ページ単位にEEPROM書込時　：　LED1(青)が次のデータ受信まで連続点灯する。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（約１ｓ間点灯継続）

ブザー音

　電源投入直後は、ブザー消音となっている。

　ＧＰＳモジュールからのデータ受信を開始し始めた後にモード選択スイッチを押すことでブザー音をオン→オフ／オフ→オンできる。

　ブザー音は以下の３通り

　　ＧＰＳモジュールからのデータ受信成功時　：　短時間ブザー音（ピッ）がする。
　　（測位できていない場合）

　　測位成功時　：　少し長くブザー音（ピー）がする。

　　ＥＥＰＲＯＭページ単位書込時　：　約１ｓ程度ブザー音（ピーー）がする。　

　　　

動作終了

　シングルモード時、ＳＤメモリに空きエリアがなくなった場合、GPSモジュールの電源をオフして ０．４ｓ周期でLED1(青色)を点滅する。

　終了方法は電源オフのみ。

　

２．８．２　ＳＤメモリ読み出しモード

機能

ＳＤメモリのデータをRS-232Cラインから出力する。

選択方法

　モード選択スイッチを押さず、PICマイコンの3番ピン（PORTA RA4）をHighレベル（ （ＪＰ１−３　オープン＝Highに接続）にして電源を投入する。

動作中
表示

　電源投入直後、全LED1が０．５ｓ間点灯し、その後０．１ｓ間消灯する。

　LED1(緑色）が、０．５ｓ間隔の点滅を２回行い、その後、０．１ｓ間隔で６回明滅を繰り返す。

　その後、ＳＤメモリの1ページ分のデータを出力する毎にLED1(緑色)→LED1(赤色)→LED1(青色)の順番に点滅を繰り返す。

ブザー音

　ブザー未使用

ＵＳＢポート（仮想ＣＯＭポート）の受信データ

ASCII読出しの場合（ＥＥＰＲＯＭ　＄８　ｂｉｔ０＝０）

　最終アドレス＋１を$0000 8000とした場合のデータ読み出し時の受信データを下図に示します。

　

Binary読出しの場合（ＥＥＰＲＯＭ　＄８　ｂｉｔ０＝１）

　先頭のメッセージは従来と同じ。　その後、ＳＤメモリのアドレスはＡＳＣＩＩコード、その後に５１２バイトのメモリデータをＢｉｎａｒｙで送信。　なお、アドレスの前後は復帰改行（’０Ｄ’　’ＯＡ’）を設けて、テキスト表示しても行先頭にアドレスが表示されるようにしている。
（パソコン側でのＢｉｎａｒｙデータ受信データをファイルに格納する適切なソフトを見つけられず、現状は非公開自作ソフトでファイルに格納している。）
　

動作終了

　ＳＤメモリデータ出力通信終了後はLED1(緑色）を０．４ｓ周期で点滅する。

　終了方法は電源オフのみ。

　

２．８．３　ＳＤメモリクリヤモード

機能

　ＳＤメモリの有効のアドレス全領域のブロック先頭に’FF’に書き込む。

　追記モードでは測位データはＳＤメモリの空き領域に追記される。　このため、測位の前に空き領域を作る必要ばあるため、本モードを設けている。　また、過去分のデータが残っていると最新のデータの最終アドレスが分かり辛くなる。　このため、 ブロックの先頭のデータに’FF’を書き込んでデータの最終アドレスを明確にする。

選択方法

　モード選択スイッチを押さず、PICマイコンの3番ピン（PORTA RA4）をLowレベル（ （ＪＰ１−３　短絡＝Lowに接続）にして電源を投入する。

動作中
表示

　電源投入直後、全LED1が０．５ｓ間点灯し、その後０．１ｓ間消灯する。

　２ｓ間、18番ピン（PORTA RA1）がLowレベルであることを確認する。　この間ＬＥＤは消灯している。

　LED1(赤色）が、０．５ｓ間隔の点滅を２回行い、その後、０．１ｓ間隔で６回明滅を繰り返す。

　その後、LED1(赤色）が０．1ｓ間隔で点滅を繰り返して待機状態となる。　このときにモード選択スイッチを押すとクリヤを実行開始する。

　ＳＤメモリクリヤ中は、ＳＤメモリの８ページ分書込み毎にLED1(緑色)→LED2(赤色)→LED３(青色)の順番に点滅を繰り返す。

　また、ＲＳ−２３２Ｃポートからクリヤ進捗アドレスを出力する。

ブザー音

　ブザー未使用

ＵＳＢポート（仮想ＣＯＭポート）の受信データ

　最終アドレス＋１を$0000 8000とした場合のメモリクリヤ時の受信データを下図に示します。

動作終了

　ＳＤメモリデータ書込み完了後はLED1の赤色を０．４ｓ周期で点滅する。

　終了方法は電源オフのみ。

　

２．８．４　モニタモード　

機能

　 ＵＳＢポート（仮想ＣＯＭポート）を介してパソコンからＰＩＣマイコンのＥＥＰＲＯＭの書換えを行う。
　

選択方法

　 ２．８．２　ＳＤメモリ読み出しモードに移行中に、ＰＣのキーボードより「ＥＳＣ」キーを押す。

コマンド

動作中
表示

モニタモード動作

　ＥＥＰＲＯＭアドレスポインタ（ H'00' 〜 H'FF' ）を示すアドレスの読み書きを行う。　また、「２．８．３　ＳＤメモリクリヤモード」へ移行する。　（ジャンパー短絡無しにＳＤメモリクリヤ。）

No.

コマンド

動作

1

RE<Enter>

ＥＥＰＲＯＭ全アドレスデータ読み出し。

2

SD<Enter>

２．８．３　ＳＤメモリクリヤモード へ移行。

待機状態（LED1(赤色）０．1ｓ間隔で点滅を繰り返してモード選択スイッチを押し待ち状態となる。　モード選択スイッチを押してクリヤ実効。

3

RT<Enter>

コールドスタート状態に復帰。

4

R<Enter>

ＥＥＰＲＯＭアドレスポインタのデータを表示する。

5

Rxx<Enter>

ＥＥＰＲＯＭアドレスポインタxx番地のデータを読み出す。

6

Wyy<Enter>

ＥＥＰＲＯＭアドレスポインタのデータをyyに書き換える。

　PC側ソフトのエコーバックは不要。　（ＰＩＣマイコンからエコーバックする。）
　Ｂａｃｋ　ＳｐａｃｅはＰＩＣマイコン側で処理する。
　大文字、小文字の識別不要。

　モニタモード時、全LED1が消灯する。

ブザー音

　ブザー未使用

ＵＳＢポート（仮想ＣＯＭポート）の受信データ例１

(1) モニタモード移行、モニタモードのオープニングメッセージ表示。
(2) プロンプト”＞”を表示して文字入力待ち。
(3) ＲＥコマンドを入力してＥＥＰＲＯＭの全領域のデータを表示。

　

ＵＳＢポート（仮想ＣＯＭポート）の受信データ例２

(1) Ｒコマンドでアドレスポインタ（H'00')のデータを読み出し。
(2) Ｒ０７コマンドでアドレスポインタをH'07'に移行し、データを読み出し。
(3) Ｒコマンドでアドレスポインタ（H'07')のデータを読み出し。
(4) ｗ０ａコマンドでアドレスポインタ（H'07')のデータを（H'40')から（H'0A')に書換え。 
(5) ＳＤコマンドでＳＤメモリクリヤモードに移行準備。
(6) ＳＤメモリクリヤモードに移行前の再確認。

　

　

動作終了

　モニタコマンド「GT」でコールドスタート。

　電源オフでもよい。

　

２．９　プログラム変遷　

（１）　2011-02-13時点　（２０１１年２月版　Ver 6.0.1）

３　いつどこＧＰＳロガー６ （ ＳＤメモリ・一体型・別給電タイプ ）の製作

　本ページではいつどこＧＰＳロガー６ （ プラットフォーム　プロトタイプ ）の本体部分のみを紹介しています。　ＧＰＳセンサ部については「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」で紹介しています。
　

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

　ＧＰＳモジュールがＳＵＰ５００Ｕの場合の「いつどこＧＰＳロガー６」の回路図を下記に掲載します。　使用部品などは回路図を参照して下さい。　なお、使用部品の多くは秋月電子通商で購入しています。 　電子部品だけではなくブザー、マイクロＳＤカード用のコネクタなども秋月電子通商で購入できます。


（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。）

【　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　】

http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm

　

３．２　プラットフォーム部の製作

　プラットフォーム部の完成時の外観を示します。　基本的には「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 ）」と同じ様な製作方法をとっています。　　以下、各部位毎の製作状況を写真で示します。

　

　秋月電子通商の「電池ボックス　単３×４本用（フタ付プラスチック・スイッチ付） [SBH-341-AS]」内部に「電池ボックス　単４×３本用　プラスチック　Ｂスナップ付 [BH-431-1B] [P-03194] 」を実装。

【　プラットフォーム部の完成時の外観１　】

　

【　プラットフォーム部の完成時の外観２　】

　

　外部接続用ＣＮ１側の側面です。　角穴をやすりで削ってあけています。穴位置は現物合わせです。

【　プラットフォーム部の完成時の外観３　】 　

　

　センサ部用ケーブルの口出し側です。　もともとのリード線取り出し口を少し広げてＬＥＤ１を内側からはめ込んでいます。

【　プラットフォーム部の完成時の外観４　】 　

　

　「電池ボックス　単３×４本用（フタ付プラスチック・スイッチ付） [SBH-341-AS]」内部の加工外観です。
　スイッチ部分の押さえ板は溶着部をカッタで削ってスイッチを取り外しています。　この押さえ板はスイッチ押さえの他にセンサ部用ケーブルの固定にも使用しますので大切に保管して下さい。
　また、電池ボックスリード線取り出し部には動作表示のＬＥＤ１と操作スイッチＳＷ２を写真のように実装しています。

【　電池ボックス加工１　】 　

　

　「電池ボックス　単３×４本用（フタ付プラスチック・スイッチ付） [SBH-341-AS]」内部の仕切をカットし、底を削っています。　この加工には彫刻刀の平刃を使用するとやりやすいようです。

【　電池ボックス加工２　】 　

　

　今回はＳＤメモリとＦＴ２３２ＲＬを別実装とした立体実装となっています。　

【　プラットフォーム部基板外観１　】 　

　

　ＳＤメモリを取り外した状態です。
　左上の２．５４ｍｍピッチのジャンパ部ＪＰ１です。
　

左側　ＪＰ１−２
モニタモード時9600bps固定起動

右側　ＪＰ１−１
ＳＤメモリクリヤ

【　プラットフォーム部基板外観２　】

　

　　ＦＴ２３２ＲＬ基板を取り外した状態です。

【　プラットフォーム部基板外観３　】

　

　コネクタ側から見た基板外観です。　信号用配線はワイヤーラッピング用ポリウレタン電線を使用しています。　この電線は「ロジック回路の配線にはワイヤーペンを使おう！！」を参照願います。

【　プラットフォーム部基板外観４　】

　

　ハンダ面です。　ハンダ面にチップ部品を実装しています。　実はモード選択スイッチＳＷ２のプルアップ抵抗Ｒ４のハンダ付け漏れが後日確認されました。　この写真にその証拠が残っていました。

【　プラットフォーム部基板外観５　】

　

　　ＳＤメモリ部です。　フラットケーブルの電線を裂いて利用しています。
後述のようにコネクタのピンアサイメントが悪いため電線がクロスしてかさばっています。
　コネクタのコンタクト部に逆差し防止用ピンが差してあるのが見えます。

【　ＳＤメモリ部外観１　】 　

　

　　コネクタへのハンダ付けが綺麗ではありませんが、短絡だけはしてない事が確認してそのまま使用しています。

【　ＳＤメモリ部外観２　】 　

　

　ＦＴ２３２ＲＬのピッチが０．６５ｍｍのためハーフピッチ基板では対応できません。　ＦＴ２３２ＲＬ自体を０．６５ｍｍピッチの基板に取り付けてからハーフピッチ基板に電線で接続しています。　これは、ＦＴ２３２ＲＬの端子に電線をはんだ付けする作業が１回ではうまく作業できず何度もトライするのが分かっていましたのでハンダ付け作業を繰り返してもＦＴ２３２ＲＬのリード線を痛めないため、また、少しでも放熱してハンダ付け作業時の温度ダメージを防ぐためです。　
　どこか、三端子レギュレータ回路込みで小型のハーフピッチ対応の変換基板を販売して頂けるともっとＦＴ２３２ＲＬを活用しやすくなります。　まだ幅を５ｍｍ程度狭くできるはずです。 

【　ＦＴ２３２ＲＬ基板１　】 　

　

　基板裏面には電源回路を設けています。　この回路に逆電圧防止ダイオードＤ５１を設けていますが、当初はこのダイオードを設けていませんでした。　実はこの基板は２代目であり、初代の基板は誤って逆電圧を印加してＦＴ２３２ＲＬが天に召されてしまいました。　手持ちストックが少ないので破損をこれ以上起こさないこともありますが、実はこの基板を組み立てるだけで最初は１日仕事でした。　この基板を何度も製作する気力が無く、二度とこの基板を製作したくないためににＤ５１を設けました。

【　ＦＴ２３２ＲＬ基板２　】

　

　　ＦＴ２３２ＲＬをユニバーサル基板に実装してハーフピッチ基板取付用の電線を接続した様子です。　（ＵＳＢ顕微鏡で撮影）

【　ＦＴ２３２ＲＬ基板３　】

　

　今回使用した０．６５ｍｍピッチ変換基板です。

【　ＦＴ２３２ＲＬ基板４　】

　

　０．６５ｍｍピッチ変換基板を上記のようにカットして使用します。

【　ＦＴ２３２ＲＬ基板５　】

　取り出し用の電線として、信号線はロジック配線用のワイヤーペン用のポリウレタン線（右側）、電源関係は２８ＡＷＧの素線（７本）をばらし必要に応じて数本を撚った電線（左側）を使用しています。

【　ＦＴ２３２ＲＬ基板６　】

　

４　完成外観

　

【　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　】

　

【　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　】

　

【　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　】

　

【　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　】

　

　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　】

　

５　プロトタイプの改善

　プロトタイプの製作に際して、既に改善点がいくつかあります。　もし次に製作する場合は下記の改善をする事を検討しています。

５．１　ＳＤメモリ用コネクタピン配列見直し。　（プラットフォーム部）

　過去との互換性を考えてコネクタ類は「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 ）」と同じにしました。　しかし、今回の製作ではＳＤメモリ用中継コネクタとＳＤメモリコネクタ間が短く、コネクタ〜ＳＤメモリ間の配列が順番とおりの」並びに」なっておらず、配線をクロスさせての配線作業となり、ＳＤメモリ部の厚みを無駄に厚くせざりるを得ませんでした。
　過去にとらわれず、次回は下記のピン配列で製作したいと考えています。

【　ＳＤメモリ用コネクタピン配列見直し　】 　

　

５．２　シリアル通信データの切替え回路対応

　ＧＰＳモジュールの電源をオンするＧＰＳロギングモードと、それ以外のＳＤメモリ読み出しモード、ＳＤメモリ消去モード、モニタモードでシリアル通信の状態を切り替える必要があります。　本来はデータセレクタで信号を切り替えるところですが、 今回は手持ち部品の関係で別回路で対応しました。
　次回は下記回路でトライしたいと考えています。　（検討だけで回路動作確認はしておりません。）

　

　　 （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。）

【　シリアル通信データの切替え回路対応　】 　

　

５．３　充電回路追加

　　ＳＤメモリのデータ消去をＵＳＢポート（仮想ＣＯＭポート）を用いたモニタモードでできるようになりましたのでプラットフォーム部の蓋を開ける機会は内蔵電池を交換するときです。　もし内蔵電池を二次電池にできれば蓋を開けなくてすみます。　この対応として充電回路を追加できないかと思っています。　

【プログラム書き込みサービス】

　本ページのＰＩＣマイコンのソフトは非公開とします。　但し、本ページで紹介しましたＰＩＣマイコンの書き込みサービス は行います。　詳細はプログラム書き込みサービスのページを参照願います。

　Ｍｅｍｏｒａｎｄｕｍの小部屋 へ戻る　　　　　　ホームページへ戻る

End of This Page.