DIY GPS Logger

DIY GPS Logger "V3 Orange"

mbed を使って GPS ロガーを作っています。

http://mbed.org/media/uploads/tosihisa/_scaled_20101103349.jpghttp://mbed.org/media/uploads/tosihisa/_scaled_20101104357.jpg

☆board Orange とLCDインターフェースユニバーサル基板を使っています。

mbed で愉しく電子工作をしている皆さんのお力を借りて、ここまで作ることが出来ました。ありがとう御座います m(_ _)m

最新情報(2011-6-12)

  • GPSロガーの回路図を作成しました.

遅まきながら,自作 GPS ロガーの回路図を作成しました.

自作GPSロガー(PDF)→ http://mbed.org/media/uploads/tosihisa/diygpslogger.pdf

最新情報(2010-11-8)

  • Gadget1 R1(2010年11月5日)、FOSS4G ジオメディアサミット ライトニングトーク(2010年11月6日)に、自作GPSロガーについて話をしました。

発表資料→ http://dl.dropbox.com/u/10133347/mbed_gps_logger_20101105.odp

出来ること

  • GPSモジュール FV-M11 を使う事で、5Hz(200ミリ秒)周期で現在位置を得る事ができます。

市販されている殆どのGPSモジュールは 1Hz(1秒)周期ですので、その5倍の細かさで現在位置を得ます。

通常使用では1Hz で問題ありませんが、例えばサーキット走行時は5Hz でのログは必須です。

  • 加速度、方位、ジャイロをログ出来ます。このログ周期は10Hz、すなわち100ミリ秒周期です。

→加速度、方位、ジャイロのログデータから位置を推測する機能はありません。

  • GPSモジュールから時刻を得た時に mbed 本体のRTCにも時刻を書き込みます。

→但し秒程度の誤差があります。

  • 記録メディアはマイクロSDを使います。

→プログラムを変更することで、USBメモリに保存する事も可能です。

  • ログデータの形式はGPSは NMEA-0183 形式で保存し、センサーデータは CSV 形式ファイルで保存します。

両方ともテキスト形式のログデータですので、NMEA-0183 は gpsbabel で gpx 形式に変換でき、CSV ファイルは表計算ソフトで開くことができます。

ScreenShot

http://mbed.org/media/uploads/tosihisa/_scaled_20101108369.jpgメイン画面です。
  • 緯度経度
  • 方位
  • ログ番号
  • 加速度(X/Y/Z)
  • GPSログ周期(1Hz/5Hz)
  • GPS時刻(UTC)
  • ジャイロ
http://mbed.org/media/uploads/tosihisa/_scaled_20101108372.jpg
  • 現在位置
  • DOP(PDOP,HDOP,VDOP)
  • 測位ステータス
http://mbed.org/media/uploads/tosihisa/_scaled_20101108374.jpg
  • GPSモジュールの方位
  • デジタルコンパスの方位
http://mbed.org/media/uploads/tosihisa/_scaled_20101108375.jpg
現在時刻を表示しています。
  • 上がRTC(日本時間)
  • 下がGPS時刻(UTC)
http://mbed.org/media/uploads/tosihisa/_scaled_20101108376.jpg
ジャイロセンサーの値を表示します。
http://mbed.org/media/uploads/tosihisa/_scaled_20101108378.jpg
加速度センサーの値を表示します。

主な仕様

http://mbed.org/media/uploads/tosihisa/_scaled_20101103353.jpg

1. メインプロセッサ

当然 mbed です :-)

2. ベースボード

logic_star さん作、きばん本舗さんにて販売されている ☆board Orange です。

http://kibanhonpo.shop-pro.jp/?mode=cate&cbid=822917&csid=1 で購入できます。

☆board  Orange は実に良くできているボードで、USB とイーサネット、マイクロSDを使うことができます。

自作GPSロガーは、イーサネットを使わないので、☆board Orange 基板背面に取り付けるバックアップ電池を、イーサネット部分に取り付けています。

3. センサーボード

shintamainjp さん作のLCDインターフェースユニバーサル基板です。

自作GPSロガーは、ベース基板に液晶と赤外線リモコン、スイッチなどのHMI入出力を取り付け、LCDインターフェースユニバーサル基板に各種センサー入出力を取り 付けています。

4. GPS モジュール

FV-M11 を使っています。

http://item.rakuten.co.jp/ida-online/id-fv-m11-gr-159/ で購入しました。

FV-M11 は、5Hz(200ミリ周期)で位置を得る事ができる GPS モジュールです。

多くのGPSモジュールは、位置計算の周期は 1Hz(1秒) なのですが、サーキットをログする場合は、5Hz 無いと苦しいです。

また、FV-M11は、内蔵アンテナに加え外部アンテナも使うこともできるので、内蔵アンテナでは電波のうかりが悪い場合に、外部アンテナで補うことができます。

5. 加速度センサー

3軸加速度センサモジュール MMA7361L(アナログ出力)を取り付けています。

http://strawberry-linux.com/catalog/items?code=12101 で購入しました。

アナログ出力なので、mbed で読む場合は AnalogIn を使います。

→実際に試すと、静止していても相当に「暴れる」現象があり、別の加速度センサーを使う事を考えています。

→どうもバイクに載せてログを取ろうとすると,バイクからのノイズがかなり入る模様です. **

6. ジャイロセンサー

圧電振動ジャイロモジュールを取り付けています。

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-02758/ で購入しました。

このモジュールは、ジャイロセンサーが二つついていますので、2軸ジャイロモジュールとして使うことができます。

自作GPSロガーでは、ロール角とピッチ角検出に使おうと考えています。

これも、加速度センサーと同じくアナログ出力なので、mbed で読む場合は AnalogIn を使います。

7. デジタルコンパス

HMC6352 を取り付けています。

http://www.switch-science.com/products/detail.php?product_id=55 で購入できます。

このモジュールは、2軸デジタルコンパスで、I2C で接続して方位(磁北)を得る事ができます。

8. 赤外線受光モジュール

IRM-3638N3 を取り付けています。これは家電用のリモコンの信号を受信できるモジュールで、Mac のリモコン AppleRemote も受信できます。

(家電リモコン、AppleRemote の受信データをデコードする必要があります)

http://mbed.org/media/uploads/tosihisa/_scaled_20101103355.jpg

自作GPSモジュールでは、AppleRemote を入力に使っています。

赤外線受光モジュールは、mbed のピンを一つしか使わないので、色々なキーを使いたい時に便利です。

http://mbed.org/users/tosihisa/notebook/appleremote/

9. 液晶

SPI 接続の 128x64 ドットマトリックス液晶を取り付けています。

http://www.aitendo.co.jp/product/1622 で購入できます。

表示ソフトは、 Sim さんが Publish されている SPILCDsample を使っています。

さらにドット単位で線や文字を描画するライブラリtinydrawを開発して使っています。

消費電流

GPS未捕捉時で約280mA、GPS捕捉で約250mA です。

定格を満たせば、携帯電話充電用の USB 出力バッテリーを電源に使うことができます。

eneloop 単3乾電池で、約2時間程度動きます。

単3リチウム電池を使うと,約6時間~7時間動きます(きちんと測っていません.おおよその目安です).

ピンアサイン

ピンをかなり使っていますが、それでもまだシリアルを1チャンネル分空けています。

このシリアルは、2台目のGPSを繋いだり、またはGPSが出力するNMEAセンテンスのパススルー出力を考えています。

他にも、もしシリアルでデータを出力するセンサーがあれば繋ぐ事も可能です。

http://mbed.org/media/uploads/tosihisa/diy_gps_logger_pin_assign.jpg


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