日別アーカイブ: 2018年11月18日

GPSモジュールについて

ラズパイを用いた自作GPS端末を製作するにあたり、購入したGPSモジュールについて、紹介していこうと思う。

購入したのは以下の2つ。

(1)GPS受信機キット[AE-GYSFDMAXB](1PPS出力付き「みちびき」3機受信対応)・・・¥2,100。秋月電子通商にて購入。

<主なスペック>

  • 受信(トラッキング)感度:-164dBm
  • 測位確度(緯経度の水平位置):2m(-135dBm時)
  • 電源電圧:DC5V(電源電流:40mA)
  • 入出力信号レベル:3.3V(CMOSレベル)
  • 出力データ更新レート:毎秒1回(デフォルト。毎秒1~10回出力可)
  • サイズ:30x30x13.5 mm(電池ボックス実装時)
  • 重量:11g(バックアップ電池装着時)

(2)ADAFRUIT GPSモジュール[ID:746]・・・¥2,649。Amazonで購入。

<主なスペック>

  • ウォーム/コールドスタート 34秒
  • 受信(トラッキング)感度: -165dBm
  • 更新レート 最大10Hz
  • 電源電圧 3.0〜5.5VDC (最大電流 20mA)
  • 寸法:25.5x35x6.5(うち、アンテナ部:15x15x4)[mm]
  • 重量 8.5g

当初は、(1)で進める予定であったが、GPS端末用に用意したケースに固定して、バッテリやラズパイなどの必要なパーツを稼動可能な状態で、とりあえずケースに押し込み、公園に行って、ラズパイのシリアルポートからのデータをシリアルコンソールプログラム(cu)で画面に出力させてみたところ、いつまでたってもGPSから正しくデータを受信することができなかった!(30分程度放置したり、向きを変えたりするものの、自宅内で動作させたときと同様な出力状況であった)

当時、原因として、GPSモジュールに対して、半田付けやケースに固定する際に物理的に無理をさせてしまったのが原因で壊れてしまったのでは?と思い、

後日、あらたに(2)のGPSモジュールを購入して、今度はノートパソコン(Debian)に前回とほぼ同様の構成で接続して動作確認してみたところ、正しく測位されたNMEAデータが出力された。

寸法も(2)のモジュールのほうが、長方形型で寸法形状的にレイアウトしやすいことから、(2)を採用することにした。

あらためてこの(2)のモジュールを、新たに別のケースを用意。設置方法はモジュール(1)のときと同様、ケースにGPSセンサ部の四角い形状に合わせて穴を開け、ケースの内側からその窓穴からGPSセンサが空を覗けるように固定した。

下図は、(1)使用時の固定方法

側面図
上面図

この状態で、改めて動作確認をしたところ、最初はGPSデータが受信できず、20~30分ほどケースの向き(GPSセンサーの向き)を変えるなどして格闘してたところ、ようやくデータが表示された!

前回のケース固定との違いから、ケースの厚さが薄くなり、センサ部位がケース表面近くにまで露出させたことがよかったのかもしれない。