みちびき対応 GPS モジュール PA6C を Mbed で使う

前回の記事に引き続き Mbed ネタです。今回ご紹介するのはコチラ！

みちびき対応と謳われている GPS モジュール PA6C (FGPMMOPA6C) が載った基盤です。Running Electronics で \3,580 で売っているのを買ってきました (www.runele.com/ca2/7/p-r-s/)。ブレッドボードに挿せる足も生えていて使いやすい基盤ですね。

前回同様、mbed LPC1768 に繋いでみます。

mbed LPC1768	FGPMMOPA6C
VOUT (3.3V)	VCC (#1)
P28 (TX)	RX
P29 (RX)	TX
GND	GND (#3 or #4)

シリアル通信と電源供給だけ。まるで USB だ。

早速出力を見てみたいと思います。下のコードは後で送信処理がしやすいようレコード1本単位でループが回るようにしています。

#include "mbed.h"

Serial gps(p28, p27);       // TX, RX
Serial pc(USBTX, USBRX);    // TX, RX
DigitalOut led1(LED1);

int main() {
    pc.baud(115200);
    pc.printf("PA6C DEMO\n");
    char gpsout[1024];
    while (1) {
        gpsout[0] = '\0';
        while (1) {
            char c = gps.getc();
            char s[2];
            s[0] = c;
            s[1] = '\0';
            strcat(gpsout, s);
            if (c == '\n') {
                break;
            }
        }
        pc.printf(gpsout);
        led1 = !led1;
    }
}

そうそう、Windows の方は mbed 用シリアルポートドライバ導入をお忘れなく。

Windows serial configuration - Handbook | Mbed

https://os.mbed.com/handbook/Windows-serial-configuration

ではコンパイル、書き込み、ターミナル繋いでリセットボタン！

なにやら CSV っぽい見た目のフォーマットでデータが吐かれていきます。やたらゼロが多いような・・・？

このフォーマットは NMEA 0183 というフォーマット^{[参考文献3]}で、お目当ての座標データは $GPGGA から始まるレコードに含まれている模様。後に続くカンマ区切りの値がそれぞれ以下を意味します。

UTC 時刻 (HHmmss.SS)
緯度 (Google Map とかで使う緯度の 100 倍の値)
緯度の符号 (N or S)
経度 (Google Map とかで使う緯度の 100 倍の値)
経度の符号 (E or W)
(以下略)

値がなかったりゼロが並んでたりするのは、まだ計測できていないことを示しています。屋内ではなかなか時間がかかる模様…

このままデータを眺めていても退屈なので、このデータをビジュアライズしてくれるツールを使ってみましょう。以下のページから Mini GPS tool (windows only) をダウンロードします。

Resources | Adafruit Ultimate GPS | Adafruit Learning System

https://learn.adafruit.com/adafruit-ultimate-gps/resources

起動するとこんな感じです。Comport は [Auto Detect] を押すと自動でセットされます。

やはり、まだ電波をキャッチできていないようです。でもしばらく待つと、12 というマークがついて日付・時刻が入りました。

参考文献4によると、12番くんはアメリカの GPS、2R-16M のようです。みちびき1号機は193番、2号機は194番なので、まだ PA6C の底力は発揮できていませんね。GPS は最低でも衛星3機＋時間差を補正するためのもう1機の合計4機がないと測位できないため、この状態では測れません。外に出たくないならば、辛抱強く待ちましょう。

・・・と思ったのですが、窓をあけてちょこっと突き出しただけでこの通り！

193番、みちびき1号機登場！座標もドンピシャで出ました (モザイクいれていますが)。

ここまで確認できれば、あとは煮るなり焼くなりです。とりあえず前回の記事の Wi-Fi モジュールを使って VULTR VPS 東京リージョンに置いた Node-RED に送りつけてみました。NMEA 0183 フォーマットのまま送りつけているので、パースもクラウド上です。こんな感じで lat, lon を取り出すことができました。

理想は mbed 側で NMEA パースし、さらに LoRaWAN 送信を見越すと11バイト以内 (例えば Float x2 など) に収めたいところですが、それは今後の課題ということで、今日はここまで。

Stay tuned & Happy hacking!

みちびき対応 GPS モジュール PA6C を Mbed で使う

PA6C Breakout基板 (実装済み)

配線完了 (前回の写真を再掲)

PA6C からの出力

Mini GPS Tool その1

Mini GPS Tool その2

Mini GPS Tool その3

Node-RED

参考文献