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自作した液晶表示つき GPSデータロガー

液晶表示つき GPSデータロガー


2010.4.11

GPSデータロガーを自作

自作した液晶表示つき GPSデータロガー  10年ぶりくらいにデジカメ(初心者向きのコンパクトデジカメだけど)を買ったので GPSデータロガーを自作してみました。GPSモジュールは AITENDOで売ってた GM-316、MCUは ATmega328p、記録には microSD/microSDHCを使います。これだけ見ると ChaNさんポータブルGPSデータ・ロガーと同じ構成ですが、ハードウェア・ソフトウェア共に独自です。と、言ってもファイルシステムはやはり ChaNさんの FatFsを利用させていただいております。感謝。

 GPSの時間・緯度経度などの情報を記録するだけでなく、液晶にも表示するようにしてみました。そのため正確な時計としても使えます。液晶はパスワールド101x64液晶モジュール(SPI入力)を使っています。グラフィック液晶なので、時間については大きなフォントを使って見やすくしています。

 ケースは毎度のタカチ SW-55Bです。サイズは 55mm x 40mm x 20mm。

自作した液晶表示つき GPSデータロガー・microSDカードスロット  microSD/microSDHCはここから挿入できます。電源ONの最中に抜き差ししてはいけません。(^^;

 ちなみに microSD/microSDHCカードが無くても動作します。

 カードに記録するログの形式は GPSモジュールが出力する NMEA-0183そのままで、10秒ごと(Ver. 1.0.7以降は5秒ごと)に記録します。SONYのパーソナルナビ NV-U3とほぼ同等にしてあるので PetaMapでそのまま使えました。→2010/4/10 開花前の悠久山散策

 轍 Wadachiのログファイルにも使えます。デジカメの画像と組み合わせて画像つきルートマップが作れます。 →2010/4/10 開花前の悠久山を散策 ログファイル

自作スクリプトで作成した画像つきルートマップ  自作Perlスクリプトでデータ処理して Google Mapsに画像つきルートマップを作成した例です。ルートデータは移動速度に応じて間引いています。旅行中、ずっと胸ポケットにこれを入れていました。2D計測は問題ないようですが、背中側の衛星は捉えられない為か、高度データにはかなり誤差があるようです。

 自作スクリプト:
 resize:カレントディレクトリの画像を全てサムネイルと Web公開サイズにリサイズ・シャープ化する。ImageMagick + シェルスクリプト。
 gpsroute:GPSデータロガーのログファイルとリサイズした画像からルートマップの HTMLを作成。Perl。Ubuntuの場合は libimage-exiftool-perlが必要。

自作した液晶表示つき GPSデータロガーとストラップ  ストラップもつけられます。金具にはゼムクリップを流用。

自作した液晶表示つき GPSデータロガー・ケース内部  ケース内部です。単四電池2本で動作します。エネループ対応。電源は DC/DCコンバータで 3Vに昇圧しています。フェライトビーズなどで対策をしているのでノイズの影響はほとんど無いと思います。実際、これを胸ポケットに入れて車を運転していても問題なくトラッキングします。人体と車の屋根があるのでどうかと思いましたが大丈夫でした。

 消費電流は 40~50mA程度。800mAhのエネループで 16時間以上動作します。この前測った時は 17時間 40分動きました。この際のデータサイズは約 1.1MB。今は 2GBのカードが千円以下で買えますので、容量的には余裕ありすぎ。

 バッテリーが交換式になっているので、例えばキャンプや登山など、泊まりがけで電気の無い所に行く場合でも予備電池を持っていけば対応できます。と言ってもわたしはそこまではしませんが。

自作した液晶表示つき GPSデータロガー・液晶と基板  電池を抜いた所です。基板は P板.comが一日限り約8,000円サービスの時に作りました。またやってくれないかなあ。

 GPSモジュールは、ぶら下げた時にわずかでも上を向くように傾けてありますが、まあ、気休めかも。液晶のコネクタ基板がうまい具合に電池抑えを兼ねています。

自作した液晶表示つき GPSデータロガー・基板表側  表側。電源 ON/OFFボタンは基板設計時に想定したのより小さいのを使ってたりします。

自作した液晶表示つき GPSデータロガー・基板裏側  液晶をどかすとこんな感じ。こちら側は背の低い部品のみを実装しています。

自作した液晶表示つき GPSデータロガー  裏側。比較的背の高い DC/DCコンバータのコイルや、GPSバックアップ用の電気二重層コンデンサはこちらに実装してます。どちらも液晶コネクタの下になってます。まだ余裕があったので AVR書き込み用 ISPコネクタもこちらに。

 →回路図
 →EAGLEソース
 →ファームウェアソース(2010.5.2 Ver. 1.0.7)New!
 →ファームウェアソース(2010.4.26)
 →ファームウェアソース(2010.4.20)
 →ファームウェアソース(2010.4.10)

自作した液晶表示つき GPSデータロガーとオオイヌノフグリ
速度表示が異常ですが、最新ファームでは直ってます。


応用案

 これを応用してこんなのも作れると思います。

●サイクルコンピュータ
 液晶表示を少し変更して、速度と移動方向がはっきりわかるようにすれば自転車用のサイクルコンピュータになるでしょう。取り付け金具や防水も考える必要はあるでしょうけど。
●万歩計
 振動スイッチを追加し、カウント値を表示すれば万歩計にもなります。これは比較的簡単。
●猫・ペット・野生動物の行動調査・ドライブレコーダ
 さすがに大改造というか MCUから交換する必要があるでしょうが、JPEGカメラを追加して時々 JPEG画像を撮影して microSDカードに保存すればいいでしょう。逆にカメラ無しで液晶もとっぱらって行動記録専用にしてもいいかも。
●各種データロガー
 GPSモジュールの代わりに SHT-11をつければ温度・湿度データロガーになりますね。SHT-11は GPSモジュールよりはるかに小電力なので電池もかなり持つと思います。温度だけなら 1-Wire温度センサ DS18B20でもいいですね。

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