旅を楽しくするArduino端末を作る。その6-方位・高度計をGPSで-

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旅を楽しくするArduino端末を作る。その6-方位・高度計をGPSで-

ツーリングお役立ち情報
2020.02.22

旅を楽しくするArduino端末を作る。その6-方位・高度計をGPSで-

第6回は現在の走行方向、高度を図るため、GPSユニットを用いて、検証＆動作を確認していきます。
第5回はこちらからどうぞ

2020.02.22

第5回はバイク走行時に気圧を図るため、温湿度各種センサーを用いて、動作を確認していきます。第4回はこちらからどうぞ気圧センサーについて今回使用する気圧センサーは、BME280を利用します。BME280はボッシュ社製のセンサモジュールで、温度、湿度、気圧の3つの環境情報を同時に測定できま...

GPSについて

今回使用するGPSは、秋月電子通商で購入した
「ＧＰＳ受信機キット　１ＰＰＳ出力付き　「みちびき」３機受信対応」
を使用します。

秋月電子通商で上記の商品を購入したのは、実装用の基盤はもちろんですが、日本語マニュアルが付いてくるのが購入の決め手でした。
問題が起きた際、単純なセンサーなら信号をオシロスコープで調査するなどでデバックができますが、GPSは難しいですからね。

接続方法に関しては、今回は秋月のマニュアルに従って接続し、セットアップしてください。
ここでは長くなってしまうので、説明しません。
以下のコードはセットアップが完了した状態のGPSを想定しています。

回路

回路図は秋月電子通商のマニュアルを参照してください。
今回はTXDはデジタル10pinに、RXDはデジタルの11pinに接続しています。
マニュアルに記載されている接続図のうち、10kΩの抵抗とダイオードを使用する場面がありますので、事前に用意しておくとよいでしょう。

コード

#include <TinyGPS++.h>
#include <SoftwareSerial.h>

static const int TXPin = 10, RXPin = 11;

TinyGPSPlus gps;
SoftwareSerial ss(TXPin, RXPin);
 
void setup() {
 // Open serial communications and wait for port to open:
 Serial.begin(57600);
 while (!Serial) {
 ; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only
 }
 
 Serial.println("Connect Success");
 ss.begin(9600);
 ss.println("Connect Success");
}
 
void loop() { // run over and over
 while (ss.available() > 0){
   char c = ss.read();
   gps.encode(c);
   if (gps.location.isUpdated()){
        Serial.println(gps.location.lat(), 6); // Latitude in degrees (double)
        Serial.println(gps.location.lng(), 6); // Longitude in degrees (double)
        Serial.print(gps.location.rawLat().negative ? "-" : "+");
        Serial.println(gps.location.rawLat().deg); // Raw latitude in whole degrees
        Serial.println(gps.location.rawLat().billionths);// ... and billionths (u16/u32)
        Serial.print(gps.location.rawLng().negative ? "-" : "+");
        Serial.println(gps.location.rawLng().deg); // Raw longitude in whole degrees
        Serial.println(gps.location.rawLng().billionths);// ... and billionths (u16/u32)
        Serial.println(gps.date.value()); // Raw date in DDMMYY format (u32)
        Serial.println(gps.date.year()); // Year (2000+) (u16)
        Serial.println(gps.date.month()); // Month (1-12) (u8)
        Serial.println(gps.date.day()); // Day (1-31) (u8)
        Serial.println(gps.time.value()); // Raw time in HHMMSSCC format (u32)
        Serial.println(gps.time.hour()); // Hour (0-23) (u8)
        Serial.println(gps.time.minute()); // Minute (0-59) (u8)
        Serial.println(gps.time.second()); // Second (0-59) (u8)
        Serial.println(gps.time.centisecond()); // 100ths of a second (0-99) (u8)
        Serial.println(gps.speed.value()); // Raw speed in 100ths of a knot (i32)
        Serial.println(gps.speed.knots()); // Speed in knots (double)
        Serial.println(gps.speed.mph()); // Speed in miles per hour (double)
        Serial.println(gps.speed.mps()); // Speed in meters per second (double)
        Serial.println(gps.speed.kmph()); // Speed in kilometers per hour (double)
        Serial.println(gps.course.value()); // Raw course in 100ths of a degree (i32)
        Serial.println(gps.course.deg()); // Course in degrees (double)
        Serial.println(gps.altitude.value()); // Raw altitude in centimeters (i32)
        Serial.println(gps.altitude.meters()); // Altitude in meters (double)
        Serial.println(gps.altitude.miles()); // Altitude in miles (double)
        Serial.println(gps.altitude.kilometers()); // Altitude in kilometers (double)
        Serial.println(gps.altitude.feet()); // Altitude in feet (double)
        Serial.println(gps.satellites.value()); // Number of satellites in use (u32)
        Serial.println(gps.hdop.value()); // Horizontal Dim. of Precision (100ths-i32)
        delay(1000);
    }
  }
}

このコードでは、TinyGPS++を利用しています。ほぼ公式のサンプルコードですが、少しだけいじっています。
コードを実行する前に下記リンクからTinyGPS++をダウンロードし、ArduinoIDEにインストールする必要があります。

http://arduiniana.org/libraries/tinygpsplus/

ページ中央の「download」からzipファイルを取得できます。

一つコードの注意点として、シリアルモニターで使用するボーレートが57600になっております。違う値では文字化けして何も読めませんので気を付けてください。

結果

結果は1秒に1回シリアルモニターに出力されます。
結果を乗せると場所が算出できますので、画像はありません。
(ごめんなさい)
結果は上から公式の説明を日本語訳すると

緯度(度)
経度(度)
全緯度の生緯度(+-付き)
上記の10億倍？
全緯度の生緯度(+-付き)
上記の10億倍？
DDMMYYの日付
現在の年
現在の月
現在の日
HHMMSSCCの時間
現在の時
現在の分
現在の秒
現在の1/100秒
速度(単位：100分の1ノット)
速度(単位：ノット)
速度(単位：mile/h)
速度(単位：m/s)
速度(単位：km/h)
角度(100分の1)
角度(360度)
生の高度(単位：cm)
メートル単位の高度(単位：m)
高度のマイル(単位：mile)
高度(単位：km)
フィート単位の高度(単位：feet)
使用中の衛星の数
精度？