GPSデータロガーの制作



ランニング解析したい!!
最近、私はまたまたランニングを始めました。 毎日5〜10km走るようにしています。 現在アスリート用のラップや心拍数が計ることの出来る時計を購入して使っていますが、途中どのくらいの速度で走っているのかがわからないので、それを解決すべく手元にあったGPSユニットやマイコンなどを使用してGPSデータロガーを作ることにした。
この機能を持った商品は既に商品化されて3万円までで購入できるのですが、それでは面白くないと言うか、他にも利用できるように自分なりに機能追加が自由に出来るので作ってみました。
さて、もっている部品だけでどこまで出来るか・・楽しみです。

まずは、部品を集めよう
部品は手元にあるもの
我が家にあったGPSユニットとマイコンボード各種、LCDなどです。
さて、これでどこまで出来るのか、楽しみです。
と言っても、GPSユニットから送られてくるデータを記録・表示するだけですから簡単ではありますね(笑)。
電池は軽量のリチウムイオン電池が無かったので、ニッケル水素単4電池4本使うことにしました。 チョッと重いです。
メモリーは何にしよう
メモリーは携帯電話についていて、増設のため余っているものを使用します。 スマートメディアもあったのですが、配線が多くなるのと、大きさが問題になりそうでしたのでミニSDカードにしました。
制御も簡単で、SPIモードでアクセス。 あいているバスに直結です。
そう、使っているマイコンが5Vなのでチョッと細工が必要ですが・・・。
このメモリーで、1秒おきに72時間以上記録可能です。(データ圧縮すれば8倍はいけますね)

マイコンボードを決めろ!
マイコンはこれにしよ
結局使用したのはこのマイコンで、一番大きかったのですが、プログラムを色々入れたかったので、少し重いですが一番容量の大きいこのボードにしました。
このボードにはLAN接続できるようにするなど、必要の無い部品が多々ついていたのでそれら必要ないものは全てはずしました。 消費電力はこれで、20Mhzで動作、42mAになりました。
GPSユニットが100mA使うので、150mAと言うことになりそうです。
ニッケル水素電池が800mAhのものなので、計算上は5時間は動くはずです・・
おまけのマイコン
技術系雑誌にオマケでついていたマイコンです。 これは小さくてよいのですが、今回作ったもの以外に利用したかったので、今回は残念ですが使用しません。
これを使えばもう少し小さく軽くなったかもしれません。
マイコンのDRAM
16MbitのDRAMがついています。 とりあえずここにプログラムを入れてデバグしよう。
チョッと大きなプログラムでも大丈夫そうです。
組み立て開始!
とりあえず、作るのに4日ほどかかりましたが、急速充電回路など電源系はちょっと真剣に設計(燃えるのいやですからね)ソフトウェアはC言語でH8用のフリーウェアで製作しました。
配線がコミコミで、基板起こせばこんなこと無いのでしょうけれど、試作ですからね・とりあえずOKかな。

とりあえず完成?!
腕につけれるように
全部で200g以上あるこの装置、腕に巻けるようにアダプタを作ってみました。 腕も鍛えれるかもしれませんね!
そう、ケースだけは購入しました。 500円程でした。
こんな感じです。
こんな感じです。 このほかに、自動車、自転車につけることが出来るように、アダプタを作ります。
電池の充電は2時間程で出来るように、急速充電回路と制御をマイコンにさせております。
自動車の電源でも充電できるし、充電が必要なければ外部電源に自動的に切り替わるようにしました。
GPS測位を停止するHOLD状態で消費電力を押さえ、24時間は状態保持できます。(電源を切ればよいのであまり意味がありませんが・・)
電源入れてみよう
起動!・・動いたよとりあえず。 この一瞬がたまりませんね!。 
記録データ表示
さて、緯度・経度が記録されているか、ちょっと表示。
動いてますね!
さて走ってみますか。

実際に走ってみる
実測開始!
さて、初期化して測位するまで数十秒、早速走ってみよう。 写真はいつも走っている近所のコースです。 高低差が結構あってよい感じです。
とりあえず7km走りましょうか。

速度表示が、はじめノット表示のままでした・・これをkm/hに変更、分/km表示も切り替え可能にしました。
 

表示してみよう!
記録したデータをPCへダウンロード。 
フリーウェアのカシミール3Dに読み込んで表示。
出た!。 ばっちりとれてますね!。
距離や速度もグラフで表してくれるので便利です。 専用の解析ソフトを作る必要性はありそうですが、今はこれで十分です。
やっぱり重い!
何回か使用して判りましたが、手首につけるには重いのが欠点ですね。 もっと小さく軽くする必要がありますね。 手首につけて12km走りましたが、しっかり筋肉痛です。 要するに実用的ではありません。

使い道
勿論、ランニング以外にも使い道を考えています。 他のセンサーなどと組み合わせれば、省エネにも貢献してくれます・・これはまた別の機会に紹介したいと思います。
(2005年12月20日)

仕様
表示  :電池容量、緯度、経度、高度、移動速度各種、移動方向、測位情報、時刻、日付、記録数
記憶容量:26万ポイント/連続72時間(16MBの場合)メモリー脱着可、PC直結可
接続  :RS232C(標準57600bps)
記録メディア: miniSDカード各種
重量  :210g
大きさ :125×70×35 
駆動時間:5時間(セーブモード時:24時間)
電池容量:800mAh
充電時間:約2時間
供給電力:電池充電式/常時DC9V(400mA)以上外部供給可(自動充放電可)


2005年12月28日〜
最終更新:2005年12月30日

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