Windows時刻設定用GPSの制作

 FT817とWindowsタブレットを使用して山岳移動でFT8を運用す場合、タブレット端末が正確な時刻になっている必要があります。実際に使ってみると結構ずれています。WiFi環境であればタイムサーバーで時刻の補正ができますが、電波の届かない山ではGPSの利用が簡単でよさそうです。またまた荷物が増えてしまいますが。将来的には、小型のGPSモジュールをFT8のインタフェース装置に組み込む予定です。

 GPSモジュールはamzonで安価な NEO-6M GPSモジュール GY-GPS6MV2 、USB-シリアル変換は以前購入してあったCP2102を使用したもの、ケースはストックしてあったTB-55(W80×D50×H20)、USB接続コネクタ部分はAitendoの USBコネクタwith基板 [MCUBF5P-2P] を使用してみました。このマイクロUSBwith基板は秋月電子でもケース取り付け用のパーツが販売されていますが、価格が半分で案外使えました。取り付けのスペーサの長さによりケースの厚さを調整できるので便利です。ケースはもっと小型にできますが、手持ちの関係とUSBシリアル変換の基盤サイズがあるのでこのサイズになりました。

 GPSモジュールのバックアップはMS621FEのリチュウムイオン電池による回路になっていますが、購入した時点では0V近くになったいたので、長期保存されていたようです。このMS621FEは秋月で販売されているのでそのうちに交換する予定です。この電池は簡単な充電回路のため、劣化が早そう。簡単に交換できるようにするか、充電部分をカットしてCR2032でのバックアップでもするか検討の価値があるようです。

*バックアップ電池のMS621FEを交換しました。秋月で販売されているものより、基板に実装されている電池が小さく端子の位置も違うので同じ場所にそのまま設置することはやめて、線を引き出して別の空きスペースに電池を取り付けました。結果的には、交換が容易となることになりました。(2019/06/28 追記)

Windows側の時刻設定ソフトは GPS時計 を使ってみました。単に時刻だけを設定するなら十分のようです。

GPS時計での表示例

NMEAモニタでの表示例

いずれの表示もGPSを木造2Fの窓際に置いた場合です。

 


*登山ではいつもGarminGPS(etrex30x)を持ち歩いていますので、このGPSをタブレットに接続すれば時刻を設定できるはずですが、WindowsからGPSとして見える専用のドライバーをセットするとカシミール3D等からはGPSとして使えるようになりますが、COMとしてのアクセス部分が不明なため調査中です。(有料ソフトはあるようです)

表側の全体像、接続はマイクロUSBコネクタ
裏側ですが、1PPSのLED点滅モニタ用に3mmの穴をあけてあります
USB-シリアル変更はハンダ付け、USBモジュールはコネクタ接続、マイクロUSB基板とは丸ピンソケット接続
Aitendoで販売されているマイクロUSBwith基板で外部と接続

 

USBシリアル変換モジュールの変更(2019/07/11)

USBシリアル変換モジュールからIC(MCP2221A)による変換に変更しました。
GPSからの受信データの変換はTxとRxだけを使用するので、今まで使用していたUSBシリアル変換モジュール(全ピン引き出し)を他で使用するため、MicroChip社のMCP2221A(DIP)に変更しました。このチップはUARTとしてはTx,Rxが使用でき、Windows10の場合は汎用のドライバとなるために専用のドライバが不要となり使いかってがよいことと、DIPタイプなので扱いやすい。FT8のインタフェースの作製でも使用してみて特に問題もなかったので、GPSの変換にも使用してみました。

回路は載せるほどでもないのですが、参考に下記に掲載します。

MCP2221A 秋月電子で購入

基板はGPSのケースに入るようにカット、入出力はJSTのXHコネクタを利用、DIPソケットは引き出しの中で長期保存された大部古いもの、今だったら丸Pinかな。

MCP2221Aを装着した基板

GPSのケースにいれた状態、以前のモジュールよりスッキリしている。初めからこのMCP2221Aを使うならば、基板はGPSやUSBコネクタと一体化するようにすると、よりコンパクトですっきりしたものになるようです。

 

 

 


小型GPSモジュール

AitendoのWebで在庫セールとして小型のGPSが販売されていたので購入してみました。

 商品は  特売品★TTL UART出力GPSモジュール [GM-242T] で999円、ただし引き出すためのコネクタが必要でそのコネクタは300円、ピッチが1mなのでコネクタがないと引き出しは難しのでセットでの購入が必要でした。データシートもWebにリンクされています。コネクタの端子には電源やTX,RXおよびバックアップ電源端子がありますが、セットで購入したコネクタの端子の結線は一般的な線の色でなく+-が逆になっています。赤がGND,黒がVCC。専用ではないのでしかたないでしょう。

 通信はUARTで通信速度は4800bpsに設定されていました。このスピードならば、FT817のCAT制御の速度と同じになるので、USBシリアルモジュールを切り替えて使えそうです。

このGPSモジュールを使って「GPS時計」および「NMEAモニタ」は問題なく使用できました。小型のモジュールなので、FT8のインタフェースに組み込みが容易です。FT8インタフェースの1号機につけてみましたが問題なく動作しました。バックアップはCR1632を使ってみましたが、もっと小型の電池でもよさそうです。

コネクタはJSTのXHコネクタ(5P)をつけてみました。(モジュールからの引き出しは6本ですが、PWR-CTRL端子は使用しないため)