ラップタイマーあれこれ その１０ スマホ向け外部GPSの作り方
Instructions in English is here
Androidのラップタイマーアプリ向けに、自作GPS機器の作り方について説明します。
これは第二作目。これから作るのであればこっちをオススメ。見た目もすっきりしてるし、精度もいいです。マイコン業界ではこのような小さなデバイスはフリスクのケースに入れるのが定番だそうで、この白いのもフリスクのケースです。配線の厚みがあるので蓋はキチンとしまりませんが、皆さん使うだけあって収まりはいい感じです☆
必要最低限の部品代だと5,000円弱ですが、設定用に必要な部品とか、配線とか、半田ごてとかまで全部揃えると7,000円くらいでしょうか。
部品（情報はすべて2020年11月時点）
| 物品 | リンク | お店 | 税込価格 |
| GPS（アンテナタイプ） | ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ受信機（Ｇａｌｉｌｅｏ／ＢｅｉＤｏｕ可）ｕ‐ｂｌｏｘ Ｍ８搭載 みちびき３機受信対応 | 秋月電子 | 2,480円 |
| Bluetooth通信デバイス | ＲＮ－４２使用 Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線モジュール評価キット | 秋月電子 | 2,400円 |
| USB-シリアル変換（デバイス設定に必要） | ＦＴ－２３２ＲＱ ＵＳＢシリアル変換モジュール | 秋月電子 | 980円 |
| ジャンパーワイヤー（結線に必要） | ブレッドボード・ジャンパーワイヤ（オス－オス）セット 各種 合計６０本以上 | 秋月電子 | 220円 |
| GPS部品とBluetooth部品をつなぐ | 分割ロングピンソケット １×４２ （４２Ｐ） | 秋月電子 | 80円 |
| そのほか | 古くて良いのでWindows PCが必要（デバイスの設定：GPSを5Hzに変更したり） | ||
| そのほか | Tera Term （デバイス設定に使用するソフト） | ||
| そのほか | 半田ごて、ラジオペンチ、ビニールテープ、熱収縮チューブ、Micro USBケーブル、モバイルバッテリーなど |
半田付け作業
- GPSのケーブルにジャンパーワイヤーを半田付けします。ジャンパーワイヤー２本使ってそれぞれを２つに切って、GPSのケーブルに付けます。５本出てますが茶色は使いません。ジャンパーワイヤーの色はお好みのもので！私は赤(VCC)とオレンジ(TxD)を赤色のワイヤーで、黒(GND)と緑(RxD)を黒にしました。半田付けしたところをビニテで撒いたり、収縮チューブ等で束ねてショートしないようにします。ジャンパーワイヤー使わずに基板直結でもいいんですが、なにかと抜き差し出来た方が便利かなと思って。
- Bluetooth通信デバイスにピンソケットを半田付けします。全部付けても良いのですが使うのは一部なので、このようにロングピンソケットを２本が２つ出来るようにニッパーで切ります。そしてそれを下図の位置に半田付けします。そしてショートと書いてあるところはショートします（ジャンパーワイヤーのさきっぽをニッパーで切って橋渡しして、半田付けします）。半田付け作業は以上で終了☆
デバイスの設定
- ここからはパソコン使って設定作業です。まずパソコンにソフトを２つインストールします。インストール手順は省略します。ネット上にいっぱいありますのでそれを見てみて下さい。
- USB-シリアル変換用のデバイスドライバ（Windows 10の32bit, 64bitどちらでもいいと思います）
- GPSの設定を行うソフト u-center
- まずBluetooth通信デバイスの設定をします。Bluetooth通信デバイスとPCをUSBケーブルでつなげてパソコンのTera Termを起動します。そして「新しい接続」画面でシリアルを選んで、COMポートを選んで下さい。私の場合はCOM5ですが、お使いの環境でここは異なってきます。
- 接続したら「設定」-「シリアルポート」を選び、ボー・レートを115200にして下さい。
- ここからはコマンド入力作業です。”$$$”と入れてエンターキーを押します。Bluetooth通信デバイスのLEDが短い点滅に変わり、画面にCMDと表示されます。
- “SU,57″と入力しエンター（入力した文字は表示されませんが、AOKという表示がでるはず）
- “—“（マイナス記号を３つ）と入力しエンター。ENDという文字が表示されるはず。これでBluetooth通信デバイスの設定は完了です☆
- 次にGPSの設定変更をします。USBシリアル変換とGPSを下図のようにつないでu-centerを起動します。GPSからのTxD(RxD)をUSBシリアル変換のRxD(TxD)に接続します。
- 下記画面を参考に、接続アイコンをクリックし、COMポートを選びます。私の場合はCOM9ですがここは環境によって変わります。次にその横のボーレートボタンを押して115200を選びます。
- うまく接続完了すればu-centerの一番下のステータスが緑の点滅に変わります。赤やグレーの場合はうまく接続出来ていないです。うまく行かない場合はボーレートが違う場合がほとんどですので他のボーレートを試してみて下さい。また結線も間違えてないか確認してください。
- メニューから「view」-「Configure」を選び、「RATE(Rates)」の「Measurement Frequency」を1000から200に変更します（5Hz設定の場合）。10Hzで更新したい場合は100と設定します。
- 「PRT(Ports)」の「Baudrate」を57600に変更します。
- これは必要ないかもしれませんが、「NAV5」-「Dynamic Model」を「4 – Automotive」にします。
- 画面下「Send」ボタンをクリック
- メニューから「Receiver」-「Action」-「Save Config」を選択。これで作業は終了です☆
結線
- GPSとBluetooth通信デバイスを下記の図のように結線します
- モバイルバッテリーでBluetooth通信デバイスに給電して出来上がり～～☆あとはラップタイマーあれこれ その６ スマホ＋外部GPSを自作！ 準備編☆のとおりに進めて、計測しまくってください！！
こんな感じの動作になれば正常動作中です☆ 右側のアプリはRaceChronoですが、どのアプリ使っても同様に緑は点灯、赤は点滅になります。
補足
今回は5Hz更新、ボーレートは57,600としました。10Hz更新にしたり、ボーレートをもっと上げたり（下げたり）は自由に出来ますので、やってみたい方はチャレンジしてみてください。
ボーレートは57,600でなくてもいいと思いますが、なんとなくこの値にしています。115,200でもいけると思います。ただし9600等低い値にするとGPSからのデータ転送が追いつかなくなるので、38,400-115,200あたりがいいと思います。変更する際は手順5と手順11の値を変更して下さい。
あとGPSから返されるには不要なメッセージもあり、それを返さないようにしたいという方もいらっしゃると思うので、その際は「View」-「Message View」-「NMEA」で「GxGGA」と「GxRMC」のみ有効として下さい。最低限これだけあれば動作します。