CCA-450JZ(ジェミニ)利用記

(2001.06.17更新)
(2001.05.25作成)


画像が結構あります。私自身はADSL環境なのですが、ISDN環境では表示に時間がかかるかもしれません。。。


2001.05に@nifty FGPSにおいて、JRCのCCA450-JZという組み込み用GPSユニットの回覧評価が行われました。FGPS mes3-#3262参照。
このページは、5月21日から6月3日までの回覧評価として、簡単ですが、記してあります。
他のモニターの方のページ:http://www.ne.jp/asahi/gps/nori/の「ジェミニ回覧評価報告」も参考になります。

この製品は、SPAさんから発売になっています。アンテナ3Vバージョンも新たに発売されました。


<製品概観>

ジェミニのマニュアルと本体(GT-5コネクタ付き)

ジェミニの下にあるジュピターと比べると非常に小さいことが分かります。



<インターフェース作成必要な部品等>---主なもの


左から
(1)ジェミニ本体

(2)回覧評価時に同梱されていたインターフェース作成用ケーブル(コネクタは2mmピッチ2段)

(3)回覧評価時に同梱されていたインターフェース基板---5V入力用
max3232(LVTTL用レベルコンバーター)、3.3V 3端子レギュレーターLM3940が載っています。
今回は利用しませんでした。

(4)GT5---BNCメスケーブル(自作)
GT-5コネクターつきケーブルをジャンクアンテナから切り取ったものを利用

3.3V 3端子レギュレーターは、LM3940は若松で350円で売っているのを知っていますが、NECのものを共立電子(http://www.kyohritsu.com)の通信販売で入手するのが安くて便利です。1個80円で入手できます。


左から
(1)0.1インチピッチ スルーホールユニバーサル基板(秋月電子で購入)

(2)max3232(若松で購入)+ICソケット

(3)極性統一ジャック#1(千石電商で購入)
基板用とケース取り付け用があります。

(4)Game Boy Color用12V--->3V DCDCコンバーター(スイッチング方式、350mA対応、100円で投げ売りされていたもの)

一般には、ポータブルオーディオ機器用の車用アクセサリー(Sonyのものは新宿ヨドバシカメラAV館1Fで実売3,000円程度)やDCDCコンバーター(1.5V/3V/4.5V/6V/9V切替えありで千石電商などで2,000円程度)を入手すればよいと思われます。
ものによってはラジオでは使えませんとか注記してあるものがあります。GPSも電波受信機ですが、影響のほどは分かりません。

gigoさんところのBBSの情報 (2001/05/17(Thu) 01:04) を参考にして、CarBoyに入っているIC(KA34063)については
フェアチャイルドhttp://www.fairchildsemi.com/においてKA34063で
モトラーラ半導体部門http://www.onsemi.com/において MC34063で
検索すればデータシートがゲット可能です。先端のリングを外せば、簡単に分解可能ですので、改造も簡単でしょう。


付属のアンテナ以外の利用は自己責任となるのでしょうが、3V単一電源化を目指し、3V系のアンテナを入手しました。

右は3V or 5V対応GPSアンテナ
カーナビの保守部品として入手したもの(再掲)

3V対応アンテナはライトスタッフ さんでも購入できます(Garmin e系列用外部アンテナ---Model SM-19 DC2.5V〜5.0V低電流タイプ)。ただし、コネクタはGT5ではないので、自作でコネクタの付け替えが必要です。

その他、バックアップ用電池(3.6Vリチウム1次電池---秋月でリード線付きのものが400円で購入可能)、Dsub9pinコネクタ、ケーブル、パイロットランプ(LED+R)、電源ON/OFF 用スイッチなどが必要でしょう。

<自作インターフェース基板>---3.3V(正確には3.1V?)単一電源入力用(DGPSには未対応。自己責任の改造ですので、念のため。)


かなり手抜きしているので、パイロットランプやバックアップ電池もありません。

ジェミニの信号線のpin番号はバーコードシールがある面を下にして見るようです。
つまり何も張ってない面を上に見ます


max3232のデータシートはmaximのサイト(http://www.maxim-ic.com/:日本語ページあり)から入手できます。
なお、LVTTL用のレベルコンバーターが入手できない場合は、max232でも3V動作が可能との話がmes3-#3145でありましたので参考まで。
アンテナはPioneerのものとライトスタッフで購入したものの両方が利用できました。

<NMEAセンテンス>

FGPS SYSOPさんの解説がFGPS mes3-#3254にあります。

有効桁数について
GGAセンテンスが1/1000分精度ということですから、大雑把に計算して
1/1000(m)*60(s/m)*約30m/s=1.8m
ということでしょう。RMCセンテンスは1/100分精度ですから18mになり、ちょっともの足りません。


センテンスの特徴
NMEAセンテンスは、GGAなどの個別センテンス毎には出力制御ができない仕様となっています。
また、あらかじめ、出力センテンスの組み合わせが決まっており、実質4種類です。
番号 出力センテンス 出力データ長 毎秒出力
0 GGA,VTG,RMC,GLL 213
1 GGA,VTG,RMC,GLL,GSA,JRCD3 357
2 GSA,GSV,JRCD3 354(max)
3 RMC,GSA,GSV,JRCD3 415(max)
9 JRCD4 25

GPSplayer32で衛星表示もさせようとすると、GSV、RMCセンテンスが必要と理解していますので、初期設定を変える必要があります。
RMC、GSVが含まれる組み合わせがありますので変更すればよいようです。
RMCは1/100分精度しかありませんが。。。

本当は、DGPSの状態もモニターし1/1000分精度があり、衛星情報もほしいということになれば、GGA、RMC、GSVセンテンスの組み合わせがあるとよいと感じるのですが、ありません。
独自センテンスJRCD3で衛星捕捉状態が出力されるので、GGA、RMC、JRCD3の組み合わせを使うということでしょう。

MU101を使ったナビトラにはVTGセンテンスがあるので、ありがたい仕様。
DGPS関係ではZDAセンテンスがないので、古いM51にはうれしくない仕様。


コマンド送信方法
送信するコマンドにチェックサムをつけないといけません
チェックサム計算プログラムは@Nifty FGPS lib2に登録されているものがある(VB 2のランタイム必要)ので、そちらを利用すると楽でよいです。
なお、HyperTerminalを使ったコマンド送信方法についての注意点は、GM38のページを参照ください。
GSVセンテンスはGarminと同じくクセのない仕様となっているようです。cf GM38

<TTFF(初期測位時間)>

ジェミニの売りは、初期測位時間の短さもあるようです。

電源をOn(コールドスタート)するとNMEAセンテンスが出力され、GGAセンテンスを追っていくと

$GPGGA,000001,3600.000,N,13600.000,E,0,0,00,+0050,M,+000,M,00,0000*58
(途中略)
$GPGGA,000020,3600.000,N,13600.000,E,0,0,00,+0050,M,+034,M,00,0000*5C
$GPGGA,000021,3600.000,N,13600.000,E,0,0,00,+0050,M,+034,M,00,0000*5D
$GPGGA,183506,3600.000,N,13600.000,E,0,0,00,+0050,M,+034,M,00,0000*57
となり、約22秒後にUTC時刻が出力され
$GPGGA,183529,3542.???,N,13939.???,E,0,0,00,+0051,M,+034,M,00,0000*59
となりました。
したがって、22+23=45秒程度で測位が開始されたことになりますね。一度だけの実験結果ですが、確かにTTFF(初期測位時間)は短いです。

<1PPS出力の詳細>

マニュアル(2001.05版)にはDuty比などの情報がありませんが、SPAさんのweb サイトのQ&Aコーナーhttp://www.rakuten.co.jp/gps/forum/の中の「みなさんからの声」欄に追加情報がありました。
us単位幅のパルス出力ですので、オシロを当てるにしてもストレージ機能付きとかでないと駄目でしょう。。。
ntpで1PPSを活用するだけならこのままでよいと思いますが、Timer IC 7555などを使いパルス幅を変えてやれば、応用範囲が広がると思われます。

NMEAセンテンスの時刻ですが、http://www.tapr.orgでもユーザー登録できるtac32(登録しなくてもお試し期間あり)で時刻表示させながら117番と聞き比べてみました。
その際、1PPSをDCDライン(1pin)に直接接続し、tac32で時刻表示(音も鳴ります)させたところ、117番とは耳で聞く限り差異なし。
NMEAセンテンスとPPSは同期していないというのが仕様ですが、実際は、それほど気にならない感じです。お手軽にパソコンの時刻あわせができそうです。本格的に時刻同期用サーバーを構築する際は、FURUNO GT-77あたりでしょうが、個人が道楽で買える価格ではありませんね・・・。

<走行実験>

国道20号線(甲州街道)新宿〜高円寺付近などの測位環境が厳しいところで、実験してみたいのですが、至っておらず。

<消費電流>

今回の回覧評価では省略。

<DGPS>

今回の回覧評価では省略。

<全体評価>

非常に小さく、コンパクトな工作ネタに便利。
この値段で1PPSがあるのは、よい。

ただし、電源の準備、NMEAセンテンス利用などについては、独自の工夫が必要な部分もあり。

<その他>

5V入力用のインターフェースBoxがSPAさんから発売になっているようですが、電源については、車での運用を考えると、12V--->5VDCDCが欲しいところです。SPAさんからオプション電源として発売になっているようです。