【Arduino】GNSSから情報を取得する｜ IT・ガジェット情報局

今回は、GNSSモジュールを使用してみましたので、解説していきます。

GNSSモジュールを使用するケースは、現在地を把握したり時刻情報を得たりする場合に使用されるケースが多いと思います。

概要

GNSSモジュールを使用し、位置情報を取得する
GNSSを受信したら緑色LEDを点灯、未受信は赤色LEDを点灯
緯度経度をLCDモジュールに表示させる

用意するもの

Arduino(Arduino Nano Every)などのマイコン
GNSSモジュール
LED (赤×1 緑×1）
抵抗 (1KΩ×2、10KΩ×1）
ダイオード（1N4007×1）
LCD （16×2行パラレルインタフェース）

スペック・データシート

GNSSモジュール

使用したGNSSモジュールは秋月電子で購入しました。太陽誘電製のようです。説明書を確認したところ、以下の接続方法をとるようです。

秋月電子より引用

RXとTXはArduinoとテレコに接続し、GNSSのRxとArduinoのTx間にはダイオードと抵抗を接続するような記載がありました。

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LCD

使用したLCDはACM1602Kというものです。こちらも秋月電子で購入しましたが、Amazonなどでも安価で販売されているようですので、どちらで購入しても問題なさそうです。
しかし、インタフェースには種類があるようで、私が購入したらものはパラレルでの接続ですが、I2Cなどの製品も多くあります。
この記事ではI2Cは使用していないスケッチとなりますので、ご注意下さい。ピンアサインは以下の通りです。

　　　　　秋月電子より引用

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配線

配線は以下の図のようになります。

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#include <SoftwareSerial.h>

#include <TinyGPS++.h>

#include <LiquidCrystal.h>

SoftwareSerial gpsSerial(2, 3);

TinyGPSPlus gps;

const int GreenLED = 9;

const int RedLED = 10;

bool gpsFixed = false;

void setup() {

Serial.begin(9600);

gpsSerial.begin(9600);

pinMode(GreenLED, OUTPUT);

pinMode(RedLED, OUTPUT);

lcd.begin(16, 2);

}

void loop() {

while (gpsSerial.available() > 0) {

if (gps.encode(gpsSerial.read())) {

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Lat:");

lcd.print(gps.location.lat(), 6);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Lon:");

lcd.print(gps.location.lng(), 6);

if (gps.location.isValid() && gps.satellites.value() > 0) {

gpsFixed = true;

} else {

gpsFixed = false;

}

if (gpsFixed) {

digitalWrite(GreenLED, LOW);

digitalWrite(RedLED, HIGH);

} else {

digitalWrite(GreenLED, HIGH);

digitalWrite(RedLED, LOW);

}

ライブラリは、3つ使用しています。インストールされていない場合は、インストールをして下さい。（[ツール]　－　[ライブラリを管理]）

ライブラリ

・SoftwareSerial
・TinyGPS++
・LiquidCrystal

SoftwareSerialgpsSerial(2, 3);

TinyGPSPlus gps;
TinyGPS++を使用し、GPSポートの割り当てを行います。今回はArduinoのD2,D3へ割当てました。
全体的な割り当ては、以下の通りです。

接続先１	接続先2
D2 (Rx)	GNSS（Tx）
D3（Tx）	GNSS（Rx）(ダイオード)
D5	LCD（DB4）
D6	LCD（DB5）
D7	LCD（DB6）
D8	LCD（DB7）
D9	LED（緑）＋
D10	LED（赤）+
D11	LCD（E）
D12	LCD（RS）
GND	LCD（R/W）
可変抵抗器(2)	LCD（VO）
可変抵抗器(1)	GND
可変抵抗器(3)	5V
5V	LCD（VDD）
GND	LCD（VSS）
3V	GNSS(10kΩ抵抗）

constint GreenLED = 9;

constint RedLED = 10;
GNSS受信とは無関係ですが、ぱっと見で受信しているか否かを判別するために、LEDを割り入れました。空いていたD9,D10へ割当てています。

bool gpsFixed = false;

GPSの補足状況を表すフラグを設定。boolとは真偽値（true/false）を返すものです。(true:1 false:0)

gpsFixedは、GPSモジュールから取得した情報のうち、位置情報（緯度・経度）が有効であり、かつ、捕捉されたGPS衛星の数が1以上であることを示すフラグとなります。このフラグがtrue(1)の場合、GPSモジュールが現在の位置を捕捉していることを意味します。この初期値がfalse(0)であるため、最初はGPSの補足状況は不明です。GPS情報を取得し、位置情報と衛星の数をチェックした後、gpsFixedの値を更新します。

Serial.begin(9600);

gpsSerial.begin(9600);

pinMode(GreenLED, OUTPUT);

pinMode(RedLED, OUTPUT);

lcd.begin(16, 2);
通信設定のセットアップ。今回使用したGNSSは9600がデフォルトでしたので、このように設定しています。使用するGNSSモジュールによって、適切な値を設定します。pinModeでD9,D10を出力モードに設定します。

while(gpsSerial.available() > 0){

if(gps.encode(gpsSerial.read())){

シリアル通信でGPSデータがあるかどうかを確認。もし、あれば読取り次の処理へ。

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(“Lat:”);

lcd.print(gps.location.lat(), 6);