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2013年10月15日 (火)

GPS受信モジュールを使ってみた

次は「電波時計モジュール」でJJYを受信するとなぜ正しい秒信号が得られないのかということについて書く予定だったのですが、注文していたGPSモジュールが届いてしまったのでそちらから先に書きます。これを使えるようにすれば、現状時間の基準に使えそうなものはひと通りそろうので話が進めやすいということもあります。

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GPSモジュールもいろいろあるのですが今回は正確な「秒」を得るのが目的ですので毎秒ごとに信号が出力される1PPS出力があるものを探しました。こういうものは意外と少ないようです。
現行製品だと

  「aitendo - Data Sheet / GM-316

にあるようなGM-316しか見つかりませんでした。

今(2016年2月)だといくらでも見つかります。
  (改訂版)GPS受信モジュールあれこれ

ざっとデータシートに目を通したのですが時刻の誤差は1μ秒以下となっています。にわかに信じがたいのですが、これがほんとならもう何も考えることもやることもありません(10秒に1回ピー音を入れるくらいはやった方がいいでしょうが)

それからGPSの電波を受信して位置が確定するまで1PPS出力はされないとあります。これは不正確な秒信号は出力されないということを意味しますので好都合です。

アンテナ端子がありますが内蔵アンテナだけでもだいじょうぶそうです。

ただ一点ちょっと困った点があります。1PPS出力のデューティ比が異常に小さいのです。1PPS出力のパルス幅はなんと1μ秒となっています。
モノステーブルマルチを入れればなんとかなるだろうということにしてこれを注文することにしました(実際に使ってみたら1PPS出力のパルス幅はどういうわけか100m秒になっていましたが....)

これもできるだけ手抜きで使えるようにしました。
$池袋駅南口の天文計算

電波時計モジュールのときと同じでGPSモジュールの出力をエミッタフォロワ-で受けて発光ダイオードを点灯しついでにイヤフォーンを直列に入れてプチプチ音がするようにします。

TXA、RXAはコマンドを送って緯度・経度などの情報を取得するためのものですが使わないので放ってあります。
V_BATはバックアップ電源です。コールドスタートは時間がかかるので使わないときもちゃんと電源に接続しておいた方がよさそうです。

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JJYといっしょに録音してみました。
池袋駅南口の天文計算
プチプチ音から想定されるパルス波形を白い線で書き入れてあります。

いつもの59秒にポジションマーカーP5、フレームマーカーFMが送出されているところです。GPSは分だからと言っても何もなく毎秒毎秒淡々と秒針号を出力しているだけです。
なおこの図ではJJYの記事のときと違って下向きのひげが秒信号の開始、上向きのひげが秒信号の終了になってます。


フレームマーカ(=分のはじめ)のところの拡大図です。
池袋駅南口の天文計算

一目でわかるのですが「秒」が一致していません。GPSモジュールの方が0.05秒早いというかJJY(=電波時計モジュール)の方が0.05秒遅れているというか......  

(続く)

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