GPS_TFT_map 概要/Abstract

• PONSデバイスの使い方や画面の見方などの詳細は、docsフォルダに説明書があります。このREADMEファイルの方が情報が古い場合があります。
• Arduinoを使用して、TFTにGPSマップや位置・速度・方位の情報を表示します。琵琶湖での鳥人間コンテスト用に特化されています。
• PONS for HPA = Pilot Oriented Navigation System for Human-powered aircraft = 人力飛行機用パイロット向けナビゲーションシステム
• 人力飛行機用のパイロットが使いやすいナビゲーションシステムです。琵琶湖上空を飛行するパイロットの支援を目的としています。
• 地図データは、Google earthから出力された緯度経度の他、Google map APIにて事前ダウンロードしたbmp画像をSDカードから読み込んで表示も可能です。
• 日本地図・琵琶湖（沖島・竹生島・多景島）などがプログラムに事前登録されています。

推奨機器

マイコン Recommended Microcontroller

下記二ついずれかを推奨。

• Raspberry Pi Pico / Raspberry Pi Pico 2

TFTとの通信では、PicoのPIOを使用し 16 bit Paralel 接続を使う事で高速描画可能になっています。これは、TFT_eSPIライブラリによるものです。

TFT Recommended TFT panel. (動作確認済みTFT)

Tested on ILI9341 and ST7789 using TFT_eSPI library. Aliexpress で安価に購入もできるが、屋外で使用する場合は輝度が高く画質も綺麗なDigikeyにて購入を推奨する。

• Aliexpress TZT Choice Store
  • Arduino、2.8 "、240x320、spi、tft、pcbアダプター、マイクロsd、il9341、st7789v、5v、3.3v、2.8" 用のLCDシリアルポートモジュール、LEDディスプレイ (v1で使用)
• Digikey
  • NHD-2.4-240320CF-BSXV-F-ND (v2：2023大会ボート用で使用)
  • NHD-2.4-240320CF-CSXN#-F-ND (v3:追走ボート用で使用)
  • NHD-2.8-240320AF-CSXP-F-ND (v4:パイロット用で使用)

GNSS Module モジュール

UART NMEA0183 で通信するため、任意のモジュール使用可能。下記のGNSSモジュールで実験済み。ただし、Mediatek or ubloxで、初期化処理が異なるため、settings.hを変更すること。

• GT-502MGG-N (v1,2: 2023大会ボート用で使用) https://akizukidenshi.com/catalog/g/g117980/
• ublox M-10Q (v3:追走ボート用で使用)
• Quectel LC86G (v4:パイロット用で使用。LC86GPAMD)

機能 Detail.

• 基本機能
  • 画面上部：対地速度、航路（Magnetic Track）の表示。
  • 画面下部：琵琶湖プラットホームまでの距離表示（km）/ 補足衛星数 / 電圧。BAT_LOW と表示される = 3.55V以下。電池交換推奨。表示されてから約30分程度は正常に動作する。
  • 画面最下部：緯度/経度/SD認識 SDカード正常認識＝緑色。SDカードエラー＝赤色。
• 緯度/経度/速度(kt)/真航跡/時刻のSDカードへの保存　（GPS位置捕捉時のみ、1秒に1度）
• 過去の航跡は黒色の線で引かれる。おおよそ過去10分の履歴が表示される。
• SDカードから独自地図のを読み込んで表示する
• 設定画面
  • 画面の輝度調整
  • デモモード
  • NORTH UP（北が上） / TRACK UP（進行方向が上） の設定
  • GPSのコンステレーション表示（受信中衛星）
• 琵琶湖付近にいる場合
  • 自動的にプラットホームから離れる方向にピンク色で線が引かれる。
  • タケシマ・北パイロン・西パイロンに向けて自動で線が引かれる。

SD：Creating map. 地図作成

• 追加地図（独自地図）の作り方・使い方
• Google Earthでパスを作り、KMLファイルをダウンロードする。
• kml_to_mapcsv.py を使って、KMLファイル名を入力すると、自動でmapdata.csvファイルが作成される。
• 作成された 「mapdata.csv」ファイルをSDカードのルートフォルダに追加する。
• 捕捉：CSVデータ形式＝名前,point数,lon1,lat1,lon2,lat2,lon3,lat3....(point数分続く）。改行ごとに線が引かれる。
• 捕捉：名前は英語のみ対応。また1文字目によって線の色が決まる。r:RED,o=ORANGE,g=GRAY,m=MAGENTA,c=CYAN
  • 赤色の線の例：r_warningline,2,135.0,46.0,135.1,46.1
• 捕捉：描ける線の数を便宜上200に制限している。上限はプログラムで変更可能。