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GID-uPC
研究・設計 数理設計研究所 矢澤正人
yazawa@mail.wind.ne.jp
2006/5/18 更新

GID-uPC(ジッド・ミューピーシー)は、1998年に群馬県赤城山地蔵岳山頂に設置した気象ロボットの制御装置として開発した、GID-ADC専用のRS232通信変換モジュールです。

特徴

システム構成

  • GID-ADCに接続して使用
  • 遠隔計測用の計測制御ユニット
  • 任意の間隔(1,5,10,60分)で自動計測、結果をRS232Cで送信
  • 12ビットアナログ8ch、雨量計と風速計に対応したデジタル入力2ch
  • 小型、低消費電力、外部電源不用

用途

  • 遠隔地気象データの自動収集
  • リモート監視システム
  • 警報システム

RS232アダプタとしてGID-uPCを利用したシステム構成

 ビット線制御などををせず、通常のRS232C通信でAD変換ができます。
PC カウンタ入力基板 GID-uPC GID-ADC センサ
雨量計
風速計
 カウンタ入力基板は、キットとしての販売はしていません。

TNCによるパケット通信を利用したシステム構成


測定局

センサ GID-ADC GID-uPC TNC 無線機
雨量計
                

受信局

無線機 TNC パソコン

動作

回路図・部品配置図

  • 電源投入時、設定した計測間隔毎、ユーザからの計測指示があったとき、計測と計測結果の送信を行います。
  • 半角小文字「z」の受信をユーザからの計測指示とみなします。
  • 計測中、および計測結果送信中にユーザからの計測指示があった場合は指示を無視します。
  • ユーザからの計測指示があっても次回以降の自動計測間隔には影響しません。
  • 受信中に計測時刻になった場合は、受信処理を終了してから計測と送信をおこないます。

ファームウェア

回路図 
PDF(13KB)
部品配置図
PDF(35KB)

計測

ハードウェア

アナログ計測

  • GID-ADCを接続し、外部ADCユニットとして使用します。
  • GID-ADCの機能のうち、8chの12ビットアナログ入力(0-4095mV,1mV分解能)を使用することができます。
  • バイポーラモードとTx出力を使用することはできません。
  • アナログ計測は各チャンネルごとに2回づつ実行し、2回目の計測結果を採用します。

デジタル計測(雨量計)

  • オプションのCR回路の追加により、転倒ます型雨量計を接続可能です。(回路図参照)
  • サンプル間隔100mS(MAX)
  • デジタル入力は、プルアップされたCMOSレベルです
  • デジタル入力の立下りにより、内部の12ビットカウンタを+1し、オーバーフローでゼロクリアします。

電源

  • RS232CのRTSまたはDTRから供給される電圧により動作します。別途外部電源は不要。
  • RTSまたはDTRが+6V以上にならないRS232Cポートと直接接続することはできません。
  • 消費電力のおおきいセンサを使用する場合は、GID-ADCの+8V端子から外部電源を接続します。

LED

  • 電源投入時、LEDが3回点滅します。
  • 待機時は点灯、計測と送信時は消灯します。

ジャンパスイッチ

  • 基板上のジャンパ線により自動計測間隔を1,5,10,60分に設定することができます。
送信間隔 ジャンパ線0 ジャンパ線1
10分 × ×
5分 ×
1分 ×
自動計測無し
○=ジャンパあり
×=ジャンパ無し

最大絶対定格
クロックの誤差範囲
DC特性
AC特性

通信

外部機器

通信条件

  • パソコンとはストレートケーブルで、TNCとはクロスケーブルで接続します。
  • RS232C、データビット8、1200bps、StopBit1、パリティ無し、フロー制御無し。半二重通信。

通信規約

  • データ送信は、電源投入時、設定した計測間隔毎、ユーザからの指示があったとき、計測と計測結果に行います。
  • 計測中、および計測結果送信中は受信をおこないません。

受信データフォーマット

  • 半角小文字の「z」を受信するたびに、計測とデータ送信をおこないます。

送信データフォーマット

K
0:xxx 1:xxx 2:xxx 3:xxx 4:xxx 5:xxx 6:xxx 7:xxx 8:ccc 9:cccCR
K
  • 0:xxxから7:xxxまでは、それぞれGID-ADCの入力チャンネル、コロン、入力値の16進数。
  • 8:ccc,9:cccはカウンタ入力の積算値。ゼロクリアはおこなわない。
  • CRLFはキャリッジリターンとラインフィード。
  • すべて半角、アルファベットは大文字。各項目はスペース区切り。

受信データフォーマット

  • 半角小文字の z のみを受け付け、それ以外の受信文字はすべて無視します。
  • zの受信により、ユーザからの計測指示があったものとします。

アナログセンサ

  • 使用可能なアナログセンサの特性については、GID-ADCデータシートを参照してください。
  • 0〜4095mV電圧出力のセンサであれば、概ね直接接続することができます。

雨量計

  • 転倒ます動作時に接点がONになる転倒ます型雨量計を接続することができます。
  • 回路図 参照

風速計

  • 接点出力の風速計接続することができます。
  • ただし、風速計のパルスは速いので分周期(リプルカウンタ)が必要になります。
  • 回路図 参照

GID-ADC

  • 外部ADCユニットとしてGID-ADCを使用します。
  • DB25メス側のコネクタに接続します。
  • GID-ADCにオスメス一組実装されているDB25の14番ピン同士を結線する必要があります。
  • バイポーラモード、Tx出力を使用することはできません。

TNC

  • TNC-2、PK80など、アマチュア無線用TNCを利用することができます。
  • DB25オス側のコネクタに接続します。
  • TNCとGID-uPCは全結線のクロスケーブルで接続します。

パソコン

  • RS232Cを装備したパソコンと、ストレートケーブルを介して直接接続することができます。
  • DB25オス側のコネクタに接続します。
  • ただし、通信時にRTSまたはDTRが+6V以上にならないRS232Cポートと直接接続することはできません。

バージョンアップ履歴

Ver3.2

  • 起動時の安定性向上を目的として、リセットICを復活発振回路の定数を変更
  • 瞬間停電対策には、大容量コンデンサを後付けして対処するといいだろう。

Ver3.1

  • 風向風速計に対応、デジタル入力を2chに変更
  • 計測・送信間隔の設定機能変更(1,5,10分,自動送信無し)
  • 瞬間停電対策として、リセットICを廃止

Ver3

  • 転倒ます型雨量計と風速計に対応
  • 計測・送信間隔の設定機能追加(1,5,10,60分)
  • 動作確認用LEDの追加
  • ユーザからの計測指示があった場合でも自動計測間隔が遅れないようにした

Ver2

  • フリー基板を利用していたものをプリント基板に変更
  • PCとの接続をクロスケーブルからストレートケーブルに変更

..end