GPS-PC USB-datakaapelin käyttö- ja asennusohje Yleistä GPS-PC USB-kaapelista Kaapeli on tarkoitettu käytettäväksi sarja- eli RS232-liitännällä varustettujen GPSlaitteiden kanssa sellaisissa PC-tietokoneissa, joissa ei ole sarja- eli COM-porttia. Tämän kaapelin toimivuus on varmistettu yleisimpien Garmin GPS-mallien kanssa. Kaapelia voidaan käyttää sekä USB2.0- että USB1.1-standardin mukaisissa USBporteissa, kaapelin ajureiden toimivuus on testattu Windows 2000:ssa ja XP:ssä. Kaapelin mukana toimitetaan CD-levyllä laiteajurit Windows 2000, XP, Vista ja 7 käyttöjärjestelmiin. Muita ajureita löytyy tarvittaessa USB-sovitinpiirin valmistajan (Silicon Laboratories) sivuilta. Kaapelissa käytetyn USB-sovitinpiirin malli on CP2102. Kaapeli kytketään tietokoneen vapaaseen USB-porttiin ja toinen pää GPS:n sarjaliitäntään, joka on Garminin laitteissa joko pyöreä nelinapainen tai etrex-sarjan malleissa suorakaiteen muotoinen liitin. Kaapelin USB-liittimen kotelossa oleva elektroniikka suorittaa tarvittavat muunnokset siten, että GPS-liitäntä on RS232Cstandardin mukainen. Käyttöönoton yhteydessä asennettava USB-laiteajuri luo Windowsiin virtuaalisen sarja- eli COM-portin, joka näkyy sovelluksille samalla tavoin kuin aito sarjaportti ja johon laiteajuri välittää USB-portista/(-porttiin) dataa. Ennen ensimmäistä kytkemistä on asennettava mukana tulevalta CD-levyltä USBlaiteajurit. Ajuriasennus pitää tehdä siis ennen ensimmäistä käyttökertaa ja asennus on tarpeen tehdä vain kerran vaikka kaapelia käytetään koneen eri USBporteissa. Kaapelin irrottaminen ei vaadi erillisiä toimenpiteitä, ennen irrottamista virtuaalista sarjaporttia käyttävät sovellukset on kuitenkin syytä lopettaa. Piirivalmistajan toimittamat ja ylläpitämät ajurit löytyvät valmistajan nettisivuilta kts. http://www.silabs.com/products/mcu/pages/usbtouartbridgevcpdrivers.aspx Windows 95/98-käyttöjärjestelmän ajurit eivät ole enää tuetut eivätkä ladattavissa valmistajan sivuilta, mutta tarvittaessa ne ovat saatavissa pyytämällä sähköpostitse ari.torpstrom@kolumbus.fi. Sovitinpiirin tarkemmat tekniset tiedot ovat myös luettavissa valmistajan nettisivuilta kts. http://www.silabs.com/products/interface/usbtouart/pages/default.aspx. 1
USB-kaapelin ajureiden asennus Windows XP:ssä 1. Aseta kaapelin ajurit sisältävä CD-levy asemaan. Levyltä käynnistyy valikko-ohjelma, josta valitaan ajureiden asennus Windows 2000:een. Älä kytke kaapelia paikoilleen ennen kuin asennus on valmis. Tämä ohje ja muita teknisiä dokumentteja löytyy CD-levyn pdf-kansiosta. Pdf-muotoinen asennusohje avautuu myös käynnistysvalikon Ohjeetvalinnalla. Jos ohjelmien automaattinen käynnistys on käyttöjärjestelmässä estetty tai valikko ei jostain muusta syystä avaudu, käynnistä ajuriasennus Windowsin resurssihallinnasta CD-levyltä tuplaklikkaamalla ao. asennusohjelmaa:. 2
2. Asennusohjelman tiedostojen kopiointi ja asennuksen valmistelu käynnistyy. Varmista ennen jatkamista, että olet asentamassa oikeat ajurit eli Windows 2000. 3
3. Suorita ajuriasennus loppuun tekemällä kuvien mukaiset valinnat. 4
5
4. Ajuriasennus on nyt viimeistelyä vaille valmis. Kytke vasta nyt kaapeli USB-porttiin. Windows tunnistaa laitteen ja viimeistelee asennuksen. Huomaa ilmoitukset kaapelin kytkemisen yhteydessä. Asennus on nyt suoritettu loppuun ja kaapeli on käyttövalmis. Ennen käyttöä tarkista ajureiden toimivuus ja COM-portin numero, johon GPS:n sarjaliikenne ohjautuu seuraavan luvun ohjeiden mukaisesti. Halutessasi voit poistaa Windowsin resusrssihallinnassa ajuriasennuksessa väliaikaisesti käytetyn kansion C:\SiLabs sisältöineen, tiedostoille ei ole asennuksen jälkeen mitään käyttöä. Älä poista kansiota C:\Program Files\Silabs\MCU\CP210x, joka syntyy ajurin asennuksen yhteydessä. Kansion sisältöä tarvitaan ajurin mahdollisen poiston yhteydessä. Tarvittaessa ajurit voi poistaa käynnistämällä Windowsin Ohjauspaneeli ja valitsemalla Lisää/poista sovellus. Hae ja valitse asennettujen sovellusten listasta Silicon Laboratories CP210x VCP Drivers for Windows 2000 ja valitse Poista. Sen jälkeen valitse listasta vielä Silicon Laboratories CP210x USB to UART Bridge (Driver Removal) ja Poista/Muuta sekä Uninstall. Käynnistä tarvittaessa tietokone ohjeiden mukaisesti. 6
Ajuriasennuksen tarkistaminen 1. Kytke kaapeli USB-porttiin. Klikkaa hiiren oikealla näppäimellä työpöydällä olevaa Oma tietokone kuvaketta. 2. Valitse avautuvasta valikosta Hallitse. 3. Valitse Järjestelmätyökalut alta Laitehallinta ja klikkaa oikean puolen listasta Portit (COM & LPT) haara auki. Kohdassa Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge (COM10) näkyy, että ajuri on toiminnassa ja asennuksen yhteydessä virtuaalisen COM-portin numeroksi on asetettu COM10. Jos tätä riviä ei ole tai laitekuvakkeen kohdalla näkyy keltainen huutomerkki, kaapeli ei ole paikoillaan USB-portissa tai asennus ei ole onnistunut. Tässä tapauksessa voit yrittää suorittaa asennuksen uudestaan samoin kuin silloin, jos ilmoitusta kaapelin kytkemisestä ei tule lainkaan. 7
COM-portin numero on syytä pitää mielessä, koska sitä tarvitaan myöhemmin GPS:n kanssa yhteydessä olevien ohjelmien (esim. karttaohjelma) asetuksia määritettäessä. Virtuaalisen sarjaportin numeroa ei yleensä ole syytä muuttaa, mutta. tarvittaessa se on kuitenkin mahdollista tehdä esimerkiksi silloin, kun sovellus ei osaa käyttää yhtä isoa porttinumeroa kuin ajuri. Laiteajurin tiedot näkyvät laitehallinnassa vain silloin, kun kaapeli on kytkettynä USB-porttiin. COM-portin numero säilyy samana vaikka kaapeli kytketään tietokoneen toiseen USB-porttiin. Huomaa, että useat sovellukset eivät osaa käyttää COM-portteja, joiden numero on 10 tai enemmän. Varsinkin monet vanhat sovellukset pystyvät käyttämään vain porttinumeroita 1-9, tällöin COM-portin numero on tarpeen muuttaa seuraavan luvun ohjeiden mukaisesti. 8
Kaapelin sarjaporttiasetusten muuttaminen 1. Kytke kaapeli USB-porttiin. 2. Klikkaa hiiren oikealla näppäimellä työpöydällä olevaa Oma tietokone - kuvaketta. 3. Valitse avautuvasta valikosta Hallitse. 4. Valitse Järjestelmätyökalut alta Laitehallinta ja klikkaa oikean puolen listasta Portit (COM & LPT) haara auki ja tuplaklikkaa ao. riviä. 9
5. Rivin tuplaklikkauksella avautuu uusi ikkuna, jossa näkyvät ajurin tarkemmat tiedot. Valitse Portin asetukset välilehti, Lisäasetukset... ja COM-portin numero -listasta sellainen portti, joka ei ole käytössä. Hyväksy valintasi OK painikkeilla. Sarjaportin muita tietoja (nopeus yms.) ei ole tässä vaiheessa mitään syytä muuttaa, koska sarjaporttia käyttävät sovellukset asettavat nämä parametrit sarjaportin avatessaan. 6. Uusi porttinumero tulee näkyviin vasta Tietokoneen hallinta sovelluksen lopettamisen ja uudelleenkäynnistyksen jälkeen. Varmista, että porttinumero on sama kuin valintasi lopettamalla sovellus ja aloittamalla kohdasta 2. 10
GPS:n liittäminen tietokoneeseen virtuaalisen sarjaportin kautta 1. GPS-asetusten tarkistaminen Useimmissa GPS-laitteissa reaaliaikainen tavallisesti 1 Hz taajuudella (1 krt/sek) lähetettävän paikannustiedon lähettäminen ei ole tehdasasetuksena päällä. Paikannustiedon muodolle on olemassa de facto-standardi, joka tunnetaan nimellä NMEA (National Marine Electronics Association). Useimmat karttaohjelmat osaavat tulkita paikannusdatan vain NMEAformaatissa, tosin jotkut ohjelmat (varsinkin valmistajan omaa tuotantoa olevat) ymmärtävät standardista poikkeavaa valmistajakohtaista muotoa. Tästä syystä tietokoneeseen liitettävä GPS on yleensä asetettava lähettämään NMEA-dataa ja koska datan sisältö on selväkielisiä tekstimuotoisia sanomia, niin yhteyden toimivuus on helppoa varmistaa esim. Windowsin pääteohjelmalla (Hyper Terminal) tai vastaavalla. Garminin laitteissa tiedonsiirtomuotona on tehdasasetuksena valittuna Garminin oma protokolla, josta käytetään yleensä lyhennettä GRMN, Garmin tai Garmin Serial. Magellanin laitteissa tiedonsiirto ei välttämättä ole lainkaan päällä. Varmista oman laitteesi käyttöohjeista, kuinka GPS saadaan lähettämään NMEA-dataa. Joissakin laitteissa on valittavissa tiedonsiirrolle myös nopeus, mutta oletuksesta (4800 baud) ei yleensä ole syytä poiketa, koska siirrettävää dataa on vähäinen määrä ja siirto tapahtuu vain kerran sekunnissa. 4800 baudia (bittiä/s) on oletuksena niin useimmissa laitteissa kuin ohjelmissakin. Seuraavassa muutama esimerkki GPS-laitteiden valikoista, joiden kautta laitteen dataliitännän muoto voidaan tarkistaa ja asetusta voidaan tarvittaessa muuttaa. 11
1. Garmin GPS 12XL Valitse Page näppäintä riittävän monta kertaa painamalla MAIN MENU sivu ja valitse sieltä SETUP MENU ja paina Enter. Valitse SETUP MENU:sta INTERFACE ja paina Enter. INTERFACE valikossa näkyy käytössä oleva tiedonsiirtoprotokolla, joka oletuksena on kuvan mukaisesti GRMN/GRMN. Jos valittuna on muu kuin NMEA/NMEA, siirrä valinta tekstin päälle ja paina Enter. Vaihda ylös/alas valinnalla vaihtoehdoksi NMEA/NMEA ja hyväksy valinta painamalla Enter. 12
2. Garmin GPSmap 60Cx Valitse päävalikko painamalla Menu näppäintä kaksi kertaa ja siirrä osoitin Setup valintaan ja paina ENTR Valitse Interface ja paina ENTR. Valikossa näkyy sarjaliikenteelle valittu tiedonsiirtoprotokolla (Serial Data Format), joka oletuksena on GARMIN. Muuta valinnaksi tarvittaessa listasta vaihtoehto NMEA In/NMEA Out ja vahvista valinta painamalla ENTR. 13
3. Magellan GPS 315/320 Paina MENU, valitse SETUP ja paina ENTER Valitse setup-valikosta NMEA ja paina ENTER Valitse V2.1 GSA ja paina ENTER (myös V1.5 valinta soveltuu karttaohjelmalle Valitse BAUD RATE ja paina ENTER Valitse 4800 BAUD ja paina ENTER Tämän jälkeen GPS lähettää sijaintitietoa sarjaliitäntään NMEAmuodossa 4800 baudin nopeudella ja laite voidaan yhdistää USBkaapelilla tietokoneeseen. GPS 315/320 alkaa lähettämään sanomia sarjaporttiin vasta sitten, kun yhteys riittävän moneen satelliittiin on muodostunut. Tietoliikennettä voi testata valitsemalla em. SETUP valikosta kohdan SIMULATE ja AUTO, jolloin GPS simuloi automaattisesti muodostamaansa reittiä pitkin liikkumista. Simuloinnin saa pois päältä valitsemalla viimeisestä valikosta OFF tai kytkemällä virrat pois/päälle. 14
Toinen oleellisen tärkeä valinta GPS:ssä on käytössä oleva karttaprojektio ja koordinaattijärjestelmä eli datum. Datumilla sinänsä ei ole kovin suurta merkitystä kunhan valinta on sama tietoliikenneketjun (GPS PCkarttaohjelma) molemmissa päissä. Yleensä liikkeelle kannattaa lähteä siitä, että datumiksi valitaan globaali WGS84, koska se on yleensä GPS:n oletuksena ja sama datum on käytössä myös kaikissa nykyisissä (ns. sinisissä) merikartoissa. Vanhemmissa (vihreissä) merikartoissa käytettiin Suomen alueelle määriteltyä KKJ-datumia, joka Garminin laitteissa tunnetaan nimellä Finland Hayford. KKJ:n ja WGS84:n ero on alle 200 m eli jos väärän datumin koordinaatit siirretään manuaalisesti GPS:ään tai jos esim. GPS:ssä on valittuna WGS84 ja karttaohjelmassa KKJ, niin paikannustietoon syntyy parin sadan metrin virhe. Yleensä datumiksi kannattaa valita sama, kuin mikä se on käytössä olevilla paperikartoilla (paperikartoilla datum on mainittu kartan tietolaatikossa). Siis sama datum pitää olla valittuna sekä GPS:ssä että karttaohjelmassa. Paikannuksen tarkkuuteen valinnalla ei ole vaikutusta kunhan datumista ollaan lähettäjän ja vastaanottajan puolella samaa mieltä. Koordinaattien esitysmuodoksi on hyvä valita muoto ddd mm.mmmm eli asteet, minuutit ja minuuttien desimaaliosat, koska tässä muodossa koordinaattilukemien siirto paperikartalle/-kartalta on helpointa. Muuta merkitystä esitysmuodolla ei käytännössä ole. Jos et ole varma kuinka asetukset tehdään, lue ohjeet laitteen käyttöohjeista. 15
2. NMEA-dataliikenteen tarkistaminen pääteohjelmalla Tätä kohtaa ei yleensä välttämättä tarvitse tehdä, mutta on syytä tietää, kuinka GPS:n lähettämän NMEA-datan tuleminen sarjaporttiin voidaan helposti varmistaa. 1. Asenna kaapeli paikalleen, kytke siihen GPS ja käynnistä GPS. Käynnistä seuraavaksi Windowsin Hyper Terminal. 2. Anna yhteydelle nimi ja yhdistä suoraan siihen COM-porttiin, joka on valittu kaapelin asennuksen yhteydessä (tässä esimerkissä siis COM9). 16
3. Aseta portin asetukset kuvan mukaisiksi. Huomaa, että tietoliikennenopeus (Bittiä sekunnissa:) ja Vuonohjaus: poikkeavat oletusarvoista ja oletusvalintaa on muutettava. 17
4. Hyper Terminalin ikkunassa pitäisi näkyä GPS:ltä kerran sekunnissa tulevia NMEA-sanomia. 5. Jos ruudulle ei tule tekstiä, lopeta ohjelma ja tarkista GPS:n asetukset sekä varmista, että Hyper Terminaaliin tulee valituksi oikea COMportti ja että sen asetukset ovat kohdan 3. mukaiset. Ohjelman lopetuksessa voit tallentaa yhteyden tiedot ja valita ne käyttöön seuraavan käynnistyksen yhteydessä. 18
3. Karttaohjelman asetukset Karttaohjelmassa pitää tehdä muutamia asetuksia, jotka käsitellään seuraavassa käytännön esimerkein käyttämällä karttaohjelmana CD Merikarttaa. Muissa karttaohjelmissa tee seuraavat asetukset ohjelman käyttöohjeen mukaisesti: 1. COM-portin numero 2. Tiedonsiirron nopeus 3. Datum Käynnistä ohjelma ja valitse GPS Asetukset. Kirjoita Sarjaportti COM kenttään sama porttinumero, joka on käytössä kaapelin virtuaalisarjaportille, tässä tapauksessa siis 9. Huomaa, että Meri CD osaa käyttää vain portteja 1-9. Tarvittaessa vaihda kaapelin sarjaportti, katso ohjeet luvusta Kaapelin sarjaporttiasetusten muuttaminen. Nopeudeksi 4800 bps ja GPS-koord. valinnaksi WGS84. Tässä ohjelmassa pitää lisäksi valita kartan keskitys, jotta kartta siirtyy automaattisesti siten, että veneen sijainti on koko ajan näytöllä. Keskitys kannattaa yleensä valita tehtäväksi näytön reunalla, jolloin karttaa on kulkusuuntaan mahdollisimman paljon näkyvissä. Asetusvalinnat ovat tarpeen tehdä vain kerran, seuraavan käynnistyksen yhteydessä aiemmat valinnat tulevat automaattisesti voimaan. Kun GPS on kytketty ja käyttövalmis (eli sijainti on tiedossa), seurannan pitäisi käynnistyä valitsemalla GPS Seuranta, jolloin koordinaatit näkyvät ruudulle avautuvassa pikkuikkunassa ja veneen paikka ja suunta ilmestyvät kartalle näkyviin. 19
4. Lopputestaus ja käyttöönotto Testaus pitää tehdä ennen laitteiston ottamista käyttöön navigoinnissa. Ongelmaksi saattaa muodostua se, että GPS ei välttämättä saa yhteyttä riittävään määrään satelliitteja sisätiloissa. Tällöin tietokone ja siihen liitetty GPS on vietävä avoimelle paikalle pihalle tai parvekkeelle. Lopputestaukseen kuuluu laitteiden käynnistäminen virrattomasta tilasta, kaapeleiden ja adaptereiden kytkeminen. Kun GPS on saanut ns. fixin eli osaa kertoa paikan koordinaatit, voidaan (kartta)sovellus käynnistää ja varmistaa, että kartalla näkyvä paikka on sama kuin maastossa. Veneellä liikuttaessa paikannusta voidaan verrata esim. reimareihin, ne yleensä ovat varsin tarkasti karttaan merkityillä paikoilla vaikka poikkeuksiakin toki löytyy. Myös linjatauluja kohti ajettavaa väylää ja ennen kaikkea tällaisten linjojen risteyksiä voidaan käyttää luotettavina vertailukohtina karttaohjelmassa näkyvään sijaintiin. Muista, että GPS ja karttaohjelma ovat vain apuvälineitä navigointiin eikä korvaa paperikarttoja. Pidä siis aina paperikartta näkyvillä ja huolehdi siitä, että tiedät paikkasi myös paperikartalla ja pystyt vaikeuksitta jatkamaan navigointi laite- tai muun häiriön esiintyessä. 20