■SONY GPS-CS1K 修理そして改造への道のり


GPS-CS1KSPが後継機種

外観は綺麗ですが電源部が故障して起動しません。

SONY GPS-CS1K
(GPSユニットキット)

単3アルカリ電池1本で10時間駆動、
位置情報を15秒間隔で記録し続けるよーです。
内蔵メモリー31MBで360時間の
GPSログが記録可能のようですが・・・

←左側の写真のユニットは、壊れています。
改造に失敗して壊してしまったモノを貰いました。

元々、デジカメを持って撮影に出掛ける
趣味はないので車に搭載させて走行記録用に
改造する予定です。(修理できることが前提ですが・・)

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▼早速修理▼

修理依頼があって修理するワケでもないので、直せなくても、更に故障を悪化させても、元々が「タダ」なので気楽に分解ができます。


先ずは分解、  ネジ3個で簡単に基板だけに・・・

乾電池接点が修理に邪魔なので取外ししました。


別に故障原因とは関係ないと思われる部分ですが、
分解してみたかったので分解してみました。

故障の原因は12V電源を入力してしまったようで
一切電源が入らなかったのですが
DC/DC部品の近くにあった部品が飛んでいただけで
部品交換したら簡単に起動するよーになりました。

うぅ〜ん簡単な修理だった・・・ かな?


CXD2951GL-4 ・ M30245MC とか使っていました。

GPS受信アンテナ面に故障原因ありでした。

呆気なく修理ができたので早速改造をします。

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今回の改造ポイントは・・・

・乾電池、又は充電電池のみを利用する場合は、純正品と同等の動作をする。(外観もそのままで・・・)
・USB端子を利用して単3形ニッカド(ニッケル)電池の充電をする。(USB未使用端子を使って充電用電源を供給します)
・USB端子からの電源供給でGPS受信をする。(USB未使用端子を使ってGPS用の電源を供給します)
・車のシガーソケットがONになるとGPSが起動する。逆にシガーソケットがOFFになるとGPSユニットもOFFになる。
  (手動にてGPSユニットをONにした後に、シガーソケットからのON信号が入っても間違ってOFFにならないようにする)

▼DC/DCコンバータ部&ニッカド電池充電部の製作▼

シガーソケットからの電源供給だけだとPICを使ってGPS電源のOFF制御ができないので(ONは可能ですが・・)
(そのまま電源を切っても良いかも知れませんが最後のログ書込みを失敗しては困るので、きちんと電源ボタンを押してOFFにする回路にします。)
内蔵の乾電池(1.5V)だけでPICを駆動させる為に、1.5Vを5.0Vへ昇圧します。(別に3.3Vへ昇圧でも良かったのですが)


今まで小型DC/DCコンバータを使ったことが無かったので
本当に動作するのか、先ずは実験してみました。

部品点数5個で完成する簡単回路で、問題なく動作しました。


GPS基板の多少の空間を利用して部品を取付け中〜
GPS基板に直接実装さるので電解コンデンサは全て
小さいチップコンデンサに変更しました。

充電保護用にリセッタブルヒューズや
ダイオードなど、ケース収納する関係で
高さに気を付けながら基板に半田付けしました。

それにしても、ピンセットは必需です。

▼電源ON/OFF制御部製作▼

シガーソケットがONになると、GPS電源スイッチを2秒間程度長押ししたり、(OFFも同様)、GPSユニットの起動チェックをPICで監視・制御します。
と、言っても、そんなに大掛かりな動作ではありませんが・・・、パッパっとプログラムは完成させてPICに書込みをします。


腕時計型キーレスユニット自作した時に使用した
表面実装PICの書込みアダプタを利用します。


PICライターのソケットに取付けて書込み中〜
表面実装IC書込み用パーツ製作についてはこちら

書込み終わったPICに抵抗(1/8W)や
コンデンサを半田付け中〜

思い通りの動作をするのかは現段階では
全然解らない状態での作業です。


GPS受信中に点灯(点滅)するLEDと
押しボタンPowerスイッチから配線取出し中〜

フォトカプラ、PICなど空中配線で半田付け中


カプトン粘着テープ(黄色の透明テープ)を
利用したことで細かい部分の
絶縁や半田付けが楽になりました。


これで動作しなければ悲しいですね。もう同じ作業もしたくないですし・・・

邪魔な突起物を避けながら部品配置をしたので、
綺麗に基板がケースに入りました。あとは動くかどーかが問題です。

回路が出来上がったので動作チェックを・・・  ぅぅぅぅん〜 動作が不安定〜、何か基板から時々「キーン」って音がしているし・・・

▼DC/DCコンバータ動作不良改善▼

ニッカド電池電圧1.2Vを5.0Vへ昇圧する回路が不安定で
PICが動作しなかったり、GPSユニットが誤動作したり・・・
原因を調べてみたら空中配線がダメだったらしく
もう一度、回路を作り直すことにしました。

←今度はガラエポ基板にチップコンデンサやダイオードを
丁寧に実装させて別基板にて完成させました。

それにしても細かい作業ですねぇ〜


出来上がった基板を両面テープにて固定してPICと連動配線しました。

今回はカプトン粘着テープにお世話になり放題で、ペタペタ貼付けして完成

今度は動作に問題が無かったので続きの作業をします。

▼シガーソケット電源部製作▼


ずっと前から持っていたスイッチ付きシガープラグを利用

スイッチのON/OFF関係なくスイッチ部分が
点灯するタイプなので配線を変更して利用します。

シガープラグケース内に電源ユニットを入れる予定でしたが、思った以上にGPSユニット(GPS-CS1K)の消費電力が大きくて
可変タイプの3端子レギュレータを使った簡単な回路では発熱が多く無理だったので、別途電源BOXを考えることに・・・


むか〜し高輝度LED点灯実験に利用した電源回路が
残っていたのでコレを仮に利用することに・・・
12Vをスイッチング電源で5VにしてからLM338Tを使って
出力電圧を2V付近まで可変しました。
(変換効率が良くなって発熱もなくなりました)

ヒートシンク側はこんな感じです。

半田面はこんな感じです。


シガープラグに手動ON/OFFスイッチを取付けして
ON時にLEDが点灯するように改造しました。

シガーソケットからの配線とGPSユニットへの配線をして
電源部分は仮完成(後日、小型なタイプに変更します)

▼専用USBケーブル製作▼

USBの5Vを利用してニッカド電池の充電や電源ON/OFF制御が出来れば回路が楽になるのですが、
USB端子に5Vを入れるだけでUSB通信を、する、しない、に関わらず、USBメモリモードになってしまってGPS受信が中断されてしまうので、
USB ミニB端子で未使用の4pin目を使って充電とGPS起動用の電源供給をします。

(ちなみに・・普通のUSB端子は4pinですが、ミニ端子になると5pinになって4pinが未使用になっています。
ただ、4ピンが5ピンとアース共通になっている場合もあるので注意が必要のよーですが・・・)


GPS-CS1Kの4ピン目は、未接続で改造が楽そーです。

貰い物のUSBケーブル(USBミニBとUSB端子)を使って
特殊ケーブルを作りたいと思います。


親切に市販品のケーブルが5本配線されているタイプを
探すの大変なので端子部分のみ利用する為、
カッターを使って半分に被覆をカットしました。

欲しかったUSB端子部分には予定通り5ピンありました。


100円ショップにて
ケーブル購入

3.5φのステレオケーブルの片側を切断して
USB端子を取付ける準備をします。

1pin・ 4pin・5pinの3箇所のみ配線
(2pin・3pinは通信線なので今回は不要)


ホットボンドでショート・断線防止をしています。

100円ショップのミニバイスを使って
先ほど被覆カットした部分を瞬間接着剤で合体


市販品のような綺麗な仕上がりになりました。特殊USBケーブルの完成です。

接着したよーには見えない完成度です(自己満足)

▼GPS本体の組立て▼

ケーブルも電源部(仮製作)も完成して動作もOKだったので最後にGPSを組み立てます。


空きスペースを利用して思い通りに
回路を入れることが出来ました。

3個のネジでUSB側のフタをして完成しました。
(写真はUSBの保護キャップを外しています)


外観は市販品と同じになりました。

12V→2V変換BOXがGPS本体より大きいですが、
後日、時間があればスイッチング電源を利用して作り直します。

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■完成■

実車にて最終動作チェックでドライブ・・・(雨の中)


↑車のシガーソケットに取付けして、ダッシュボードにGPSを配置→

エンジンと連動でGPSユニットが自動起動、成功!
エンジンを止めると停止制御信号が出力されてGPSがOFF
車から電源供給することで乾電池の交換が一切がなく、
電源の入れ忘れでGPSログが書込まれていない失敗もなくなりました。

走行中に単3形ニッケル水素電池の充電もしているので、
電池容量不足に悩まされることなく
目的地到着後に徒歩で移動する時は、車からGPSユニットを持ち出して
続きの衛星測位が可能です。

簡単な動作の制御ですが、上手く動くと嬉しいですね。

製作費用 1,500円程度

自己満足度 ★★★★★

「アマゾン」にて後継機(本体は同等品)のGPS-CS1KSPが購入可能です。
興味のある方はどうぞ・・・

■SONY GPS-CS1K(改)■

 電池での駆動時間(実測)
 ニッケル水素充電池使用時  1300mA/h (GP社 秋月電子にて購入)
 約5時間50分(常に衛星を受信している状態)
     ↑ログ記録ができなくなるまでの時間
追加回路が同時に動作しているので市販品に比べると
動作時間が短くなっていると思われます。

ニッケル水素充電池もメーカー純正の2500mA/hを使えば
単純計算で11時間は使えるのでは??
(無改造でのメーカー公表駆動時間は14時間)

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