Опыт применения связки КПК + GPS в велосипедной навигации

Эта статья была написана в далеком 2004 году. В то время в большинстве GPS-навигаторов не было встроенной карты. Да и вообще с хорошими картами была проблема. Про OpenStreetMap еще никто не слышал, Google.Maps был только для компьютера. Из электронных карт лучшее, что было на Московскую область — отсканированный бумажный атлас. Как же давно это было…

История вопроса

PICT3193Раньше я успешно пользовался обычным планшетом с бумажными картами, который крепился на руль/вынос. При необходимости можно взять еще компас, и, в принципе, этого уже достаточно, чтобы никогда нигде не заблудиться. Потом появился gps-приемник. Жизнь от этого сильно упростилась; рисование трека в OziExplorer’е стало предшествовать каждой поездке. С появлением наладонника стала доступной возможность просматривать треки оперативно (по пути в электричке с покатушки домой). Тем не менее, меня не покидало ощущение, что чего-то здесь не хватает… Так появилась ИДЕЯ.

Идея состоит в том, чтобы во время движения иметь в доступности всю оперативную навигационную информацию: карту, обзор предполагаемого и фактического трека, расстояния до характерных точек на карте. Решение задачи напрашивается само собой. :-)
Итак, в один прекрасный момент я переборол внутреннее сопротивление (если вдруг наладонник от вибраций сдохнет – новый купить смогу нескоро) и сел сооружать крепление для КПК на руль. Предусмотрительно купленный на Савеловском рынке алюминиевый «чехол» для КПК при помощи суперклея и капроновых ниток был соединен с креплением от старой разбившейся фары (CatEye HL-550). В результате получилось, что КПК можно как фару снимать с руля. Пучок соответствующих кабелей комфортно расположился под рулем, среди тросиков. Поскольку свободное место на руле закончилось, фару пришлось переместить на рог.

Аппаратная часть

PICT3174Компоненты навигационной системы:

  • Gps-приемник Garmin eTrex Venture
  • КПК HP iPAQ h2210
  • Крепление gps на руль велосипеда
  • Алюминевый “чехол” для КПК
  • Крепление на руль велосипеда от старой фары
  • COM-кабель для eTrex
  • COM-кабель для h2210
  • COM-переходник нуль-модемный “папа-папа” самодельный
  • Самодельная система зарядки КПК от больших батареек

Все кабельное хозяйство можно заменить всего одним кабелем.

Пожалуй, отдельного упоминания заслуживает система зарядки КПК от батареек. Штатная зарядка выдает 5V при токе 0.6А в начале и 0.2А в конце зарядки. Полностью заряженный КПК потребляет ~0.15А. Самодельная система зарядки представляет собой 4 или 5 последовательно соединенных батареек размера D (самые большие, по 1.5V) + переменный резистор + амперметр. При помощи резистора в начале зарядки устанавливается ток в 0.4..0.5А. Батарейки используются щелочные (Energizer или Duracell, по 50р штука), одного комплекта хватает примерно на 5-10 полных зарядок КПК.

* Будьте осторожны при сооружении самодельного зарядного устройства для КПК. Спалить КПК таким образом проще простого.
** Жаба душит, но очень хочется разориться на энерговырабатывающую втулку (www.sheldonbrown.com/harris/lighting/shimano.html), тогда все проблемы с энергией исчезнут. Кстати, никто не знает где такую втулку у нас можно взять? :-]

UPD от 2008 года: динамо-втулку в итоге купил, но прожила она недолго. В тяжелых метео-условиях защита от воды в ней оказалась недостаточной. По сути, динамо-втулку логично использовать только для езды по хорошим дорогам).

Программная часть

PICT3190Обмен точками/маршрутами/треками между КПК и gps-приемником удобнее всего организовать через программу G7TOCE (www.gpsinformation.org/ronh/).
В качестве основной навигационной программы используется OziExplorerCE (www.oziexplorer.com). Последняя доступная на сегодняшний день версия — 1.11.6a develop. Карманный Ozi лучше всего воспринимает карты, специально переконвертированные при помощи программы Img2Ozf (также берется на сайте OziExplorer).
Обмен данными между КПК и gps-приемником в моем случае может осуществляться по двум протоколам: NMEA и Garmin PVT. По протоколу NMEA gps-приемник выдает только текущую навигационную информацию, Garmain PVT позволяет, кроме навигационной информации, также обмениваться точками/маршрутами/треками.

Энергопотребление

Gps-приемник от одного комплекта батареек работает 1-1.5 ходовых дня. С этим проблем нет. Наладонник от одной зарядки работает порядка 4-5 часов, чего явно недостаточно.
С другой стороны, держать КПК постоянно включенным нет необходимости: включил, посмотрел где мы сейчас находимся, выключил. Держать постоянно включенным КПК можно на участках пути, требующих усиленного ориентирования. При таком подходе одного зарядка аккумулятора хватит на целый день. В многодневном походе возможна подзарядка от больших батареек.
Живой пример: так получилось, что в поездке, в рамках которой проводились испытания навигационной системы, пришлось ехать по темноте аж 5 часов подряд по незнакомым дорогам (т.е. ориентирование весьма активное и КПК всегда включен). Перед «въездом» в темноту КПК был полностью заряжен от батареек. Заряда аккумулятора на работу в течение 5 часов хватило.

Надежность

PICT3178КПК подвергается «издевательству» :-) со стороны четырех основных факторов: вибрации, воды, температуры и воздействия веток/травы при езде через лес.
В наладоннике отсутствуют движущиеся части, поэтому ломаться от вибрации там нечему. Единственное опасение – это за различные разъемы и соединения внутри него. После двух дней езды по самым различным дорогам, включая плохие грунтовки на большой скорости и буреломы в лесу, вроде ничего пока не отвалилось. Дополнительная амортизация обеспечивается чехлом/креплением к рулю/хорошей вилкой. По сути КПК на руле должен прожить не сильно меньше, чем gps-приемник, а gps-приемник от вибрации вроде не помирает.
Алюминиевый чехол не предполагает никакой защиты от воды. Все разъемы (слоты CF и SD, разъем наушников) просто-напросто открыты для дождя. На время дождя наладонник лучше убрать в карман и ехать исключительно по треку в gps-приемнике, в котором, как известно, обеспечена гораздо лучшая защищенность от воды.
Li-Ion-аккумуляторы весьма негативно реагируют на большие отрицательные температуры. Использовать навигационную систему на основе наладонника для покатушек зимой проблематично. К счастью, подавляющее количество велопоходов/покатушек проводится по теплой погоде.
Одной из замечательных особенностей алюминиевого чехла является наличие жесткой крышки. Нужно посмотреть на карту – крышку открыл. Нужно через лес по узкой тропинке ехать – крышку закрыл. При закрытой крышке можно совершенно не беспокоиться о том, что у тебя на руле установлено электроники на сумму, превышающую стоимость велосипеда. :-) Проще при езде по лесу рогом за ствол дерева зацепиться, чем повредить наладонник. Есть, правда еще вероятность зацепить за что-нибудь кабелем идущим от КПК к gps-приемнику, однако таких прецедентов пока не было (несмотря на то, что в крайнюю покатушку 3 км ломились азимутом через лес с буреломом).

Работа навигационной системы

Общие впечатления можно охарактеризовать всего двумя словами: «очень удобно». Всегда есть возможность посмотреть, где именно на карте ты сейчас находишься. Более того, при грамотно расставленном маршруте OziCE еще и предупредит голосом: «Через 200 метров поворот направо» :-).
Схема использования навигационной системы такова: КПК (включается периодически) показывает текущее положение на карте, а gps-приемник (включен всегда) показывает куда ехать (TrackBack™ по заранее нарисованному треку).
Были определенные опасения по поводу того, что информация на экране КПК на солнце читаться не будет. Опасения оказались напрасными. Читаемость ухудшается, но такого, чтобы нужную информацию нельзя было различить – не было ни разу. Иногда, правда, даже при солнце удобно бывает включить подсветку – так видно лучше. Разумеется, для хорошей различимости информации следует грамотно подобрать цвета интерфейса программы: трек, нарисованный серым цветом – не видно, а красным – видно хорошо.
Навигация в сумерках и ночью – выше всяких похвал. Бумажную карту без фонарика не было бы видно совсем. В моем случае – лишь поставил подсветку экрана на минимальную яркость, чтобы глаза не слепило.

UPD от 2012 года: самый популярный вопрос: «не умирает ли КПК на руле от тряски?». Отвечаю: ни один из наладонников, которые я таким образом использовал (всего их было 3 штуки: HP 2210, Fujitsu-Siemens 720, HP 214), не проявил ухудшения характеристик или каких-либо глюков. Аппараты оказались достаточно живучи, чтобы использовать их в столь жестких условиях. Единственный нюанс — требуется защита от воды в те дни, когда идет дождь или снег.