Ako prepojiť modul GPS (NEO-6m) s Arduino: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

V tomto projekte som ukázal, ako prepojiť modul GPS s Arduino UNO. Údaje o zemepisnej dĺžke a šírke sa zobrazujú na LCD displeji a polohu je možné zobraziť v aplikácii.

Zoznam materiálu

• Arduino Uno ==> 8 dolárov
• GPS modul Ublox NEO-6m ==> 15 dolárov
• 16x2 LCD ==> 3 doláre
• Breadboard ==> 2 doláre
• Prepojovacie vodiče ==> 2 doláre

Celkové náklady na projekt sú 30 dolárov.

Krok 1: O systéme GPS

Čo je to GPSGPS (Global Positioning System) je satelitný navigačný systém, ktorý pozostáva z najmenej 24 satelitov. GPS funguje za každého počasia, kdekoľvek na svete, 24 hodín denne, bez poplatkov za predplatné a nastavovania.

Ako funguje GPS Satelity GPS obiehajú Zem dvakrát denne na presnej obežnej dráhe. Každý satelit vysiela jedinečný signál a orbitálne parametre, ktoré umožňujú zariadeniam GPS dekódovať a vypočítať presnú polohu satelitu. Prijímače GPS používajú tieto informácie a trilateráciu na výpočet presnej polohy používateľa. Prijímač GPS v zásade meria vzdialenosť ku každému satelitu podľa času, ktorý je potrebný na prijatie prenášaného signálu. Vďaka meraniu vzdialenosti z niekoľkých ďalších satelitov môže prijímač určiť polohu používateľa a zobraziť ju.

Na výpočet vašej 2-D polohy (zemepisnej šírky a dĺžky) a pohybu stopy musí byť prijímač GPS zablokovaný na signál najmenej troch satelitov. Pri pohľade na 4 alebo viac satelitov môže prijímač určiť vašu 3-D polohu (zemepisnú šírku, dĺžku a nadmorskú výšku). Prijímač GPS bude spravidla sledovať 8 alebo viac satelitov, ale to závisí od dennej doby a toho, kde sa nachádzate na Zemi.

Po určení vašej polohy môže jednotka GPS vypočítať ďalšie informácie, napríklad:

• Rýchlosť
• Ložisko
• Sledovať
• Trip dist
• Vzdialenosť do cieľa

Aký je signál?

Satelity GPS vysielajú najmenej 2 rádiové signály s nízkym výkonom. Signály sa pohybujú podľa zorného poľa, čo znamená, že prejdú mrakmi, sklom a plastom, ale neprechádzajú väčšinou pevných predmetov, ako sú budovy a hory. Moderné prijímače sú však citlivejšie a môžu zvyčajne sledovať domy.

Signál GPS obsahuje tri rôzne typy informácií:

• Pseudonáhodný kód je I. D. kód, ktorý identifikuje, ktorý satelit vysiela informácie. Na satelitnej stránke svojho zariadenia môžete vidieť, z ktorých satelitov dostávate signály.
• Údaje o efemeridách sú potrebné na určenie polohy satelitu a poskytujú dôležité informácie o stave satelitu, aktuálnom dátume a čase.
• Údaje z almanachu informujú prijímač GPS o tom, kde by sa mal každý satelit GPS nachádzať kedykoľvek počas dňa, a zobrazujú orbitálne informácie pre tento satelit a všetky ostatné satelity v systéme.

Krok 2: Arduino, Neo6m GPS a 16x2 LCD

1. Arduino

Arduino je elektronická platforma s otvoreným zdrojovým kódom založená na ľahko použiteľnom hardvéri a softvéri. Dosky Arduino sú schopné čítať vstupy - svetlo na senzore, prst na tlačidle alebo správu z Twitteru - a premeniť ho na výstup - aktivácia motora, zapnutie LED diódy, zverejnenie niečoho online. Svojej doske môžete povedať, čo má urobiť, a to tak, že pošlete sadu inštrukcií mikrokontroléru na doske. Na to použijete programovací jazyk Arduino (na základe zapojenia) a softvér Arduino (IDE) na základe spracovania.

Potrebné knižnice na to, aby GPS fungovalo v Arduino IDE.

Softvér Sériový

TinyGPS

Môžete si tiež vytvoriť vlastné Arduino uno.

2. GPS modul NEO-6m (ako je znázornené na obrázku i2)

Dátový list GPS modulu NEO-6m

3. 16x2 LCD

Obrazovka LCD (Liquid Crystal Display) je elektronický zobrazovací modul, ktorý ponúka široké spektrum aplikácií. LCD displej 16x2 je veľmi základný modul a veľmi často sa používa v rôznych zariadeniach a obvodoch. Tieto moduly sú uprednostňované pred siedmimi segmentmi a inými viacsegmentovými diódami LED. Dôvodom je: LCD sú ekonomické; ľahko programovateľné; nemajú žiadne obmedzenia na zobrazenie špeciálnych a dokonca vlastných znakov (na rozdiel od siedmich segmentov), animácií a podobne. 16x2 LCD znamená, že môže zobrazovať 16 znakov na riadok a existujú 2 také riadky. Na tomto LCD displeji je každý znak zobrazený v matici 5 x 7 pixelov. Tento LCD monitor má dva registre, a to príkazový a dátový. Register príkazov ukladá pokyny pre príkaz dané LCD. Príkaz je príkaz, ktorý má LCD vykonať preddefinovanú úlohu, ako je jeho inicializácia, vymazanie obrazovky, nastavenie polohy kurzora, ovládanie displeja atď. Register údajov ukladá údaje, ktoré sa majú zobraziť na displeji LCD. Dáta sú hodnotou ASCII znaku, ktorý sa má zobraziť na LCD displeji.

Pin diagram a popis pinov (ako je znázornené na obrázku i3 a i4)

4-bitový a 8-bitový režim LCD Displej LCD môže pracovať v dvoch rôznych režimoch, konkrétne v 4-bitovom a 8-bitovom režime. V 4 -bitovom režime odosielame dátové okusovanie bodnutím, najskôr horným a potom dolným. Pre tých z vás, ktorí nevedia, čo je to nibble: nibble je skupina štyroch bitov, takže spodné štyri bity (D0-D3) bajtu tvoria dolné nibble, zatiaľ čo horné štyri bity (D4-D7) bajtu z vyššej nibble. To nám umožňuje odosielať 8-bitové údaje. Zatiaľ čo v 8-bitovom režime môžeme odosielať 8-bitové údaje priamo jedným ťahom, pretože používame všetkých 8 dátových riadkov.

Režim čítania a zápisu na displeji LCD Samotný displej LCD pozostáva z integrovaného obvodu. MCU môže buď čítať, alebo zapisovať do tohto rozhrania IC. Väčšinu času budeme písať iba do IC, pretože čítanie ho skomplikuje a takéto scenáre sú veľmi zriedkavé. Informácie ako poloha kurzora, prerušenia dokončenia stavu atď.

Krok 3: Pripojenia

Prepojenie GPS modulu s Arduino

Arduino ===> NEO6m

GND ===> GND

Digitálny pin (D3) ===> TX

Digitálny kolík (D4) ===> RX

5Vdc ===> Vcc

Tu navrhujem, aby ste na napájanie modulu GPS použili externý zdroj napájania, pretože minimálna požiadavka na výkon modulu GPS je 3,3 V a Arduino nie je schopné dodávať také napätie. Na zaistenie použitia napätia plodný USB TTL, ako je znázornené na obr. I5.

USB ovládač

Ešte jedna vec, ktorú som zistil pri práci s GPS anténou, je modul, ktorý neprijíma signál vnútri domu, takže som použil túto anténu - je to oveľa lepšie.

Anténa

Na pripojenie tejto antény musíte použiť konektor zobrazený na obrázku i6.

Rozhranie LCD Arduino UNO a JHD162a

LCD ===> Arduino Uno

VSS ===> GND

VCC ===> 5V

VEE ===> 10K odpor

RS ===> A0 (analógový kolík)

R/W ===> GND

E ===> A1

D4 ===> A2

D5 ===> A3

D6 ===> A4

D7 ===> A5

LED+ ===> VCC

LED- ===> GND

Krok 4: Výsledok

Krok 5: Demo