Kaip sujungti GPS modulį (NEO-6m) su „Arduino“: 7 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šiame projekte aš parodžiau, kaip sujungti GPS modulį su „Arduino UNO“. Ilgumos ir platumos duomenys rodomi LCD ekrane, o vietą galima peržiūrėti programoje.

Medžiagos sąrašas

• „Arduino Uno“==> 8 USD
• „Ublox NEO-6m“GPS modulis ==> 15 USD
• 16x2 LCD ==> 3 USD
• Duonos lenta ==> 2 USD
• Trumpieji laidai ==> 2 USD

Bendra projekto kaina yra 30 USD.

1 žingsnis: Apie GPS

Pasaulinė padėties nustatymo sistema (GPS) yra palydovinė navigacinė sistema, kurią sudaro mažiausiai 24 palydovai. GPS veikia bet kokiomis oro sąlygomis, bet kurioje pasaulio vietoje, 24 valandas per parą, be abonentinių ar sąrankos mokesčių.

GPS palydovai du kartus per dieną apskrieja Žemę tiksliai orbitoje. Kiekvienas palydovas perduoda unikalų signalą ir orbitos parametrus, kurie leidžia GPS įrenginiams iššifruoti ir apskaičiuoti tikslią palydovo vietą. GPS imtuvai naudoja šią informaciją ir trilateraciją, kad apskaičiuotų tikslią vartotojo vietą. Iš esmės GPS imtuvas matuoja atstumą iki kiekvieno palydovo pagal laiką, per kurį reikia priimti perduotą signalą. Matuojant atstumą iš dar kelių palydovų, imtuvas gali nustatyti vartotojo padėtį ir ją parodyti.

Norėdami apskaičiuoti savo 2-D padėtį (platumą ir ilgumą) ir sekti judėjimą, GPS imtuvas turi būti užrakintas bent 3 palydovų signalu. Matydamas 4 ar daugiau palydovų, imtuvas gali nustatyti jūsų 3D padėtį (platumą, ilgumą ir aukštį). Paprastai GPS imtuvas stebės 8 ar daugiau palydovų, tačiau tai priklauso nuo paros laiko ir vietos, kurioje esate.

Kai jūsų padėtis bus nustatyta, GPS įrenginys gali apskaičiuoti kitą informaciją, pavyzdžiui:

• Greitis
• Guolis
• Takelis
• Kelionės dist
• Atstumas iki paskirties vietos

Koks signalas?

GPS palydovai perduoda mažiausiai 2 mažos galios radijo signalus. Signalai keliauja regėjimo linija, tai reiškia, kad jie praeis pro debesis, stiklą ir plastiką, bet nepraeis per daugumą kietų objektų, tokių kaip pastatai ir kalnai. Tačiau šiuolaikiniai imtuvai yra jautresni ir paprastai gali sekti namus.

GPS signalas turi 3 skirtingų tipų informaciją:

• Pseudo atsitiktinis kodas yra I. D. kodą, kuris nustato, kuris palydovas perduoda informaciją. Įrenginio palydovo puslapyje galite pamatyti, iš kokių palydovų gaunate signalus.
• Efeimerio duomenys reikalingi palydovo padėčiai nustatyti ir suteikia svarbios informacijos apie palydovo būklę, dabartinę datą ir laiką.
• Almanacho duomenys nurodo GPS imtuvui, kur kiekvienas GPS palydovas turėtų būti bet kuriuo paros metu, ir rodo to palydovo ir kiekvieno kito sistemos palydovo orbitinę informaciją.

2 žingsnis: „Arduino“, „Neo6m GPS“ir 16x2 LCD

1. Arduino

„Arduino“yra atviro kodo elektronikos platforma, pagrįsta lengvai naudojama aparatine ir programine įranga. „Arduino“plokštės gali skaityti įvestis - šviesą ant jutiklio, pirštą ant mygtuko ar „Twitter“pranešimą - ir paversti ją išvestimi - suaktyvinti variklį, įjungti šviesos diodą, ką nors paskelbti internete. Galite pasakyti savo valdybai, ką daryti, išsiųsdami instrukcijų rinkinį į plokštėje esantį mikrovaldiklį. Norėdami tai padaryti, naudokite „Arduino“programavimo kalbą (pagrįstą laidų jungtimi) ir „Arduino“programinę įrangą (IDE), pagrįstą apdorojimu.

Reikalingos bibliotekos, kad GPS veiktų „Arduino IDE“.

Programinė įranga

„TinyGPS“

Taip pat galite sukurti savo „Arduino uno“.

2. NEO-6m GPS modulis (kaip parodyta paveikslėlyje i2)

NEO-6m GPS modulio duomenų lapas

3. 16x2 LCD

Skystųjų kristalų ekranas (LCD) yra elektroninis ekrano modulis, kuriame galima plačiai pritaikyti. 16x2 LCD ekranas yra labai paprastas modulis ir labai dažnai naudojamas įvairiuose įrenginiuose ir grandinėse. Šiems moduliams teikiama pirmenybė prieš septynis segmentus ir kitus kelių segmentų šviesos diodus. Priežastys: LCD yra ekonomiški; lengvai programuojamas; neriboti specialių ir net pasirinktinių simbolių (skirtingai nei septyniuose segmentuose), animacijos ir pan. 16x2 skystųjų kristalų ekranas reiškia, kad jis gali rodyti 16 simbolių vienoje eilutėje ir yra 2 tokios eilutės. Šiame LCD ekrane kiekvienas simbolis rodomas 5x7 pikselių matricoje. Šiame LCD ekrane yra du registrai, būtent komandų ir duomenų. Komandų registre išsaugomos LCD nurodytos komandų instrukcijos. Komanda yra LCD nurodymas atlikti iš anksto nustatytą užduotį, pvz., Inicijuoti ekraną, išvalyti ekraną, nustatyti žymeklio padėtį, valdyti ekraną ir pan. Duomenų registre saugomi duomenys, kurie bus rodomi LCD ekrane. Duomenys yra LCD ekrane rodomo simbolio ASCII reikšmė.

Smeigtukų schema ir kaiščio aprašymas (kaip parodyta paveikslėliuose i3 ir i4)

4 bitų ir 8 bitų LCD režimas Skystųjų kristalų ekranas gali veikti dviem skirtingais režimais, būtent 4 bitų ir 8 bitų režimu. 4 bitų režimu mes siunčiame duomenų gurkšnojimą, pirmiausia viršuje, o tada apačioje. Tiems iš jūsų, kurie nežino, kas yra gurkšnis: gurkšnis yra keturių bitų grupė, todėl apatiniai keturi bitų bitai (D0-D3) sudaro apatinį kąsnį, o viršutiniai keturi bitai (D4-D7) baitų formos aukštesnio kąsnio. Tai leidžia mums siųsti 8 bitų duomenis. Kadangi 8 bitų režimu 8 bitų duomenis galime siųsti tiesiogiai vienu judesiu, nes naudojame visas 8 duomenų eilutes.

LCD skaitymo ir rašymo režimas Pats LCD susideda iš sąsajos IC. MCU gali skaityti arba rašyti į šią sąsajos IC. Daugeliu atvejų mes tiesiog rašysime IC, nes skaitymas padarys jį sudėtingesnį ir tokie scenarijai yra labai reti. Tokia informacija kaip žymeklio padėtis, būsenos užbaigimo pertraukimai ir kt.

3 žingsnis: jungtys

GPS modulio sąsaja su „Arduino“

Arduino ===> NEO6m

GND ===> GND

Skaitmeninis kaištis (D3) ===> TX

Skaitmeninis kaištis (D4) ===> RX

5Vdc ===> Vcc

Čia aš siūlau naudoti išorinį maitinimo šaltinį GPS moduliui maitinti, nes minimalus energijos poreikis, kad GPS modulis veiktų, yra 3,3 V, o „Arduino“negali tiek daug įtampos tiekti. Norėdami tiekti įtampą, naudokite produktyvų USB TTL, kaip parodyta i5 pav..

USB tvarkyklė

Dar vienas dalykas, kurį radau dirbdamas su GPS antena, yra su moduliu, nes jis negauna signalo namuose, todėl aš naudoju šią anteną - tai daug geriau.

Antena

Norėdami prijungti šią anteną, turite naudoti jungtį, pavaizduotą paveikslėlyje i6.

Arduino UNO ir JHD162a LCD sąsaja

LCD ===> „Arduino Uno“

VSS ===> GND

VCC ===> 5V

VEE ===> 10K rezistorius

RS ===> A0 (analoginis kaištis)

R/W ===> GND

E ===> A1

D4 ===> A2

D5 ===> A3

D6 ===> A4

D7 ===> A5

LED+ ===> VCC

LED- ===> GND

4 žingsnis: rezultatas

5 žingsnis: demonstracija