GPS-mooduli (NEO-6m) ühendamine Arduinoga: 7 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Selles projektis olen näidanud, kuidas ühendada GPS -moodul Arduino UNO -ga. Pikkus- ja laiuskraadi andmed kuvatakse LCD -ekraanil ning asukohta saab vaadata rakenduses.

Materjalide loetelu

• Arduino Uno ==> 8 dollarit
• Ublox NEO-6m GPS-moodul ==> 15 dollarit
• 16x2 LCD ==> 3 dollarit
• Leivalaud ==> 2 dollarit
• Jumper juhtmed ==> $ 2

Projekti kogumaksumus on 30 dollarit.

Samm: GPS -i kohta

Globaalne positsioneerimissüsteem (GPS) on satelliidipõhine navigatsioonisüsteem, mis koosneb vähemalt 24 satelliidist. GPS töötab mis tahes ilmastikutingimustes, kõikjal maailmas, 24 tundi ööpäevas ilma liitumistasude ja seadistustasudeta.

GPS -i toimimine GPS -satelliidid tiirlevad ümber Maa kaks korda päevas täpselt orbiidil. Iga satelliit edastab ainulaadse signaali ja orbitaalparameetrid, mis võimaldavad GPS -seadmetel dekodeerida ja arvutada satelliidi täpse asukoha. GPS -vastuvõtjad kasutavad seda teavet ja trilateratsiooni kasutaja täpse asukoha arvutamiseks. Põhimõtteliselt mõõdab GPS -vastuvõtja kaugust iga satelliidini edastatud signaali vastuvõtmiseks kuluva aja võrra. Veel mõne satelliidi kaugusemõõtmisel saab vastuvõtja määrata kasutaja asukoha ja seda kuvada.

Kahemõõtmelise asukoha (laius- ja pikkuskraad) ning raja liikumise arvutamiseks peab GPS-vastuvõtja olema lukustatud vähemalt kolme satelliidi signaaliga. Kui vaateväljas on 4 või enam satelliiti, saab vastuvõtja määrata teie kolmemõõtmelise asukoha (laius-, pikkus- ja kõrgus). Üldiselt jälgib GPS -vastuvõtja 8 või enamat satelliiti, kuid see sõltub kellaajast ja kohast, kus te olete.

Kui teie asukoht on kindlaks määratud, saab GPS -seade arvutada muud teavet, näiteks:

• Kiirus
• Laager
• Rada
• Reisi dist
• Kaugus sihtkohast

Mis on signaal?

GPS-satelliidid edastavad vähemalt 2 väikese võimsusega raadiosignaali. Signaalid liiguvad vaatevälja kaudu, mis tähendab, et need läbivad pilvi, klaasi ja plasti, kuid ei läbi enamikku tahkeid objekte, nagu hooned ja mäed. Kuid kaasaegsed vastuvõtjad on tundlikumad ja suudavad tavaliselt maju jälgida.

GPS -signaal sisaldab kolme erinevat tüüpi teavet:

• Pseudo -juhuslik kood on I. D. kood, mis tuvastab, milline satelliit teavet edastab. Seadme satelliitlehelt näete, millistelt satelliitidelt signaale saate.
• Efemeri andmed on vajalikud satelliidi asukoha määramiseks ja annavad olulist teavet satelliidi tervise, praeguse kuupäeva ja kellaaja kohta.
• Almanahhi andmed ütlevad GPS -vastuvõtjale, kus iga GPS -satelliit peaks päeva jooksul igal ajal asuma, ning näitab selle satelliidi ja süsteemi kõigi teiste satelliitide orbiiditeavet.

2. samm: Arduino, Neo6m GPS ja 16x2 LCD

1. Arduino

Arduino on avatud lähtekoodiga elektroonikaplatvorm, mis põhineb hõlpsasti kasutataval riist- ja tarkvaral. Arduino tahvlid on võimelised lugema sisendeid - valgust anduril, sõrme nupul või Twitteri sõnumit - ja muutma selle väljundiks - aktiveerides mootori, lülitades sisse LED -i, avaldades midagi võrgus. Saate oma plaadile öelda, mida teha, saates juhiste komplekti tahvli mikrokontrollerile. Selleks kasutate programmeerimiskeelt Arduino (põhineb juhtmestikul) ja töötlemisel põhinevat Arduino tarkvara (IDE).

GPS -i jaoks vajalikud teegid Arduino IDE -s töötamiseks.

SoftwareSerial

TinyGPS

Samuti saate teha oma kohandatud Arduino uno.

2. NEO-6m GPS-moodul (nagu näidatud pildil i2)

NEO-6m GPS-mooduli andmeleht

3. 16x2 LCD

Vedelkristallekraan (LCD) on elektrooniline ekraanimoodul, mis pakub laia valikut rakendusi. 16x2 LCD -ekraan on väga lihtne moodul ja seda kasutatakse väga sageli erinevates seadmetes ja vooluringides. Neid mooduleid eelistatakse seitsme segmendi ja muude mitme segmendi LED -ide ees. Põhjused on järgmised: LCD -ekraanid on ökonoomsed; kergesti programmeeritav; ei piira eriliste ja isegi kohandatud märkide kuvamist (erinevalt seitsmest segmendist), animatsioone ja nii edasi. 16x2 LCD tähendab, et see võib kuvada 16 tähemärki rea kohta ja selliseid ridu on 2. Sellel LCD -ekraanil kuvatakse iga märk 5x7 pikslimaatriksina. Sellel LCD -l on kaks registrit, nimelt käsud ja andmed. Käsuregister salvestab LCD -le antud käsujuhised. Käsk on LCD -le antud käsk etteantud toimingu tegemiseks, nagu selle initsialiseerimine, ekraani tühjendamine, kursori asendi seadmine, ekraani juhtimine jne. Andmeregister salvestab LCD -le kuvatavad andmed. Andmed on LCD -ekraanil kuvatava märgi ASCII väärtus.

Tihvtiskeem ja tihvtide kirjeldus (nagu näidatud piltidel i3 ja i4)

4- ja 8-bitine LCD-režiim LCD-ekraan võib töötada kahes erinevas režiimis, nimelt 4-bitises ja 8-bitises režiimis. 4 -bitises režiimis saadame andmete näksimise näpitsate kaupa, kõigepealt ülemise ja seejärel alumise näksimise. Neile, kes ei tea, mis on näksimine: näksimine on neljast bitist koosnev rühm, nii et baidi alumine neli bitti (D0-D3) moodustavad alumise näpistuse ja ülemised neli bitti (D4-D7) baidist kõrgema näksimise vormis. See võimaldab meil saata 8-bitiseid andmeid. 8-bitises režiimis saame 8-bitised andmed saata ühe hoobiga otse, kuna kasutame kõiki 8 andmerea.

LCD lugemis- ja kirjutamisrežiim LCD ise koosneb liidese IC -st. MCU saab seda liidese IC -d lugeda või kirjutada. Enamasti kirjutame lihtsalt IC -le, kuna lugemine muudab selle keerukamaks ja sellised stsenaariumid on väga haruldased. Selline teave nagu kursori asukoht, oleku lõpetamise katkestused jne.

Samm: ühendused

GPS -mooduli liides Arduinoga

Arduino ===> NEO6m

GND ===> GND

Digitaalne tihvt (D3) ===> TX

Digitaalne tihvt (D4) ===> RX

5Vdc ===> Vcc

Siinkohal soovitan teil GPS -mooduli toiteks kasutada välist toiteallikat, kuna GPS -mooduli minimaalne toitevajadus on 3,3 V ja Arduino ei suuda nii palju pinget pakkuda. Pinge tagamiseks kasutage viljakat USB TTL -i, nagu on näidatud joonisel i5.

USB draiver

Veel üks asi, mille ma GPS -antenniga töötades leidsin, on mooduliga, et see ei võta majas signaali vastu, nii et ma kasutasin seda antenni - see on palju parem.

Antenn

Antenni ühendamiseks peate kasutama pildil i6 näidatud pistikut.

Arduino UNO ja JHD162a LCD liides

LCD ===> Arduino Uno

VSS ===> GND

VCC ===> 5V

VEE ===> 10K takisti

RS ===> A0 (analoogtapp)

R/W ===> GND

E ===> A1

D4 ===> A2

D5 ===> A3

D6 ===> A4

D7 ===> A5

LED+ ===> VCC

LED- ===> GND

4. samm: tulemus

5. samm: demo