כיצד ממשק מודול GPS (NEO-6m) עם Arduino: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

בפרויקט זה, הראיתי כיצד להתממשק מודול GPS עם Arduino UNO. נתוני האורך והרוחב מוצגים על גבי ה- LCD וניתן לצפות במיקום באפליקציה.

רשימת החומרים

• Arduino Uno ==> $ 8
• מודול GPS של Ublox NEO-6m ==> $ 15
• 16x2 LCD ==> $ 3
• לוח לחם ==> $ 2
• חוטי מגשר ==> $ 2

העלות הכוללת של הפרויקט היא 30 דולר.

שלב 1: מידע על GPS

מהו GPS מערכת המיקום הגלובלית (GPS) היא מערכת ניווט מבוססת לוויין המורכבת מ -24 לוויינים לפחות. GPS פועל בכל תנאי מזג אוויר, בכל מקום בעולם, 24 שעות ביממה, ללא דמי מנוי או חיובי התקנה.

איך עובד GPS לווייני GPS מקיפים את כדור הארץ פעמיים ביום במסלול מדויק. כל לוויין משדר אות ייחודי ופרמטרים מסלולי המאפשרים למכשירי GPS לפענח ולחשב את המיקום המדויק של הלוויין. מקבלי GPS משתמשים במידע זה ובטריטרציה כדי לחשב את מיקומו המדויק של המשתמש. בעיקרו של דבר, מקלט ה- GPS מודד את המרחק לכל לוויין לפי משך הזמן הדרוש לקבלת אות משודרת. בעזרת מדידות מרחק מכמה לוויינים נוספים, המקלט יכול לקבוע את מיקומו של המשתמש ולהציג אותו.

כדי לחשב את המיקום הדו-ממדי שלך (קו אורך וקו אורך) ותנועת מסלול, יש לנעול מקלט GPS לאות של לפחות 3 לוויינים. כאשר 4 לווינים או יותר נראים לעין, המקלט יכול לקבוע את המיקום התלת-ממדי שלך (קו רוחב, אורך וגובה). באופן כללי, מקלט GPS עוקב אחר 8 לוויינים או יותר, אך הדבר תלוי בזמן היום ובמקום בו אתה נמצא על פני כדור הארץ.

לאחר קביעת המיקום שלך, יחידת ה- GPS יכולה לחשב מידע אחר, כגון:

• מְהִירוּת
• מֵסַב
• מַסלוּל
• נסיעה dist
• מרחק ליעד

מה האות?

לווייני GPS משדרים לפחות 2 אותות רדיו בעלי הספק נמוך. האותות נוסעים בקו ראייה, כלומר הם יעברו דרך עננים, זכוכית ופלסטיק אך לא יעברו דרך רוב החפצים המוצקים, כמו בניינים והרים. עם זאת, מקלטים מודרניים רגישים יותר ולרוב יכולים לעקוב אחר בתים.

אות GPS מכיל 3 סוגי מידע שונים:

• קוד Pseudorandom הוא תעודת זהות קוד המזהה איזה לוויין מעביר מידע. תוכל לראות מאילו לוויינים אתה מקבל אותות בדף הלוויין של המכשיר שלך.

• יש צורך בנתוני Ephemeris כדי לקבוע את מיקומו של הלוויין ונותנים מידע חשוב על מצב הלוויין, התאריך והשעה הנוכחיים.

• נתוני אלמנאך מספרים למקלט ה- GPS היכן כל לוויין GPS צריך להיות בכל עת במהלך היום ומציגים את המידע המסלולי של אותו לוויין וכל לוויין אחר במערכת.

שלב 2: Arduino, Neo6m GPS ו- 16x2 LCD

1. ארדואינו

Arduino היא פלטפורמת אלקטרוניקה בעלת קוד פתוח המבוססת על חומרה ותוכנה נוחים לשימוש. לוחות Arduino מסוגלים לקרוא כניסות - אור על חיישן, אצבע על כפתור או הודעת טוויטר - ולהפוך אותו ליציאה - הפעלת מנוע, הדלקת נורית LED, פרסום משהו ברשת. אתה יכול להגיד ללוח שלך מה לעשות על ידי שליחת סט הוראות לבקר המיקרו בלוח. לשם כך אתה משתמש בשפת התכנות Arduino (מבוססת על חיווט), ובתוכנת Arduino (IDE), המבוססת על עיבוד.

ספריות נדרשות כדי ש- GPS יעבוד ב- Arduino IDE.

תוכנה סדרתית

TinyGPS

אתה יכול גם ליצור Uno Arduino מותאם אישית משלך.

2. מודול GPS NEO-6m (כפי שמוצג בתמונה i2)

גליון נתונים של מודול GPS NEO-6m

3. 16x2 LCD

מסך LCD (Liquid Crystal Display) הוא מודול תצוגה אלקטרוני ומצא מגוון רחב של יישומים. צג LCD בגודל 16x2 הוא מודול בסיסי ביותר והוא נפוץ מאוד במכשירים ומעגלים שונים. מודולים אלה מועדפים על פני שבעה מקטעים ושאר נוריות LED רבות. הסיבות לכך הן: מסכי LCD הם חסכוניים; ניתן לתכנות בקלות; אין הגבלה על הצגת תווים מיוחדים ואפילו מותאמים אישית (בניגוד לשבעה קטעים), אנימציות וכן הלאה. LCD בגודל 16x2 פירושו שהוא יכול להציג 16 תווים לכל שורה ויש 2 שורות כאלה. ב- LCD זה כל תו מוצג במטריצת 5x7 פיקסלים. LCD זה כולל שני רגיסטרים, כלומר, פקודה ונתונים. פנקס הפקודות מאחסן את הוראות הפקודה הניתנות ל- LCD. פקודה היא הוראה הניתנת ל- LCD לבצע משימה מוגדרת מראש כמו לאתחל אותה, לנקות את המסך שלה, לקבוע את מיקום הסמן, לשלוט בתצוגה וכו '. רשם הנתונים מאחסן את הנתונים שיוצגו על ה- LCD. הנתונים הם ערך ASCII של הדמות המוצגת על גבי ה- LCD.

תרשים פינים ותיאור סיכה (כפי שמוצג בתמונה i3 ו- i4)

מצב 4 סיביות ו -8 סיביות LCD יכול לעבוד בשני מצבים שונים, כלומר מצב 4 סיביות ומצב 8 סיביות. במצב 4 סיביות אנו שולחים את נגיסת הנתונים על ידי נגיסה, תחילה נשנוש עליון ולאחר מכן נשנוש תחתון. לאלו מכם שאינם יודעים מהו נגיסה: נשנוש הוא קבוצה של ארבע סיביות, כך שארבעת הביטים התחתונים (D0-D3) של בת יוצרים את הכריכה התחתונה ואילו ארבעת הביטים העליונים (D4-D7) של בייט מהנשנש הגבוה יותר. זה מאפשר לנו לשלוח נתונים של 8 סיביות. בעוד שבמצב של 8 סיביות אנו יכולים לשלוח את הנתונים של 8 סיביות ישירות בשבץ אחד מכיוון שאנו משתמשים בכל 8 שורות הנתונים.

מצב קריאה וכתיבה של LCD ה- LCD עצמו מורכב מממשק IC. ה- MCU יכול לקרוא או לכתוב לממשק IC זה. רוב הפעמים נכתוב רק ל- IC, מכיוון שהקריאה תהפוך את זה למורכב יותר ותרחישים כאלה נדירים מאוד. מידע כמו מיקום הסמן, הפרעות להשלמת סטטוס וכו '.

שלב 3: חיבורים

ממשק של מודול GPS עם Arduino

Arduino ===> NEO6m

GND ===> GND

סיכה דיגיטלית (D3) ===> TX

סיכה דיגיטלית (D4) ===> RX

5Vdc ===> Vcc

כאן, אני מציע לך להשתמש באספקת חשמל חיצונית כדי להפעיל את מודול ה- GPS מכיוון שדרישת הכוח המינימלית למודול ה- GPS לעבודה היא 3.3 וולט וארדואינו אינו מסוגל לספק מתח כה רב..

דרייבר USB

דבר נוסף שמצאתי בעבודה עם אנטנת GPS מגיע עם מודול הוא שהוא לא מקבל אות בתוך הבית אז השתמשתי באנטנה הזו - זה הרבה יותר טוב.

אַנטֶנָה

לחיבור אנטנה זו, עליך להשתמש במחבר המוצג בתמונה i6.

ממשק של Arduino UNO ו- JHD162a LCD

LCD ===> Arduino Uno

VSS ===> GND

VCC ===> 5V

נגדי VEE ===> 10K

RS ===> A0 (סיכה אנלוגית)

R/W ===> GND

E ===> A1

D4 ===> A2

D5 ===> A3

D6 ===> A4

D7 ===> A5

LED+ ===> VCC

LED- ===> GND

שלב 4: תוצאה

שלב 5: הדגמה