Com connectar el mòdul GPS (NEO-6m) amb Arduino: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

En aquest projecte, he mostrat com connectar un mòdul GPS amb Arduino UNO. Les dades de longitud i latitud es mostren a la pantalla LCD i la ubicació es pot veure a l'aplicació.

Llista de material

• Arduino Uno ==> $ 8
• Mòdul GPS Ublox NEO-6m ==> 15 $
• LCD de 16 x 2 ==> 3 $
• Taula de pa ==> $ 2
• Cables de pont ==> 2 $

El cost total del projecte és de 30 dòlars.

Pas 1: Quant al GPS

El sistema de posicionament global (GPS) és un sistema de navegació basat en satèl·lits format per almenys 24 satèl·lits. El GPS funciona en qualsevol condició meteorològica, a qualsevol part del món, les 24 hores del dia, sense comissions de subscripció ni càrrecs de configuració.

Com funciona el GPS Els satèl·lits GPS envolten la Terra dues vegades al dia en una òrbita precisa. Cada satèl·lit transmet un senyal i paràmetres orbitals únics que permeten als dispositius GPS descodificar i calcular la ubicació precisa del satèl·lit. Els receptors GPS utilitzen aquesta informació i trilateració per calcular la ubicació exacta d’un usuari. Bàsicament, el receptor GPS mesura la distància a cada satèl·lit pel temps que triga a rebre un senyal transmès. Amb mesures de distància des d’uns quants satèl·lits més, el receptor pot determinar la posició de l’usuari i mostrar-la.

Per calcular la vostra posició 2-D (latitud i longitud) i el moviment de la pista, cal que un receptor GPS estigui bloquejat al senyal d'almenys 3 satèl·lits. Amb 4 o més satèl·lits a la vista, el receptor pot determinar la vostra posició 3D (latitud, longitud i altitud). Generalment, un receptor GPS fa un seguiment de vuit o més satèl·lits, però això depèn de l’hora del dia i d’on es trobi a la terra.

Un cop determinada la vostra posició, la unitat GPS pot calcular altra informació, com ara:

• Velocitat
• Rodament
• Seguiment
• Dist. Viatge
• Distància a la destinació

Quin és el senyal?

Els satèl·lits GPS transmeten almenys 2 senyals de ràdio de baixa potència. Els senyals viatgen per la línia de visió, és a dir, passaran pels núvols, el vidre i el plàstic, però no passaran per la majoria d’objectes sòlids, com ara edificis i muntanyes. No obstant això, els receptors moderns són més sensibles i solen fer un seguiment a través de cases.

Un senyal GPS conté tres tipus d'informació diferents:

• El codi pseudoreator és un ID codi que identifica quin satèl·lit transmet informació. Podeu veure de quins satèl·lits obteniu senyals a la pàgina de satèl·lits del dispositiu.
• Les dades d’efemèrides són necessàries per determinar la posició d’un satèl·lit i proporcionen informació important sobre la salut d’un satèl·lit, la data i l’hora actuals.
• Les dades de l’almanac indiquen al receptor GPS on hauria d’estar cada satèl·lit GPS en qualsevol moment del dia i mostra la informació orbital d’aquest satèl·lit i de qualsevol altre satèl·lit del sistema.

Pas 2: Arduino, GPS Neo6m i LCD de 16x2

1. Arduino

Arduino és una plataforma electrònica de codi obert basada en maquinari i programari fàcils d’utilitzar. Les plaques Arduino són capaces de llegir les entrades (llum d’un sensor, un dit sobre un botó o un missatge de Twitter) i convertir-lo en una sortida: activant un motor, encenent un LED, publicant alguna cosa en línia. Podeu dir a la vostra placa què fer enviant un conjunt d’instruccions al microcontrolador de la placa. Per fer-ho, utilitzeu el llenguatge de programació Arduino (basat en el cablejat) i el programari Arduino (IDE), basat en el processament.

Biblioteques necessàries perquè el GPS funcioni a Arduino IDE.

Programari en sèrie

TinyGPS

També podeu crear el vostre propi Arduino uno personalitzat.

2. Mòdul GPS NEO-6m (com es mostra a la imatge i2)

Full de dades del mòdul GPS NEO-6m

3. LCD de 16x2

La pantalla LCD (Liquid Crystal Display) és un mòdul de visualització electrònic que ofereix una àmplia gamma d'aplicacions. Una pantalla LCD de 16x2 és un mòdul molt bàsic i s’utilitza molt sovint en diversos dispositius i circuits. Aquests mòduls es prefereixen a set segments i altres LED de diversos segments. Les raons són: els LCD són econòmics; fàcilment programable; no tenen limitacions per mostrar personatges especials i fins i tot personalitzats (a diferència de set segments), animacions, etc. Una pantalla LCD de 16x2 significa que pot mostrar 16 caràcters per línia i hi ha 2 línies d’aquest tipus. En aquest LCD cada caràcter es mostra en una matriu de 5x7 píxels. Aquesta pantalla LCD té dos registres, a saber, Ordre i Dades. El registre d'ordres emmagatzema les instruccions d'ordres donades a la pantalla LCD. Una ordre és una instrucció que es dóna a LCD per fer una tasca predefinida com inicialitzar-la, netejar la pantalla, configurar la posició del cursor, controlar la visualització, etc. El registre de dades emmagatzema les dades que es mostraran a la pantalla LCD. Les dades són el valor ASCII del caràcter que es mostrarà a la pantalla LCD.

Diagrama de pins i descripció de pins (com es mostra a la imatge i3 i i4)

Mode de LCD de 4 i 8 bits La pantalla LCD pot funcionar en dos modes diferents, és a dir, el mode de 4 bits i el mode de 8 bits. En el mode de 4 bits enviem les dades nibble per nibble, primer nibble superior i després inferior nibble. Per a aquells que no sabeu què és un roset: un roset és un grup de quatre bits, de manera que els quatre bits inferiors (D0-D3) d’un byte formen el roset inferior mentre que els quatre bits superiors (D4-D7) d'un byte formen el picat superior. Això ens permet enviar dades de 8 bits. Mentre que en mode de 8 bits podem enviar les dades de 8 bits directament d’un sol cop ja que utilitzem totes les línies de dades de 8.

Mode de lectura i escriptura de la pantalla LCD La pantalla LCD es compon d'una interfície IC. La MCU pot llegir o escriure en aquesta IC de la interfície. La majoria de les vegades només escrivim a l’IC, ja que la lectura ho farà més complex i aquests escenaris són molt rars. Informació com la posició del cursor, les interrupcions de finalització de l'estat, etc.

Pas 3: connexions

Interfície del mòdul GPS amb Arduino

Arduino ===> NEO6m

GND ===> GND

Pin digital (D3) ===> TX

Pin digital (D4) ===> RX

5Vdc ===> Vcc

Aquí us proposo que utilitzeu una font d’alimentació externa per alimentar el mòdul GPS, ja que la potència mínima necessària per al funcionament del mòdul GPS és de 3,3 V i Arduino no és capaç de proporcionar tanta tensió..

Controlador USB

Una cosa més que he trobat mentre treballava amb antena GPS inclou el mòdul és que no rep senyal dins de la casa, així que he utilitzat aquesta antena; és molt millor.

Antena

Per connectar aquesta antena, heu d’utilitzar el connector que es mostra a la imatge i6.

Interfície d'Arduino UNO i LCD JHD162a

LCD ===> Arduino Uno

VSS ===> GND

VCC ===> 5V

VEE ===> 10K resistència

RS ===> A0 (pin analògic)

R / W ===> GND

E ===> A1

D4 ===> A2

D5 ===> A3

D6 ===> A4

D7 ===> A5

LED + ===> VCC

LED- ===> GND

Pas 4: resultat

Pas 5: demostració