Hvordan grensesnitt GPS-modul (NEO-6m) med Arduino: 7 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

I dette prosjektet har jeg vist hvordan du kobler en GPS -modul til Arduino UNO. Dataene for lengdegrad og breddegrad vises på LCD -skjermen, og posisjonen kan sees på appen.

Liste over materiale

• Arduino Uno ==> $ 8
• Ublox NEO-6m GPS-modul ==> $ 15
• 16x2 LCD ==> $ 3
• Brødbrett ==> $ 2
• Stikkledninger ==> $ 2

Den totale kostnaden for prosjektet er $ 30 dollar.

Trinn 1: Om GPS

Hva er GPS Global Positioning System (GPS) er et satellittbasert navigasjonssystem som består av minst 24 satellitter. GPS fungerer under alle værforhold, hvor som helst i verden, 24 timer i døgnet, uten abonnementsavgifter eller oppsettskostnader.

Slik fungerer GPS GPS -satellitter sirkler jorden to ganger om dagen i en presis bane. Hver satellitt sender et unikt signal og orbitale parametere som lar GPS -enheter dekode og beregne den nøyaktige plasseringen av satellitten. GPS -mottakere bruker denne informasjonen og trilaterasjonen til å beregne en brukers nøyaktige plassering. I hovedsak måler GPS -mottakeren avstanden til hver satellitt med tiden det tar å motta et overført signal. Med avstandsmålinger fra noen flere satellitter kan mottakeren bestemme brukerens posisjon og vise den.

For å beregne din 2-D-posisjon (breddegrad og lengdegrad) og spore bevegelse, må en GPS-mottaker være låst på signalet fra minst 3 satellitter. Med 4 eller flere satellitter i sikte, kan mottakeren bestemme din 3D-posisjon (breddegrad, lengdegrad og høyde). Vanligvis vil en GPS -mottaker spore 8 eller flere satellitter, men det avhenger av tidspunktet på dagen og hvor du er på jorden.

Når posisjonen din er bestemt, kan GPS -enheten beregne annen informasjon, for eksempel:

• Hastighet
• Peiling
• Spor
• Tur dist
• Avstand til destinasjon

Hva er signalet?

GPS-satellitter sender minst 2 laveffektradiosignaler. Signalene beveger seg etter siktlinjen, noe som betyr at de vil passere gjennom skyer, glass og plast, men vil ikke gå gjennom de fleste faste gjenstander, for eksempel bygninger og fjell. Moderne mottakere er imidlertid mer følsomme og kan vanligvis spore gjennom hus.

Et GPS -signal inneholder 3 forskjellige typer informasjon:

• Pseudoslettkode er en ID kode som identifiserer hvilken satellitt som sender informasjon. Du kan se hvilke satellitter du får signaler fra på enhetens satellittside.
• Ephemeris -data er nødvendig for å bestemme satellittens posisjon og gir viktig informasjon om helsen til en satellitt, gjeldende dato og klokkeslett.
• Almanakkdata forteller GPS -mottakeren hvor hver GPS -satellitt skal være når som helst i løpet av dagen og viser banelinformasjonen for den satellitten og alle andre satellitter i systemet.

Trinn 2: Arduino, Neo6m GPS og 16x2 LCD

1. Arduino

Arduino er en elektronisk plattform med åpen kildekode basert på brukervennlig maskinvare og programvare. Arduino -kort kan lese innganger - lys på en sensor, en finger på en knapp eller en Twitter -melding - og gjøre den til en utgang - aktivere en motor, slå på en LED, publisere noe på nettet. Du kan fortelle styret ditt hva du skal gjøre ved å sende et sett med instruksjoner til mikrokontrolleren på kortet. For å gjøre det bruker du programmeringsspråket Arduino (basert på ledninger) og Arduino -programvaren (IDE), basert på prosessering.

Nødvendige biblioteker for at GPS skal fungere i Arduino IDE.

SoftwareSerial

TinyGPS

Du kan også lage din egen tilpassede Arduino uno.

2. NEO-6m GPS-modul (som vist på bilde i2)

NEO-6m GPS-modul datablad

3. 16x2 LCD

LCD -skjermen (Liquid Crystal Display) er en elektronisk displaymodul og finner et bredt spekter av applikasjoner. En 16x2 LCD -skjerm er en veldig grunnleggende modul og er veldig vanlig i forskjellige enheter og kretser. Disse modulene er foretrukket fremfor syv segmenter og andre flersegment -lysdioder. Årsakene er: LCD -skjermer er økonomiske; lett programmerbar; har ingen begrensning for å vise spesielle og til og med tilpassede tegn (i motsetning til i syv segmenter), animasjoner og så videre. En 16x2 LCD betyr at den kan vise 16 tegn per linje, og det er 2 slike linjer. I denne LCD -en vises hvert tegn i 5x7 piksler matrise. Denne LCD -skjermen har to registre, nemlig kommando og data. Kommandoregisteret lagrer kommandoinstruksjonene gitt til LCD -skjermen. En kommando er en instruksjon gitt til LCD for å utføre en forhåndsdefinert oppgave som å initialisere den, slette skjermen, sette markørposisjonen, kontrollere displayet etc. Dataregisteret lagrer dataene som skal vises på LCD -skjermen. Dataene er ASCII -verdien til tegnet som skal vises på LCD -skjermen.

Pin -diagram og pin -beskrivelse (som vist på bilde i3 og i4)

4-bits og 8-biters LCD-modus LCD-skjermen kan fungere i to forskjellige moduser, nemlig 4-biters og 8-biters modus. I 4 -bits modus sender vi datanibbe etter nibble, først øvre nibble og deretter nedre nibble. For de av dere som ikke vet hva en nibble er: en nibble er en gruppe på fire biter, så de fire nederste bitene (D0-D3) av en byte danner den nedre nibble mens de fire øverste bitene (D4-D7) av en byte danner den høyere nibble. Dette gjør at vi kan sende 8-biters data. I 8-bits modus kan vi sende 8-biters data direkte i ett slag siden vi bruker alle de 8 datalinjene.

Les og skrivemodus på LCD -displayet i seg selv består av et grensesnitt -IC. MCU kan enten lese eller skrive til dette grensesnittet IC. De fleste ganger vil vi bare skrive til IC, siden lesing vil gjøre det mer komplekst og slike scenarier er svært sjeldne. Informasjon som markørens posisjon, avbrudd av statusfylling etc.

Trinn 3: Tilkoblinger

Grensesnitt for GPS -modul med Arduino

Arduino ===> NEO6m

GND ===> GND

Digital pin (D3) ===> TX

Digital pin (D4) ===> RX

5Vdc ===> Vcc

Her foreslår jeg at du bruker ekstern strømforsyning for å drive GPS -modulen fordi minimumskravet til strøm for GPS -modulen til å fungere er 3,3 V og Arduino er ikke i stand til å levere så mye spenning..

USB -driver

En ting til som jeg har funnet mens jeg jobber med GPS -antenne, følger med modul, er at den ikke mottar signal inne i huset, så jeg brukte denne antennen - den er mye bedre.

Antenne

For å koble til denne antennen må du bruke kontakten vist i bilde i6.

Grensesnitt for Arduino UNO og JHD162a LCD

LCD ===> Arduino Uno

VSS ===> GND

VCC ===> 5V

VEE ===> 10K motstand

RS ===> A0 (analog pin)

R/W ===> GND

E ===> A1

D4 ===> A2

D5 ===> A3

D6 ===> A4

D7 ===> A5

LED+ ===> VCC

LED- ===> GND

Trinn 4: Resultat

Trinn 5: Demo