Как подключить модуль GPS (NEO-6m) к Arduino: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

В этом проекте я показал, как подключить модуль GPS к Arduino UNO. Данные о долготе и широте отображаются на ЖК-дисплее, а местоположение можно просмотреть в приложении.

Список материалов

• Arduino Uno ==> 8 долларов
• GPS-модуль Ublox NEO-6m ==> 15 $
• ЖК-дисплей 16x2 ==> 3 доллара США
• Макетная плата ==> 2 $
• Провода перемычки ==> 2 $

Общая стоимость проекта 30 долларов.

Шаг 1. О GPS

Что такое GPS Глобальная система позиционирования (GPS) - это спутниковая навигационная система, состоящая как минимум из 24 спутников. GPS работает в любых погодных условиях, в любой точке мира, 24 часа в сутки, без абонентской платы или платы за установку.

Как работает GPS Спутники GPS обращаются вокруг Земли дважды в день по точной орбите. Каждый спутник передает уникальный сигнал и параметры орбиты, которые позволяют устройствам GPS декодировать и вычислять точное местоположение спутника. Приемники GPS используют эту информацию и трилатерацию для расчета точного местоположения пользователя. По сути, приемник GPS измеряет расстояние до каждого спутника по времени, необходимому для приема переданного сигнала. С помощью измерений расстояния от еще нескольких спутников приемник может определить местоположение пользователя и отобразить его.

Чтобы рассчитать ваше двумерное положение (широту и долготу) и отследить движение, приемник GPS должен быть привязан к сигналу как минимум 3 спутников. При наличии 4 или более спутников приемник может определить ваше трехмерное положение (широту, долготу и высоту). Как правило, приемник GPS отслеживает 8 или более спутников, но это зависит от времени суток и вашего местоположения на Земле.

После определения вашего местоположения устройство GPS может вычислить другую информацию, например:

• Скорость
• Несущий
• Отслеживать
• Расстояние поездки
• Расстояние до пункта назначения

Какой сигнал?

Спутники GPS передают не менее 2 радиосигналов малой мощности. Сигналы распространяются по прямой видимости, то есть они проходят через облака, стекло и пластик, но не проходят через большинство твердых объектов, таких как здания и горы. Однако современные приемники более чувствительны и обычно могут отслеживать дома.

Сигнал GPS содержит 3 различных типа информации:

• Псевдослучайный код - это идентификатор. код, определяющий, какой спутник передает информацию. Вы можете увидеть, с каких спутников вы получаете сигналы, на странице спутников вашего устройства.
• Данные эфемерид необходимы для определения местоположения спутника и дают важную информацию о состоянии спутника, текущей дате и времени.
• Данные альманаха сообщают приемнику GPS, где должен находиться каждый спутник GPS в любое время в течение дня, и показывают информацию об орбите для этого спутника и каждого другого спутника в системе.

Шаг 2: Arduino, Neo6m GPS и ЖК-дисплей 16x2

1. Ардуино

Arduino - это электронная платформа с открытым исходным кодом, основанная на простом в использовании аппаратном и программном обеспечении. Платы Arduino могут считывать входные данные - свет на датчике, палец на кнопке или сообщение Twitter - и превращать его в выход - активировать двигатель, включать светодиод, публиковать что-то в Интернете. Вы можете указать своей плате, что делать, отправив набор инструкций микроконтроллеру на плате. Для этого вы используете язык программирования Arduino (на основе проводки) и программное обеспечение Arduino (IDE), основанное на обработке.

Необходимые библиотеки для работы GPS в Arduino IDE.

Программное обеспечениеСерийный

TinyGPS

Вы также можете создать свой собственный Arduino uno.

2. GPS-модуль NEO-6m (как показано на изображении i2)

Техническое описание GPS-модуля NEO-6m

3. ЖК-дисплей 16x2

ЖК-экран (жидкокристаллический дисплей) представляет собой электронный дисплейный модуль, который находит широкий спектр применения. ЖК-дисплей 16x2 - это очень простой модуль, который очень часто используется в различных устройствах и схемах. Эти модули предпочтительнее семи сегментов и других многосегментных светодиодов. Причины: ЖК-экраны экономичны; легко программируется; не имеют ограничений на отображение специальных и даже настраиваемых символов (в отличие от семи сегментов), анимации и так далее. ЖК-дисплей 16x2 означает, что он может отображать 16 символов в строке, и таких строк 2. На этом ЖК-дисплее каждый символ отображается в матрице 5x7 пикселей. Этот ЖК-дисплей имеет два регистра, а именно: команду и данные. В регистре команд хранятся командные инструкции, передаваемые на ЖК-дисплей. Команда - это инструкция ЖК-дисплею для выполнения заранее определенной задачи, такой как инициализация, очистка экрана, установка положения курсора, управление дисплеем и т. Д. Регистр данных хранит данные, которые должны отображаться на ЖК-дисплее. Данные представляют собой значение ASCII символа, отображаемого на ЖК-дисплее.

Схема контактов и описание контактов (как показано на изображениях i3 и i4)

4-битный и 8-битный режим ЖК-дисплея ЖК-дисплей может работать в двух различных режимах, а именно в 4-битном режиме и 8-битном режиме. В 4-битном режиме мы отправляем полубайт данных за полубайтом, сначала верхний полубайт, а затем нижний полубайт. Для тех из вас, кто не знает, что такое полубайт: полубайт - это группа из четырех битов, поэтому нижние четыре бита (D0-D3) байта образуют нижний полубайт, а верхние четыре бита (D4-D7) байта образуют старший полубайт. Это позволяет нам отправлять 8-битные данные, тогда как в 8-битном режиме мы можем отправлять 8-битные данные непосредственно за один ход, поскольку мы используем все 8 строк данных.

Режим чтения и записи ЖК-дисплея Сам ЖК-дисплей состоит из интерфейсной ИС. MCU может читать или писать в эту интерфейсную ИС. В большинстве случаев мы будем просто писать в ИС, поскольку чтение усложняет задачу, а такие сценарии очень редки. Информация, такая как положение курсора, прерывания завершения статуса и т. Д.

Шаг 3: Подключения

Взаимодействие модуля GPS с Arduino

Ардуино ===> NEO6m

GND ===> GND

Цифровой вывод (D3) ===> TX

Цифровой вывод (D4) ===> RX

5Vdc ===> Vcc

Здесь я предлагаю вам использовать внешний источник питания для питания модуля GPS, потому что минимальная потребляемая мощность для работы модуля GPS составляет 3,3 В, а Arduino не может обеспечить такое большое напряжение. Для обеспечения напряжения используйте расширенный USB TTL, как показано на рис..

Драйвер USB

Еще одна вещь, которую я обнаружил при работе с GPS-антенной, поставляемой с модулем, - это то, что он не принимает сигнал внутри дома, поэтому я использовал эту антенну - она намного лучше.

Антенна

Для подключения этой антенны необходимо использовать разъем, показанный на рисунке i6.

Интерфейс Arduino UNO и JHD162a LCD

ЖК-дисплей ===> Arduino Uno

VSS ===> GND

VCC ===> 5 В

VEE ===> резистор 10 кОм

RS ===> A0 (аналоговый вывод)

R / W ===> GND

E ===> A1

D4 ===> A2

D5 ===> A3

D6 ===> A4

D7 ===> A5

Светодиод + ===> VCC

Светодиод- ===> GND

Шаг 4: Результат

Шаг 5: демонстрация