Come interfacciare il modulo GPS (NEO-6m) con Arduino: 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

In questo progetto ho mostrato come interfacciare un modulo GPS con Arduino UNO. I dati per longitudine e latitudine vengono visualizzati sul display LCD e la posizione può essere visualizzata sull'app.

Elenco del materiale

• Arduino Uno ==> $ 8
• Modulo GPS Ublox NEO-6m ==> $ 15
• LCD 16x2 ==> $3
• Tagliere ==> $2
• Ponticelli ==>$2

Il costo totale del progetto è di $ 30 dollari.

Passaggio 1: informazioni sul GPS

Cos'è il GPSIl Global Positioning System (GPS) è un sistema di navigazione satellitare composto da almeno 24 satelliti. Il GPS funziona in qualsiasi condizione atmosferica, in qualsiasi parte del mondo, 24 ore al giorno, senza costi di abbonamento o costi di installazione.

Come funziona il GPSI satelliti GPS girano intorno alla Terra due volte al giorno in un'orbita precisa. Ogni satellite trasmette un segnale unico e parametri orbitali che consentono ai dispositivi GPS di decodificare e calcolare la posizione precisa del satellite. I ricevitori GPS utilizzano queste informazioni e la trilaterazione per calcolare la posizione esatta di un utente. In sostanza, il ricevitore GPS misura la distanza da ciascun satellite in base al tempo necessario per ricevere un segnale trasmesso. Con le misurazioni della distanza da alcuni satelliti in più, il ricevitore può determinare la posizione di un utente e visualizzarla.

Per calcolare la tua posizione 2D (latitudine e longitudine) e tracciare il movimento, un ricevitore GPS deve essere agganciato al segnale di almeno 3 satelliti. Con 4 o più satelliti in vista, il ricevitore può determinare la tua posizione 3D (latitudine, longitudine e altitudine). Generalmente, un ricevitore GPS traccia 8 o più satelliti, ma ciò dipende dall'ora del giorno e da dove ti trovi sulla terra.

Una volta che la tua posizione è stata determinata, l'unità GPS può calcolare altre informazioni, come:

• Velocità
• Cuscinetto
• Traccia
• Distanza di viaggio
• Distanza dalla destinazione

Qual è il segnale?

I satelliti GPS trasmettono almeno 2 segnali radio a bassa potenza. I segnali viaggiano per linea di vista, il che significa che attraverseranno nuvole, vetro e plastica ma non attraverseranno la maggior parte degli oggetti solidi, come edifici e montagne. Tuttavia, i ricevitori moderni sono più sensibili e di solito possono tracciare attraverso le case.

Un segnale GPS contiene 3 diversi tipi di informazioni:

• Il codice pseudocasuale è un I. D. codice che identifica quale satellite sta trasmettendo informazioni. Puoi vedere da quali satelliti ricevi i segnali sulla pagina dei satelliti del tuo dispositivo.
• I dati sulle effemeridi sono necessari per determinare la posizione di un satellite e forniscono informazioni importanti sullo stato di salute di un satellite, data e ora correnti.
• I dati dell'almanacco indicano al ricevitore GPS dove dovrebbe essere ogni satellite GPS in qualsiasi momento durante il giorno e mostrano le informazioni orbitali per quel satellite e per ogni altro satellite nel sistema.

Passaggio 2: Arduino, GPS Neo6m e LCD 16x2

1. Arduino

Arduino è una piattaforma elettronica open source basata su hardware e software di facile utilizzo. Le schede Arduino sono in grado di leggere input - luce su un sensore, un dito su un pulsante o un messaggio Twitter - e trasformarlo in un output - attivando un motore, accendendo un LED, pubblicando qualcosa online. Puoi dire alla tua scheda cosa fare inviando una serie di istruzioni al microcontrollore sulla scheda. Per farlo si utilizza il linguaggio di programmazione Arduino (basato su Wiring) e il Software Arduino (IDE), basato su Processing.

Librerie necessarie affinché il GPS funzioni nell'IDE di Arduino.

SoftwareSerial

TinyGPS

Puoi anche creare il tuo Arduino uno personalizzato.

2. Modulo GPS NEO-6m (come mostrato nell'immagine i2)

Scheda tecnica del modulo GPS NEO-6m

3. LCD 16x2

Lo schermo LCD (display a cristalli liquidi) è un modulo di visualizzazione elettronico e trova una vasta gamma di applicazioni. Un display LCD 16x2 è un modulo molto semplice ed è molto comunemente usato in vari dispositivi e circuiti. Questi moduli sono preferiti rispetto a sette segmenti e altri LED a più segmenti. Le ragioni sono: gli LCD sono economici; facilmente programmabile; non hanno limiti di visualizzazione di caratteri speciali e persino personalizzati (a differenza di sette segmenti), animazioni e così via. Un LCD 16x2 significa che può visualizzare 16 caratteri per riga e ci sono 2 di queste righe. In questo LCD ogni carattere viene visualizzato in una matrice di 5x7 pixel. Questo LCD ha due registri, vale a dire Comando e Dati. Il registro dei comandi memorizza le istruzioni di comando fornite al display LCD. Un comando è un'istruzione data all'LCD per eseguire un'attività predefinita come inizializzarlo, cancellarne lo schermo, impostare la posizione del cursore, controllare il display, ecc. Il registro dati memorizza i dati da visualizzare sull'LCD. Il dato è il valore ASCII del carattere da visualizzare sul display LCD.

Schema dei pin e descrizione dei pin (come mostrato nell'immagine i3 e i4)

Modalità a 4 bit ea 8 bit dell'LCD L'LCD può funzionare in due diverse modalità, vale a dire la modalità a 4 bit e la modalità a 8 bit. Nella modalità a 4 bit inviamo i dati nibble per nibble, prima il nibble superiore e poi il nibble inferiore. Per quelli di voi che non sanno cos'è un nibble: un nibble è un gruppo di quattro bit, quindi i quattro bit inferiori (D0-D3) di un byte formano il nibble inferiore mentre i quattro bit superiori (D4-D7) di un byte dal nibble superiore. Questo ci consente di inviare dati a 8 bit. Mentre in modalità a 8 bit possiamo inviare i dati a 8 bit direttamente in un colpo solo poiché utilizziamo tutte le 8 linee di dati.

Modalità di lettura e scrittura dell'LCD L'LCD stesso è costituito da un CI di interfaccia. L'MCU può leggere o scrivere su questo IC di interfaccia. La maggior parte delle volte ci limiteremo a scrivere all'IC, poiché la lettura lo renderà più complesso e tali scenari sono molto rari. Informazioni come posizione del cursore, interruzioni del completamento dello stato, ecc.

Passaggio 3: connessioni

Interfacciamento del modulo GPS con Arduino

Arduino ===> NEO6m

GND ===> GND

Pin digitale (D3) ===> TX

Pin digitale (D4) ===> RX

5Vcc ===> Vcc

Qui, ti suggerisco di utilizzare un alimentatore esterno per alimentare il modulo GPS perché il requisito minimo di alimentazione per il funzionamento del modulo GPS è di 3,3 V e Arduino non è in grado di fornire così tanta tensione. Per fornire la tensione usa il prolifico USB TTL come mostrato in fig i5.

Driver USB

Un'altra cosa che ho scoperto mentre lavoravo con l'antenna GPS fornita con il modulo è che non riceve il segnale all'interno della casa, quindi ho usato questa antenna: è molto meglio.

Antenna

Per collegare questa antenna, è necessario utilizzare il connettore mostrato nell'immagine i6.

Interfacciamento di Arduino UNO e JHD162a LCD

LCD ===> Arduino Uno

VSS ===> GND

VCC ===> 5V

VEE ===> Resistenza 10K

RS ===> A0 (pin analogico)

R/W ===> GND

E ===> LA1

D4 ===> LA2

RE5 ===> LA3

RE6 ===> LA4

RE7 ===> LA5

LED+ ===> VCC

LED- ===> GND

Passaggio 4: risultato

Passaggio 5: dimostrazione