Hoe om 'n GPS-module (NEO-6m) met Arduino te koppel: 7 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

In hierdie projek het ek getoon hoe u 'n GPS -module met Arduino UNO kan koppel. Die data vir lengte- en breedtegraad word op die LCD vertoon, en die ligging kan op die app gesien word.

Lys van materiaal

• Arduino Uno ==> $ 8
• Ublox NEO-6m GPS-module ==> $ 15
• 16x2 LCD ==> $ 3
• Broodbord ==> $ 2
• Jumper drade ==> $ 2

Die totale koste van die projek is $ 30 dollar.

Stap 1: Oor GPS

Wat is GPS Die Global Positioning System (GPS) is 'n satellietgebaseerde navigasiestelsel wat uit ten minste 24 satelliete bestaan. GPS werk 24 uur per dag onder alle weersomstandighede, oral in die wêreld, sonder inskrywingsfooie of opstellingskoste.

Hoe GPS werk GPS -satelliete sirkel twee keer per dag om die aarde in 'n presiese baan. Elke satelliet stuur 'n unieke sein en baanparameters uit waarmee GPS -toestelle die presiese ligging van die satelliet kan dekodeer en bereken. GPS -ontvangers gebruik hierdie inligting en trilaterasie om die presiese ligging van 'n gebruiker te bereken. In wese meet die GPS -ontvanger die afstand na elke satelliet aan die tyd wat dit neem om 'n gestuurde sein te ontvang. Met afstandmetings van nog 'n paar satelliete kan die ontvanger 'n gebruiker se posisie bepaal en dit vertoon.

Om u 2-D-posisie (breedtegraad en lengtegraad) en spoorbeweging te bereken, moet 'n GPS-ontvanger op die sein van ten minste 3 satelliete gesluit word. Met 4 of meer satelliete in sig, kan die ontvanger u 3D-posisie (breedtegraad, lengte en hoogte) bepaal. Oor die algemeen sal 'n GPS -ontvanger 8 of meer satelliete opspoor, maar dit hang af van die tyd van die dag en waar u op die aarde is.

Sodra u posisie bepaal is, kan die GPS -eenheid ander inligting bereken, soos:

• Spoed
• Peiling
• Snit
• Reis dist
• Afstand tot bestemming

Wat is die sein?

GPS-satelliete stuur ten minste 2 lae-krag radioseine uit. Die seine beweeg volgens siglyn, wat beteken dat dit deur wolke, glas en plastiek gaan, maar nie deur die meeste vaste voorwerpe, soos geboue en berge nie. Moderne ontvangers is egter meer sensitief en kan gewoonlik deur huise spoor.

'N GPS -sein bevat drie verskillende tipes inligting:

• Pseudorandom -kode is 'n I. D. kode wat identifiseer watter satelliet inligting oordra. Op die satellietbladsy van u toestel kan u sien van watter satelliete u seine kry.
• Ephemeris -data is nodig om die posisie van 'n satelliet te bepaal en gee belangrike inligting oor die gesondheid van 'n satelliet, huidige datum en tyd.
• Almanak -data vertel die GPS -ontvanger waar elke GPS -satelliet te eniger tyd gedurende die dag moet wees, en toon die baaninligting vir die satelliet en elke ander satelliet in die stelsel.

Stap 2: Arduino, Neo6m GPS en 16x2 LCD

1. Arduino

Arduino is 'n open source elektroniese platform wat gebaseer is op hardeware en sagteware wat maklik is om te gebruik. Arduino -borde kan insette lees - lig op 'n sensor, 'n vinger op 'n knoppie of 'n Twitter -boodskap - en dit in 'n uitset verander - 'n motor aktiveer, 'n LED aanskakel, iets aanlyn publiseer. U kan u bord vertel wat u moet doen deur 'n stel instruksies aan die mikrobeheerder op die bord te stuur. Om dit te kan doen, gebruik u die Arduino -programmeertaal (gebaseer op bedrading) en die Arduino -sagteware (IDE), gebaseer op verwerking.

Vereiste biblioteke vir GPS om in Arduino IDE te werk.

SoftwareSerial

TinyGPS

U kan ook u eie aangepaste Arduino uno maak.

2. NEO-6m GPS-module (soos getoon in prent i2)

Gegevensblad van die NEO-6m GPS-module

3. 16x2 LCD

LCD (Liquid Crystal Display) skerm is 'n elektroniese vertoonmodule en vind 'n wye verskeidenheid toepassings. 'N 16x2 LCD -skerm is 'n baie basiese module en word baie algemeen in verskillende toestelle en stroombane gebruik. Hierdie modules word verkies bo sewe segmente en ander multi -segment LED's. Die redes hiervoor is: LCD's is ekonomies; maklik programmeerbaar; het geen beperking op die vertoon van spesiale en selfs aangepaste karakters (anders as in sewe segmente), animasies en so meer. 'N 16x2 LCD beteken dat dit 16 karakters per reël kan vertoon en daar is 2 sulke reëls. In hierdie LCD word elke karakter vertoon in 'n matrix van 5 x 7 pixels. Hierdie LCD het twee registers, naamlik Command en Data. Die opdragregister stoor die opdraginstruksies wat aan die LCD gegee word. 'N Opdrag is 'n opdrag wat aan LCD gegee word om 'n voorafbepaalde taak uit te voer, soos om dit te initialiseer, die skerm skoon te maak, die wyserposisie in te stel, die skerm te beheer, ens. Die dataregister stoor die data wat op die LCD vertoon moet word. Die data is die ASCII -waarde van die karakter wat op die LCD vertoon moet word.

Speldiagram en penbeskrywing (soos getoon in prent i3 en i4)

4-bis en 8-bis-modus LCD Die LCD kan in twee verskillende modusse werk, naamlik die 4-bis-modus en die 8-bis-modus. In die 4 -bis -modus stuur ons die gegewens knibbel vir knibbel, eers boonste knibbel en dan laer knibbel. Vir die van julle wat nie weet wat 'n nibble is nie: 'n nibble is 'n groep van vier bisse, dus vorm die onderste vier bisse (D0-D3) van 'n greep die onderste knibbel terwyl die boonste vier bisse (D4-D7) van 'n byte vorm die hoër nibble. Dit stel ons in staat om 8-bits data te stuur, en in die 8-bis-modus kan ons die 8-bis-data direk in een slag stuur, aangesien ons al die 8-datalyne gebruik.

Lees- en skryfmodus van LCD Die LCD self bestaan uit 'n Interface IC. Die MCU kan na hierdie koppelvlak IC lees of skryf. Meestal skryf ons net aan die IC, aangesien lees dit meer ingewikkeld sal maak en sulke scenario's baie skaars is. Inligting soos posisie van wyser, onderbreking van status voltooiing, ens.

Stap 3: Verbindings

Koppelvlak van GPS -module met Arduino

Arduino ===> NEO6m

GND ===> GND

Digitale pen (D3) ===> TX

Digitale pen (D4) ===> RX

5Vdc ===> Vcc

Hier stel ek voor dat u 'n eksterne kragtoevoer gebruik om die GPS -module aan te dryf, want die minimum kragvereiste vir die GPS -module is 3,3 V en Arduino is nie in staat om soveel spanning te verskaf nie..

USB bestuurder

Nog 'n ding wat ek gevind het terwyl ek met die GPS -antenna werk, is dat die module nie 'n sein in die huis ontvang nie, so ek het hierdie antenna gebruik - dit is baie beter.

Antenne

Om hierdie antenna aan te sluit, moet u die aansluiting gebruik wat in die prent i6 verskyn.

Koppelvlak van Arduino UNO en JHD162a LCD

LCD ===> Arduino Uno

VSS ===> GND

VCC ===> 5V

VEE ===> 10K weerstand

RS ===> A0 (analoog pen)

R/W ===> GND

E ===> A1

D4 ===> A2

D5 ===> A3

D6 ===> A4

D7 ===> A5

LED+ ===> VCC

LED- ===> GND

Stap 4: Resultaat

Stap 5: Demo