GPS-Modul (NEO-6m) mit Arduino verbinden - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

In diesem Projekt habe ich gezeigt, wie man ein GPS-Modul mit Arduino UNO verbindet. Die Daten für Längen- und Breitengrad werden auf dem LCD angezeigt und der Standort kann in der App angezeigt werden.

Materialliste

• Arduino Uno ==> $8
• Ublox NEO-6m GPS-Modul ==> $15
• 16x2 LCD ==> $3
• Steckbrett ==> $ 2
• Überbrückungsdrähte ==> $ 2

Die Gesamtkosten des Projekts betragen 30 Dollar.

Schritt 1: Über GPS

Was ist GPSDas Global Positioning System (GPS) ist ein satellitengestütztes Navigationssystem, das aus mindestens 24 Satelliten besteht. GPS funktioniert bei jedem Wetter, überall auf der Welt, 24 Stunden am Tag, ohne Abonnementgebühren oder Einrichtungsgebühren.

So funktioniert GPS GPS-Satelliten umkreisen die Erde zweimal täglich in einer präzisen Umlaufbahn. Jeder Satellit sendet ein einzigartiges Signal und Orbitalparameter, die es GPS-Geräten ermöglichen, den genauen Standort des Satelliten zu decodieren und zu berechnen. GPS-Empfänger verwenden diese Informationen und Trilateration, um den genauen Standort eines Benutzers zu berechnen. Im Wesentlichen misst der GPS-Empfänger die Entfernung zu jedem Satelliten anhand der Zeit, die benötigt wird, um ein gesendetes Signal zu empfangen. Mit Entfernungsmessungen von einigen weiteren Satelliten kann der Empfänger die Position eines Benutzers bestimmen und anzeigen.

Um Ihre 2D-Position (Breiten- und Längengrad) zu berechnen und die Bewegung zu verfolgen, muss ein GPS-Empfänger auf das Signal von mindestens 3 Satelliten eingerastet sein. Mit 4 oder mehr Satelliten im Sichtfeld kann der Empfänger Ihre 3D-Position (Breite, Länge und Höhe) bestimmen. Im Allgemeinen verfolgt ein GPS-Empfänger 8 oder mehr Satelliten, dies hängt jedoch von der Tageszeit und dem Standort ab, an dem Sie sich auf der Erde befinden.

Nachdem Ihre Position bestimmt wurde, kann das GPS-Gerät weitere Informationen berechnen, wie zum Beispiel:

• Geschwindigkeit
• Lager
• Spur
• Fahrtstrecke
• Entfernung zum Ziel

Was ist das Signal?

GPS-Satelliten senden mindestens 2 Funksignale geringer Leistung. Die Signale werden per Sichtlinie übertragen, d. h. sie passieren Wolken, Glas und Plastik, aber nicht die meisten festen Objekte wie Gebäude und Berge. Moderne Empfänger sind jedoch empfindlicher und können in der Regel durch Häuser hindurch verfolgen.

Ein GPS-Signal enthält 3 verschiedene Arten von Informationen:

• Pseudozufallscode ist eine ID. Code, der identifiziert, welcher Satellit Informationen überträgt. Auf der Satellitenseite Ihres Geräts können Sie sehen, von welchen Satelliten Sie Signale empfangen.
• Ephemeridendaten werden benötigt, um die Position eines Satelliten zu bestimmen und geben wichtige Informationen über den Zustand eines Satelliten, das aktuelle Datum und die aktuelle Uhrzeit.
• Almanachdaten teilen dem GPS-Empfänger mit, wo sich jeder GPS-Satellit zu jeder Tageszeit befinden sollte, und zeigen die Orbitalinformationen für diesen Satelliten und jeden anderen Satelliten im System an.

Schritt 2: Arduino, Neo6m GPS und 16x2 LCD

1. Arduino

Arduino ist eine Open-Source-Elektronikplattform, die auf benutzerfreundlicher Hardware und Software basiert. Arduino-Boards sind in der Lage, Eingaben zu lesen – Licht auf einem Sensor, einen Finger auf einer Taste oder eine Twitter-Nachricht – und sie in einen Ausgang umzuwandeln – einen Motor zu aktivieren, eine LED einzuschalten, etwas online zu veröffentlichen. Sie können Ihrem Board sagen, was es tun soll, indem Sie eine Reihe von Anweisungen an den Mikrocontroller auf dem Board senden. Dazu verwenden Sie die Programmiersprache Arduino (basierend auf Wiring) und die Arduino Software (IDE), basierend auf Processing.

Erforderliche Bibliotheken, damit GPS in der Arduino IDE funktioniert.

SoftwareSeriell

Winziges GPS

Sie können auch Ihr eigenes benutzerdefiniertes Arduino Uno erstellen.

2. NEO-6m GPS-Modul (wie in Bild i2 gezeigt)

Datenblatt NEO-6m GPS-Modul

3. 16x2 LCD

Der LCD-Bildschirm (Liquid Crystal Display) ist ein elektronisches Anzeigemodul und findet eine breite Palette von Anwendungen. Ein 16x2-LCD-Display ist ein sehr einfaches Modul und wird sehr häufig in verschiedenen Geräten und Schaltungen verwendet. Diese Module werden gegenüber sieben Segmenten und anderen Mehrsegment-LEDs bevorzugt. Die Gründe sind: LCDs sind wirtschaftlich; leicht programmierbar; haben keine Einschränkung bei der Anzeige spezieller und sogar benutzerdefinierter Zeichen (im Gegensatz zu sieben Segmenten), Animationen usw. Ein 16x2 LCD bedeutet, dass es 16 Zeichen pro Zeile anzeigen kann und es 2 solcher Zeilen gibt. In diesem LCD wird jedes Zeichen in einer 5x7-Pixel-Matrix angezeigt. Dieses LCD hat zwei Register, nämlich Command und Data. Das Befehlsregister speichert die an das LCD gegebenen Befehlsanweisungen. Ein Befehl ist eine Anweisung, die an das LCD gegeben wird, um eine vordefinierte Aufgabe auszuführen, wie es initialisieren, den Bildschirm löschen, die Cursorposition einstellen, die Anzeige steuern usw. Das Datenregister speichert die auf dem LCD anzuzeigenden Daten. Die Daten sind der ASCII-Wert des auf dem LCD anzuzeigenden Zeichens.

Pin-Diagramm und Pin-Beschreibung (wie in Bild i3 und i4 gezeigt)

4-Bit- und 8-Bit-Modus des LCD Das LCD kann in zwei verschiedenen Modi arbeiten, nämlich dem 4-Bit-Modus und dem 8-Bit-Modus. Im 4-Bit-Modus senden wir das Datennibble für Nibble, zuerst oberes Nibble und dann unteres Nibble. Für diejenigen unter Ihnen, die nicht wissen, was ein Nibble ist: Ein Nibble ist eine Gruppe von vier Bits, also bilden die unteren vier Bits (D0-D3) eines Bytes das untere Nibble, während die oberen vier Bits (D4-D7) eines Bytes bilden das höhere Nibble. Dies ermöglicht es uns, 8-Bit-Daten zu senden. Während wir im 8-Bit-Modus die 8-Bit-Daten direkt in einem Zug senden können, da wir alle 8 Datenleitungen verwenden.

Lese- und Schreibmodus des LCD Das LCD selbst besteht aus einem Schnittstellen-IC. Die MCU kann diesen Schnittstellen-IC entweder lesen oder schreiben. Meistens werden wir nur in den IC schreiben, da das Lesen es komplexer macht und solche Szenarien sehr selten sind. Informationen wie Cursorposition, Statusabschlußunterbrechungen usw.

Schritt 3: Verbindungen

Anbindung des GPS-Moduls an Arduino

Arduino ===> NEO6m

GND ===> GND

Digitaler Pin (D3) ===> TX

Digitaler Pin (D4) ===> RX

5Vdc ===> Vcc

Hier empfehle ich Ihnen, ein externes Netzteil zu verwenden, um das GPS-Modul mit Strom zu versorgen, da der Mindeststrombedarf für das GPS-Modul 3,3 V beträgt und Arduino nicht in der Lage ist, so viel Spannung bereitzustellen.

USB stick

Eine weitere Sache, die ich bei der Arbeit mit der GPS-Antenne gefunden habe, die mit dem Modul geliefert wird, ist, dass es kein Signal im Haus empfängt, also habe ich diese Antenne verwendet - sie ist viel besser.

Antenne

Zum Anschließen dieser Antenne müssen Sie den in Bild i6 gezeigten Anschluss verwenden.

Schnittstelle von Arduino UNO und JHD162a LCD

LCD ===> Arduino Uno

VSS ===> GND

VCC ===> 5V

VEE ===> 10K Widerstand

RS ===> A0 (Analog-Pin)

R/W ===> GND

E ===> A1

D4 ===> A2

D5 ===> A3

D6 ===> A4

D7 ===> A5

LED+ ===> VCC

LED- ===> GND

Schritt 4: Ergebnis

Schritt 5: Demo