Jak korzystać z GPS z Arduino

GPS to bardzo przydatne urządzenie, które jest używane w wielu projektach i zastosowaniach elektronicznych, takich jak system śledzenia pojazdów, zegar GPS, system ostrzegania o wypadkach, nawigacja drogowa i system nadzoru itp. Pytanie tylko, jak używać GPS i odczytywać dane z GPS ? Możemy łatwo pobrać dane GPS bezpośrednio do naszego komputera za pomocą Arduino.

GPS oznacza Global Positioning System i służy do wykrywania szerokości i długości geograficznej dowolnego miejsca na Ziemi z dokładnym czasem UTC (Universal Time Coordinated). To urządzenie odbiera współrzędne z satelity co każdą sekundę, wraz z godziną i datą. GPS zapewnia dużą dokładność, a także dostarcza inne dane poza współrzędnymi pozycji, przyjrzymy się temu wkrótce.

W tym samouczku arduino GPS wyjaśnimy, jak przetestować lub połączyć moduł GPS za pomocą komputera i Arduino. Do połączenia GSM z komputerem potrzebujemy konwertera USB na szeregowy lub płytki Arduino. Tutaj używamy płyty Arduino do interfejsu GPS. Potrzebujemy tylko płytki Arduino, modułu GPS, komputera i adaptera 12 v / 3.3 v do zasilania. Tutaj zastosowaliśmy moduł odbiornika GPS SKG13BL (pokazany na powyższym rysunku).

Przed podłączeniem go do komputera musimy najpierw wyjąć Arduino IC (chip Atmega) z płytki Arduino, ponieważ potrzebujemy tylko obwodu szeregowego Arduino. Nazywa się to trybem bramy. Demontaż układu scalonego pokazano na poniższych rysunkach:

Teraz wykonaj połączenie jak na poniższym obrazku:

1. Pin GPS TX do cyfrowego PIN 1 Arduino (TXD)
2. Pin uziemienia GPS do PIN GND Arduino
3. Zasilanie GPS (3,3 V) Pin do 3,3 V PIN Arduino

Po podłączeniu podłącz kabel USB do komputera, otwórz oprogramowanie Arduino IDE w komputerze, wybierz port COM i otwórz monitor szeregowy, aby nasłuchiwać portu szeregowego i włącz Arduino i moduł GPS.

Teraz zobaczysz dane GPS w oknie monitora szeregowego Arduino, jak poniżej. Poniżej znajdują się dwie migawki, pierwsza pokazuje, kiedy GPS nie jest w zasięgu, a druga, gdy GPS jest w zasięgu.

Dane GPS, gdy odbiornik GPS jest poza zasięgiem:

Dane GPS, gdy odbiornik GPS jest w zasięgu:

W oknie szeregowym możesz zobaczyć kilka zdań zaczynających się od znaku $. To są zdania NMEA. Moduł GPS wysyła dane o pozycji śledzenia w czasie rzeczywistym w formacie NMEA (patrz powyższy zrzut ekranu). Format NMEA składa się z kilku zdań, w których poniżej podano cztery ważne zdania. Więcej szczegółów na temat zdania NMEA i formatu danych można znaleźć tutaj.

• $ GPGGA: Dane poprawki globalnego systemu pozycjonowania
• $ GPGSV: satelity GPS w zasięgu wzroku
• $ GPGSA: GPS DOP i aktywne satelity
• $ GPRMC: Zalecane minimalne konkretne dane GPS / Tranzyt

Te ciągi zawierają wiele parametrów GPS, takich jak: czas, data, długość geograficzna, szerokość geograficzna, prędkość, liczba. używanych satelitów, wysokości i wielu innych rzeczy.

Dla dowolnych współrzędnych lokalizacji i czasu możemy użyć $ GPGGA i $ GPRMC.

Jako datę i godzinę możemy użyć ciągu $ GPRMC.

Kiedy używamy modułu GPS do śledzenia dowolnej lokalizacji, potrzebujemy tylko współrzędnych i możemy to znaleźć w ciągu $ GPGGA. Tylko ciąg $ GPGGA (Global Positioning System Fix Data) jest używany głównie w programach, a inne ciągi są ignorowane. Ten ciąg zawiera dane poprawek, jak poniżej:

$ GPGGA, 104534.000, 7791.0381, N, 06727.4434, E, 1,08,0.9,510,4, M, 43,9, M,, * 47 $ GPGGA, HHMMSS.SSS, szerokość, N, długość, E, FQ, NOS, HDP, wysokość, M, wysokość, M,, dane sumy kontrolnej

Identyfikator	Opis
$ GPGGA	Dane poprawki systemu Global Positioning
HHMMSS.SSS	Czas w formacie godzina minuta sekundy i milisekundy.
Szerokość	Szerokość geograficzna (współrzędna)
N	Kierunek N = północ, S = południe
Długość geograficzna	Długość geograficzna (współrzędna)
mi	Kierunek E = wschód, W = zachód
FQ	Popraw dane dotyczące jakości
NOS	Liczba używanych satelitów
HDP	Poziome osłabienie precyzji
Wysokość	Wysokość (metry nad poziomem morza)
M	Metr
Wysokość	Wysokość
Suma kontrolna	Dane sumy kontrolnej

A string $ GPRMC zawiera głównie prędkość, czas, datę i pozycję

$ GPRMC, 123519.000, A, 7791.0381, N, 06727.4434, E, 022.4.084.4,230394,003,1, W * 6A $ GPRMC, HHMMSS.SSS, A, szerokość geograficzna, N, długość geograficzna, E, prędkość, kąt, data, MV, W, CMD

Identyfikator	Opis
RMC	Zalecane zdanie minimalne C
HHMMSS.SSS	Czas w formacie godzina minuta sekundy i milisekundy.
ZA	Status // A = aktywny i V = nieważny
Szerokość	Szerokość geograficzna 49 st. 16,45 min. Północ
N	Kierunek N = północ, S = południe
Długość geograficzna	Długość geograficzna (współrzędna)
mi	Kierunek E = wschód, W = zachód
Prędkość	prędkość w węzłach
Kąt	Kąt śledzenia w stopniach
Data	Znacznik czasu (data w UTC)
MV	Odchylenie magnetyczne
W.	Kierunek zmienności E / W
CMD (* 6A)	Dane sumy kontrolnej

Przeważnie ten ciąg jest używany do mierzenia czasu, daty i prędkości.