نحوه رابط ماژول GPS (NEO-6m) با آردوینو: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

در این پروژه ، نحوه اتصال یک ماژول GPS با Arduino UNO را نشان داده ام. داده های طول و عرض جغرافیایی در LCD نمایش داده می شود و مکان را می توان در برنامه مشاهده کرد.

لیست مواد

• Arduino Uno ==> 8 دلار
• ماژول GPS Ublox NEO-6m ==> 15 دلار
• LCD 16x2 ==> 3 دلار
• تخته نان ==> 2 دلار
• سیم های بلوز ==> 2 دلار

هزینه کل پروژه 30 دلار است.

مرحله 1: درباره GPS

سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) یک سیستم ناوبری ماهواره ای است که حداقل از 24 ماهواره تشکیل شده است. GPS در هر شرایط آب و هوایی ، در هر نقطه از جهان ، 24 ساعت شبانه روز ، بدون هزینه اشتراک یا هزینه راه اندازی ، کار می کند.

ماهواره های GPS دو بار در روز در یک مدار دقیق به دور زمین می چرخند. هر ماهواره سیگنال و پارامترهای مداری منحصر به فردی را ارسال می کند که به دستگاه های GPS اجازه می دهد تا مکان دقیق ماهواره را رمزگشایی و محاسبه کنند. گیرنده های GPS از این اطلاعات و سه گانه برای محاسبه مکان دقیق کاربر استفاده می کنند. در اصل ، گیرنده GPS فاصله هر ماهواره را با مدت زمان لازم برای دریافت سیگنال منتقل شده اندازه گیری می کند. با اندازه گیری فاصله از چند ماهواره دیگر ، گیرنده می تواند موقعیت کاربر را تعیین کرده و آن را نمایش دهد.

برای محاسبه موقعیت دو بعدی (عرض و عرض جغرافیایی) و حرکت حرکت ، گیرنده GPS باید روی سیگنال حداقل 3 ماهواره قفل شده باشد. با مشاهده 4 یا بیشتر ماهواره ، گیرنده می تواند موقعیت سه بعدی شما (عرض ، طول و ارتفاع) را تعیین کند. به طور کلی ، گیرنده GPS 8 یا بیشتر ماهواره را ردیابی می کند ، اما این بستگی به زمان روز و مکان شما در زمین دارد.

هنگامی که موقعیت شما مشخص شد ، واحد GPS می تواند سایر اطلاعات را محاسبه کند ، مانند:

• سرعت
• یاتاقان
• مسیر
• سفر دور
• فاصله تا مقصد

سیگنال چیه؟

ماهواره های GPS حداقل 2 سیگنال رادیویی کم مصرف را ارسال می کنند. سیگنالها از طریق خط دید حرکت می کنند ، به این معنی که از ابرها ، شیشه و پلاستیک عبور می کنند ، اما از اکثر اجسام جامد ، مانند ساختمانها و کوهها عبور نمی کنند. با این حال ، گیرنده های مدرن حساس تر هستند و معمولاً می توانند خانه ها را ردیابی کنند.

سیگنال GPS شامل 3 نوع اطلاعات مختلف است:

• کد شبه تصادفی I. D. کدی که مشخص می کند کدام ماهواره اطلاعات را منتقل می کند. در صفحه ماهواره دستگاه خود می توانید از کدام ماهواره ها سیگنال دریافت کنید.

• داده های Ephemeris برای تعیین موقعیت ماهواره مورد نیاز است و اطلاعات مهمی در مورد سلامت ماهواره ، تاریخ و زمان فعلی ارائه می دهد.
• داده های سالنک به گیرنده GPS می گوید که هر ماهواره GPS در هر زمان از روز باید در کجا باشد و اطلاعات مداری آن ماهواره و هر ماهواره دیگر در سیستم را نشان می دهد.

مرحله 2: آردوینو ، Neo6m GPS و LCD 16x2

1. آردوینو

آردوینو یک پلتفرم الکترونیکی منبع باز است که بر اساس سخت افزار و نرم افزارهای آسان برای استفاده است. بردهای آردوینو می توانند ورودی ها - نور روی سنسور ، انگشت روی دکمه یا پیام توییتر - را بخوانند و آن را به خروجی تبدیل کنند - موتور را فعال کرده ، LED را روشن کنند ، چیزی را به صورت آنلاین منتشر کنند. با ارسال مجموعه ای از دستورالعمل ها به میکروکنترلر روی برد ، می توانید به برد خود بگویید که چه کار کند. برای انجام این کار ، از زبان برنامه نویسی آردوینو (بر اساس سیم کشی) و نرم افزار آردوینو (IDE) ، بر اساس پردازش استفاده می کنید.

کتابخانه های مورد نیاز برای کار GPS در Arduino IDE.

SoftwareSerial

TinyGPS

همچنین می توانید Arduino uno سفارشی خود را ایجاد کنید.

2. ماژول GPS NEO-6m (همانطور که در تصویر i2 نشان داده شده است)

برگه اطلاعات ماژول GPS NEO-6m

3. LCD 16x2

صفحه LCD (صفحه نمایش کریستال مایع) یک ماژول نمایش الکترونیکی است و طیف گسترده ای از برنامه ها را پیدا می کند. یک صفحه نمایش LCD 16x2 یک ماژول بسیار اساسی است و معمولاً در دستگاه ها و مدارهای مختلف استفاده می شود. این ماژول ها بر هفت بخش و سایر LED های چند بخش ترجیح داده می شوند. دلایل عبارتند از: LCD ها مقرون به صرفه هستند. به راحتی قابل برنامه ریزی است ؛ هیچ محدودیتی در نمایش کاراکترهای خاص و حتی سفارشی (برخلاف هفت بخش) ، انیمیشن ها و غیره ندارد. LCD 16x2 به این معنی است که می تواند 16 کاراکتر در هر خط را نمایش دهد و 2 خط نیز وجود دارد. در این LCD هر کاراکتر در ماتریس 5x7 پیکسل نمایش داده می شود. این LCD دارای دو رجیستر ، یعنی Command و Data است. ثبت فرمان دستورات داده شده به LCD را ذخیره می کند. دستور ، دستورالعملی است که به LCD داده می شود تا یک کار از پیش تعیین شده را انجام دهد ، مانند راه اندازی اولیه ، پاک کردن صفحه نمایش آن ، تنظیم موقعیت مکان نما ، کنترل صفحه نمایش و غیره. داده ها مقدار ASCII کاراکتری است که باید روی LCD نمایش داده شود.

نمودار پین و توضیحات پین (همانطور که در تصویر i3 و i4 نشان داده شده است)

حالت LCD 4 بیتی و 8 بیتی LCD می تواند در دو حالت مختلف ، یعنی حالت 4 بیتی و حالت 8 بیتی کار کند. در حالت 4 بیتی ما داده ها را با نوک انگشت ، ابتدا نوک فوقانی و سپس نوک پایینی ارسال می کنیم. برای کسانی از شما که نمی دانید Nibble چیست: Nibble یک گروه چهار بیتی است ، بنابراین چهار بیت پایین (D0-D3) یک بایت نوک پایینی را تشکیل می دهد در حالی که چهار بیت بالا (D4-D7) از یک بایت به عنوان صدای بلندتر این ما را قادر می سازد تا داده های 8 بیتی را ارسال کنیم. در حالی که در حالت 8 بیتی می توانیم داده های 8 بیتی را مستقیماً در یک حرکت ارسال کنیم ، زیرا از همه 8 خط داده استفاده می کنیم.

حالت خواندن و نوشتن LCD خود LCD از IC رابط تشکیل شده است. MCU می تواند این IC رابط را بخواند یا بنویسد. بیشتر اوقات ما فقط برای IC می نویسیم ، زیرا خواندن آن را پیچیده تر می کند و چنین سناریوهایی بسیار نادر است. اطلاعاتی مانند موقعیت مکان نما ، وقفه های تکمیل وضعیت و غیره.

مرحله 3: اتصالات

رابط ماژول GPS با آردوینو

آردوینو ===> NEO6 متر

GND ===> GND

پین دیجیتال (D3) ===> TX

پین دیجیتال (D4) ===> RX

5Vdc ===> Vcc

در اینجا ، من به شما پیشنهاد می کنم برای تغذیه ماژول GPS از منبع تغذیه خارجی استفاده کنید زیرا حداقل قدرت مورد نیاز برای کارکرد ماژول GPS 3.3 ولت است و آردوینو نمی تواند این مقدار ولتاژ را تأمین کند. به

درایور USB

یکی دیگر از مواردی که من هنگام کار با آنتن GPS همراه با ماژول دریافت کردم این است که سیگنال داخل خانه دریافت نمی کند بنابراین من از این آنتن استفاده کردم - بسیار بهتر است.

آنتن

برای اتصال این آنتن ، باید از کانکتور نشان داده شده در تصویر i6 استفاده کنید.

رابط آردوینو UNO و JHD162a LCD

LCD ===> Arduino Uno

VSS ===> GND

VCC ===> 5 ولت

VEE ===> مقاومت 10K

RS ===> A0 (پین آنالوگ)

R/W ===> GND

E ===> A1

D4 ===> A2

D5 ===> A3

D6 ===> A4

D7 ===> A5

LED+ ===> VCC

LED- ===> GND

مرحله 4: نتیجه گیری

مرحله 5: نسخه ی نمایشی