Como fazer a interface do módulo GPS (NEO-6m) com o Arduino: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Neste projeto, mostrei como fazer a interface de um módulo GPS com o Arduino UNO. Os dados de longitude e latitude são exibidos no LCD e a localização pode ser visualizada no aplicativo.

Lista de material

• Arduino Uno ==> $ 8
• Módulo GPS Ublox NEO-6m ==> $ 15
• LCD 16x2 ==> $ 3
• Breadboard ==> $ 2
• Jumper fios ==> $ 2

O custo total do projeto é de $ 30 dólares.

Etapa 1: Sobre o GPS

O que é GPSO Sistema de Posicionamento Global (GPS) é um sistema de navegação baseado em satélite composto de pelo menos 24 satélites. O GPS funciona em qualquer condição climática, em qualquer lugar do mundo, 24 horas por dia, sem taxas de assinatura ou taxas de configuração.

Como funciona o GPS Os satélites GPS giram em torno da Terra duas vezes por dia em uma órbita precisa. Cada satélite transmite um sinal único e parâmetros orbitais que permitem que os dispositivos GPS decodifiquem e calculem a localização precisa do satélite. Os receptores GPS usam essas informações e trilateração para calcular a localização exata de um usuário. Essencialmente, o receptor GPS mede a distância de cada satélite pela quantidade de tempo que leva para receber um sinal transmitido. Com medições de distância de mais alguns satélites, o receptor pode determinar a posição de um usuário e exibi-la.

Para calcular sua posição 2-D (latitude e longitude) e o movimento da trilha, um receptor GPS deve ser travado no sinal de pelo menos 3 satélites. Com 4 ou mais satélites à vista, o receptor pode determinar sua posição 3-D (latitude, longitude e altitude). Geralmente, um receptor GPS rastreia 8 ou mais satélites, mas isso depende da hora do dia e de onde você está na Terra.

Assim que sua posição for determinada, a unidade GPS pode calcular outras informações, como:

• Velocidade
• Consequência
• Acompanhar
• Distância da viagem
• Distância até o destino

Qual é o sinal?

Os satélites GPS transmitem pelo menos 2 sinais de rádio de baixa potência. Os sinais viajam pela linha de visão, o que significa que eles passarão por nuvens, vidro e plástico, mas não passarão pela maioria dos objetos sólidos, como edifícios e montanhas. No entanto, os receptores modernos são mais sensíveis e geralmente podem rastrear através das casas.

Um sinal de GPS contém 3 tipos diferentes de informação:

• O código pseudo-aleatório é um I. D. código que identifica qual satélite está transmitindo informações. Você pode ver de quais satélites está recebendo sinais na página de satélite do seu dispositivo.
• Os dados das efemérides são necessários para determinar a posição de um satélite e fornecem informações importantes sobre a saúde de um satélite, data e hora atuais.
• Os dados do Almanaque informam ao receptor GPS onde cada satélite GPS deve estar a qualquer momento ao longo do dia e mostram as informações orbitais desse satélite e de todos os outros satélites do sistema.

Etapa 2: Arduino, Neo6m GPS e LCD 16x2

1. Arduino

Arduino é uma plataforma eletrônica de código aberto baseada em hardware e software fáceis de usar. As placas Arduino são capazes de ler entradas - luz em um sensor, um dedo em um botão ou uma mensagem do Twitter - e transformá-la em uma saída - ativando um motor, ligando um LED, publicando algo online. Você pode dizer à sua placa o que fazer enviando um conjunto de instruções para o microcontrolador da placa. Para fazer isso, você usa a linguagem de programação Arduino (baseada em Wiring) e o Arduino Software (IDE), baseado em Processing.

Bibliotecas necessárias para o GPS funcionar no Arduino IDE.

SoftwareSerial

TinyGPS

Você também pode fazer seu próprio Arduino uno personalizado.

2. Módulo GPS NEO-6m (conforme mostrado na imagem i2)

Folha de dados do módulo GPS NEO-6m

3. LCD 16x2

A tela LCD (Liquid Crystal Display) é um módulo de display eletrônico e encontra uma ampla gama de aplicações. Um display LCD 16x2 é um módulo muito básico e muito comumente usado em vários dispositivos e circuitos. Esses módulos têm preferência sobre sete segmentos e outros LEDs de vários segmentos. As razões são: LCDs são econômicos; facilmente programável; não tem limitação de exibir caracteres especiais e até mesmo personalizados (ao contrário de sete segmentos), animações e assim por diante. Um LCD de 16x2 significa que pode exibir 16 caracteres por linha e existem 2 dessas linhas. Neste LCD, cada caractere é exibido em uma matriz de 5x7 pixels. Este LCD possui dois registros, a saber, Comando e Dados. O registro de comando armazena as instruções de comando fornecidas ao LCD. Um comando é uma instrução dada ao LCD para realizar uma tarefa predefinida, como inicializá-lo, limpar sua tela, definir a posição do cursor, controlar a exibição, etc. O registro de dados armazena os dados a serem exibidos no LCD. Os dados são o valor ASCII do caractere a ser exibido no LCD.

Diagrama e descrição dos pinos (conforme mostrado nas imagens i3 e i4)

Modo de LCD de 4 e 8 bits O LCD pode funcionar em dois modos diferentes, ou seja, o modo de 4 bits e o modo de 8 bits. No modo de 4 bits, enviamos os dados nibble por nibble, primeiro nibble superior e, em seguida, nibble inferior. Para aqueles de vocês que não sabem o que é um nibble: um nibble é um grupo de quatro bits, então os quatro bits inferiores (D0-D3) de um byte formam o nibble inferior, enquanto os quatro bits superiores (D4-D7) de um byte forma o nibble superior. Isso nos permite enviar dados de 8 bits. Enquanto no modo de 8 bits, podemos enviar os dados de 8 bits diretamente em um curso, uma vez que usamos todas as 8 linhas de dados.

Modo de leitura e gravação do LCD O próprio LCD consiste em um IC de interface. O MCU pode ler ou gravar neste IC de interface. Na maioria das vezes, estaremos apenas escrevendo para o IC, pois a leitura o tornará mais complexo e esses cenários são muito raros. Informações como posição do cursor, interrupções de conclusão de status, etc.

Etapa 3: conexões

Interface do módulo GPS com Arduino

Arduino ===> NEO6m

GND ===> GND

Pino digital (D3) ===> TX

Pino digital (D4) ===> RX

5Vdc ===> Vcc

Aqui, eu sugiro que você use fonte de alimentação externa para alimentar o módulo GPS porque o requisito mínimo de energia para o módulo GPS funcionar é de 3,3 V e o Arduino não é capaz de fornecer tanta voltagem. Para fornecer voltagem, use o prolífico USB TTL, conforme mostrado na fig. I5.

Driver USB

Mais uma coisa que descobri trabalhando com a antena GPS que vem com módulo é que ela não está recebendo sinal dentro de casa, então usei essa antena - é muito melhor.

Antena

Para conectar esta antena, você deve usar o conector mostrado na imagem i6.

Interface do Arduino UNO e JHD162a LCD

LCD ===> Arduino Uno

VSS ===> GND

VCC ===> 5V

VEE ===> Resistor 10K

RS ===> A0 (pino analógico)

R / W ===> GND

E ===> A1

D4 ===> A2

D5 ===> A3

D6 ===> A4

D7 ===> A5

LED + ===> VCC

LED- ===> GND

Etapa 4: Resultado

Etapa 5: demonstração