Incorpore um GPS OEM em qualquer coisa: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Vou mostrar a você como conectar uma unidade GPS OEM altamente personalizável. São equipamentos excelentes que podem ser incorporados a praticamente qualquer coisa. Construir um sistema personalizado completo dá muito trabalho. Normalmente requer conhecimento específico sobre vários componentes. Mesmo depois que cada componente é aprendido, ainda leva uma quantidade considerável de tempo para colocar tudo junto. Eu primeiro considerei tentar construir meu próprio receptor GPS, mas depois de dar uma olhada em um artigo sobre a teoria do GPS e do GLONASS, decidi contra o esforço, pois provavelmente levaria meio ano. Felizmente para aqueles de nós que estão ansiosos para incorporar o GPS em nossos projetos personalizados (eu os uso em robótica), ou apenas para aprender mais, há uma grande seleção de unidades de GPS OEM. O OEM significa que deve ser incorporado em outros projetos e não vem com uma tela, revestimento, ou quaisquer extras. A grande vantagem da maioria desses dispositivos é que eles são extremamente versáteis e fáceis de conectar. Como de costume, também forneci este tutorial em formato de vídeo: farei o possível para explicar cada seção em detalhes à medida que prosseguirmos.

Etapa 1: suprimentos necessários

1. Alimentação em torno de 5 V (3 pilhas AA ou AAA em série são 4,5 V ou 9 V com regulador de tensão) 2. Se estiver usando um regulador de tensão de 9 V - 5 V 3. Ligue o conector à bateria de 9v4. breadboard5. porta serial feminina 6. alguns fios para conectar à porta serial7. ferro de solda8. solderSe você tiver problemas para encontrar uma porta serial, pode desmontar um dispositivo antigo. Eu rasguei um velho adaptador de câmera digital. O modelo que demonstrarei como conectar e usar é um Garmin GPS15L. No entanto, essas instruções devem ser aplicadas muito bem em modelos diferentes. É importante, ao selecionar um dispositivo OEM, prestar muita atenção ao formato de saída da unidade. As saídas do GPS15L são baseadas no nível serial RS232, enquanto a unidade Parallax Gps tem saída em níveis TTL. Isso significa que o modelo Parallax não funcionará da maneira como estamos conectando esta unidade. Os níveis TTL são geralmente usados para comunicação de circuito integrado. Portanto, a unidade Parallax seria mais adequada se você quisesse conectá-la diretamente a um microcontrolador e não ao seu PC.

Etapa 2: Conectando-o

Na verdade, conectar a unidade é muito simples. Se você estiver usando um regulador de tensão, certifique-se de conectar o aterramento aos terminais negativos da bateria, porta serial e GPS. Você pode usar qualquer tipo de fonte de alimentação que desejar, desde que a forneça dentro da faixa fornecida no manual do fabricante. (GPS15L 3,3 - 5,4 VCC) A porta USB tem saída de 5,05 V normalmente, então essa também é uma opção. Originalmente, eu tinha uma luz de fibra óptica quebrada que usava 3 baterias AA. Uma bateria AA ou AAA tem 1,5 volts. A luz de fibra óptica tinha as baterias conectadas em série, então a saída real era de 3x1,5 = 4,5 volts. Originalmente, usei a fonte de alimentação das luzes de fibra óptica cortada e colocada no contêiner Tupperware com a unidade GPS. A única diferença é que não havia regulador de tensão. Eu apenas conectei os aterramentos e soldou os fios diretamente.

Etapa 3: Teste no Linux

Acesso à porta de comunicação Antes de fazer qualquer coisa com sua unidade GPS no Linux, você provavelmente precisará garantir acesso de leitura e gravação à porta com a qual fará o teste. Normalmente as portas seriais estão em / dev / ttys0, / dev / ttys1, … etc Se você estiver usando um adaptador serial para USB, poderá encontrá-lo em / dev / ttyUSB Minicom De todos os aplicativos que tentei inicialmente para usar para exame de porta serial / paralela no Linux, o mais fácil que encontrei de usar foi "minicom". Este aplicativo é um sucesso e um fracasso se estiver pré-instalado ou não, dependendo da distribuição que você usa. O Ubuntu 8 não veio com ele pré-instalado, mas como você pode ver nas capturas de tela, leva apenas alguns minutos para instalá-lo e funcionando. A primeira coisa que você precisa fazer com o minicom é configurá-lo para usar o parâmetros corretos. Você pode configurar o aplicativo usando a opção de linha de comando -s Também quando estiver executando o minicom, você pode acessar o menu pressionando "ctrl" e "a" e, em seguida, pressionando "z" Adaptador Serial para USB O adaptador que uso atualmente, Eu me construí. No entanto, eu recomendaria comprar um adaptador baseado na série de chips FTDI. FTDI oferece excelente suporte de driver em todas as plataformas! Sparkfun oferece algumas soluções pré-montadas. Eles também têm um ótimo tutorial sobre como usar o chip RS232RL com o Eagle para fazer o seu próprio.

Etapa 4: Teste no Windows

Para testar coisas assim no Windows, sempre uso o Hyperterminal. Ele vem instalado por padrão na maioria das vezes. Acho que tive que instalá-lo a partir de adicionar / remover programas uma vez em um sistema executando o Windows Server.

As configurações iniciais necessárias para configurar o Hyperterminal estão normalmente localizadas no manual do fabricante. Para o GPS15L, a taxa de transmissão padrão é 4800bps. Incluí uma captura de tela do adaptador serial para USB que usei com meu projeto de GPS de robótica. Deve ser mencionado que isso foi feito em uma máquina Windows 2000. O suporte do driver para este cabo é bastante limitado. Veja o passo anterior para o adaptador que eu recomendo.

Etapa 5: Compreendendo o resultado

O GPS15L pode produzir em sentenças NMEA 0183 v2 ou NMEA 0183 v3. NMEA 0183 é apenas um nome chique para dizer que a unidade emite sentenças de texto em um determinado formato. Este é o formato que é quase universal entre as unidades de GPS para a saída dos dados. Felizmente, o manual do GPS15L / H descreve cada uma dessas sentenças em detalhes.

Quando você inicia o 15L pela primeira vez, ele produz um monte de frases diferentes. No aplicativo de robótica para o qual usei isso, desliguei todas as outras frases, exceto os dados de GPS / TRANSIT específicos mínimos recomendados (RMC). O seguinte é um exemplo desta frase. $ GPRMC, 163126, V, 4335,2521, N, 08446,0900, W, 000,0, 173,2, 051206, 006,1, W * 62 A frase contém longitude, latitude, velocidade sobre o solo, curso sobre o solo e muito mais informações úteis. Esteja ciente de que se você desativar todas as frases, exceto RMC, quando for usar a unidade com um software não personalizado, alguns dos recursos podem depender de outras frases. A seguir, mostrarei como modificar as configurações do 15L / H.

Etapa 6: Modificando as configurações de GPS

Supondo que você foi capaz de testar a unidade com sucesso usando Minicom ou Hyperterminal, você também poderá enviar comandos para ela. Se você olhar no manual do produto, há uma seção chamada "Interface do software GPS 15H e 15L". Esta seção descreve todas as frases que você pode enviar de volta para a unidade GPS para configurá-la. É muito simples. Tudo que você precisa fazer é digitar uma das frases do programa.

Por exemplo, no Hyperterminal, você poderia digitar algo como: $ PGRMO, GPRMC, 0 desabilitaria a frase GPRMC. Você também pode escrever todos os comandos que deseja executar em um arquivo de texto e, em seguida, fazer com que o hiperterminal "digite" esse arquivo na unidade GPS para você.

Etapa 7: Programação

A verdadeira beleza de uma unidade OEM aparece quando você decide criar um software personalizado para ela. Devo confessar que tenho uma boa experiência em programação. Certamente não é trivial escrever um buffer serial para ler dados em um aplicativo personalizado. Se você não quiser escrever um software personalizado para a unidade, eu recomendo o programa gpsDrive para Linux. Ele funcionará diretamente com qualquer coisa que produza sentenças NMEA 0183. Se você quiser escrever um software personalizado, está com sorte. Anexei uma classe que escrevi em Java que pode enviar e receber dados para a porta serial. Deve ser mencionado que o Java não vem por padrão com as classes necessárias para suportar a comunicação serial. Para a aula que anexei, estou utilizando a biblioteca de código aberto RXTX. Se você for cético e quiser ver a unidade e o código em ação, pode acessar meu site e conferir o vídeo do autônomo projeto de navegação do robô. Também tenho disponível o código-fonte completo que foi usado para navegar no robô. Mais importante, divirta-se com seu GPS!