Ako používať GPS s Arduino

GPS je veľmi užitočné zariadenie, ktoré sa používa v mnohých elektronických projektoch a aplikáciách, ako je systém sledovania vozidiel, hodiny GPS, systém varovania pred detekciou nehôd, dopravná navigácia a sledovací systém atď. Otázkou však je, ako používať GPS a načítať údaje z GPS ? Dáta GPS môžeme ľahko získať priamo do nášho počítača pomocou Arduina.

GPS je skratka pre Global Positioning System (Globálny pozičný systém) a používa sa na zisťovanie zemepisnej šírky a dĺžky ktoréhokoľvek miesta na Zemi s presným časom UTC (Universal Time Coordinated). Toto zariadenie prijíma súradnice zo satelitu každú sekundu s časom a dátumom. GPS ponúka veľkú presnosť a okrem súradníc polohy poskytuje aj ďalšie údaje, čoskoro sa na ne pozrieme.

V tomto výučbe pre Arduino GPS vysvetlíme, ako testovať alebo prepojiť modul GPS pomocou počítačov a Arduina. Pre prepojenie GSM s počítačom potrebujeme buď USB to Serial Converter alebo Arduino Board. Tu používame dosku Arduino na prepojenie GPS. Na napájanie potrebujeme iba dosku Arduino, modul GPS, počítač a adaptér 12v / 3,3v. Tu sme použili modul GPS prijímača SKG13BL (zobrazený na obrázku vyššie).

Pred pripojením k počítaču je potrebné najskôr odstrániť Arduino IC (čip Atmega) z dosky Arduino, pretože potrebujeme iba sériové obvody Arduina. Toto sa nazýva režim brány. Demontáž IC je zobrazená na nasledujúcich obrázkoch:

Teraz urobte pripojenie, ako je uvedené na nasledujúcom obrázku:

1. Kolík GPS TX na digitálny PIN 1 Arduino (TXD)
2. Uzemňovací kolík GPS na GND PIN Arduina
3. Napájanie GPS (3,3 V) na 3,3 V PIN Arduina

Po pripojení pripojte kábel USB k počítaču, otvorte softvér Arduino IDE v počítači, vyberte komunikačný port a otvorte sériový monitor, aby ste mohli počúvať sériový port, a zapnite modul Arduino a GPS.

Teraz uvidíte údaje GPS v okne sériového monitora Arduino, ako je uvedené nižšie. Nižšie sú uvedené dve snímky, prvá je, keď GPS nie je v dosahu a druhá, keď je GPS v dosahu.

Údaje GPS, keď je prijímač GPS mimo dosah:

Údaje GPS, keď je prijímač GPS v dosahu:

V sériovom okne môžete vidieť niektoré vety, ktoré začínajú od znaku $. Toto sú vety NMEA. GPS modul odosiela údaje o polohe sledovania v reálnom čase vo formáte NMEA (pozri snímku obrazovky vyššie). Formát NMEA pozostáva z niekoľkých viet, v ktorých sú nižšie uvedené štyri dôležité vety. Viac podrobností o vete NMEA a jej dátovom formáte nájdete tu.

• $ GPGGA: Údaje o opravách globálneho pozičného systému
• $ GPGSV: Zobrazujú sa satelity GPS
• $ GPGSA: GPS DOP a aktívne satelity
• $ GPRMC: Odporúčané minimálne konkrétne údaje GPS / Tranzit

Tieto reťazce obsahujú veľa parametrov GPS ako: Čas, Dátum, Zemepisná dĺžka, Zemepisná šírka, rýchlosť, č. použitých družíc, nadmorská výška a mnoho ďalších vecí.

Pre akékoľvek súradnice polohy a čas môžeme použiť $ GPGGA a $ GPRMC.

Pre dátum a čas môžeme použiť reťazec $ GPRMC.

Keď na sledovanie ľubovoľného miesta používame modul GPS , potrebujeme iba súradnice, ktoré nájdeme v reťazci $ GPGGA. V programoch sa väčšinou používa iba reťazec $ GPGGA (Global Positioning System Fix Data) a ostatné reťazce sú ignorované. Tento reťazec pozostáva z údajov o opravách, ako je uvedené nižšie:

$ GPGGA, 104534 000 7791,0381, N, 06727,4434, E, 1,08,0,9 510,4, M, 43,9, M,, * 47 $ GPGGA, HHMMSS.SSS, zemepisná šírka, N, zemepisná dĺžka, E, FQ, NOS, HDP, nadmorská výška, M, výška, M,, údaje kontrolného súčtu

Identifikátor	Popis
$ GPGGA	Údaje o opravách globálneho pozičného systému
HHMMSS.SSS	Čas v hodinách, minútach a sekundách a milisekundách.
Zemepisná šírka	Zemepisná šírka (súradnice)
N	Smer N = sever, S = juh
Zemepisná dĺžka	Zemepisná dĺžka (súradnice)
E	Smer E = východ, Z = západ
FQ	Opravte údaje o kvalite
NOS	Počet použitých satelitov
HDP	Horizontálne riedenie presnosti
Nadmorská výška	Nadmorská výška (metre nad morom)
M	Merač
Výška	Výška
Kontrolný súčet	Údaje kontrolného súčtu

A $ GPRMC reťazec obsahuje hlavne rýchlosť, čas, dátum a pozíciu

$ GPRMC, 123519 000, A, 7791,0381, N, 06727,4434, E, 022,4,084,4,230394,003,1, W * 6A $ GPRMC, HHMMSS.SSS, A, zemepisná šírka, N, zemepisná dĺžka, E, rýchlosť, uhol, dátum, MV, W, CMD

Identifikátor	Popis
RMC	Odporúčaná minimálna veta C
HHMMSS.SSS	Čas v hodinách, minútach a sekundách a milisekundách.
A	Stav // A = aktívny a V = neplatný
Zemepisná šírka	49 ° zemepisnej šírky 16,45 min. Sever
N	Smer N = sever, S = juh
Zemepisná dĺžka	Zemepisná dĺžka (súradnice)
E	Smer E = východ, Z = západ
Rýchlosť	rýchlosť v uzloch
Uhol	Uhol sledovania v stupňoch
Dátum	Časová pečiatka (dátum v UTC)
MV	Magnetická variácia
Ž	Smer variácie E / W
CMD (* 6A)	Údaje kontrolného súčtu

Väčšinou sa tento reťazec používa na zisťovanie času, dátumu a rýchlosti.