كيفية واجهة وحدة GPS (NEO-6m) مع Arduino: 7 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

في هذا المشروع ، أوضحت كيفية ربط وحدة GPS مع Arduino UNO. يتم عرض بيانات خطوط الطول والعرض على شاشة LCD ويمكن عرض الموقع على التطبيق.

قائمة المواد

• Arduino Uno ==> 8 دولارات
• وحدة Ublox NEO-6m GPS ==> 15 دولارًا
• 16x2 LCD ==> 3 دولارات
• اللوح ==> 2 دولار
• أسلاك العبور ==> 2 دولار

التكلفة الإجمالية للمشروع 30 دولار.

الخطوة 1: حول GPS

ما هو نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو نظام ملاحة قائم على الأقمار الصناعية يتكون من 24 قمراً صناعياً على الأقل. يعمل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في أي ظروف جوية ، وفي أي مكان في العالم ، على مدار 24 ساعة في اليوم ، بدون رسوم اشتراك أو رسوم إعداد.

كيف يعمل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS): تدور أقمار GPS الصناعية حول الأرض مرتين يوميًا في مدار محدد. يرسل كل قمر صناعي إشارة فريدة ومعلمات مدارية تسمح لأجهزة GPS بفك تشفير وحساب الموقع الدقيق للقمر الصناعي. تستخدم أجهزة استقبال GPS هذه المعلومات وثلاثية الأبعاد لحساب الموقع الدقيق للمستخدم. بشكل أساسي ، يقيس مستقبل GPS المسافة إلى كل قمر صناعي بمقدار الوقت المستغرق لاستقبال إشارة مرسلة. من خلال قياسات المسافة من عدد قليل من الأقمار الصناعية ، يمكن لجهاز الاستقبال تحديد موقع المستخدم وعرضه.

لحساب موقعك ثنائي الأبعاد (خطوط الطول والعرض) وتتبع الحركة ، يجب أن يكون مستقبل GPS مقفلًا على إشارة 3 أقمار صناعية على الأقل. مع وجود 4 أقمار صناعية أو أكثر في العرض ، يمكن لجهاز الاستقبال تحديد موقعك ثلاثي الأبعاد (خطوط الطول والعرض والارتفاع). بشكل عام ، سيتتبع مستقبل GPS 8 أقمار صناعية أو أكثر ، لكن هذا يعتمد على الوقت من اليوم والمكان الذي أنت فيه على الأرض.

بمجرد تحديد موقعك ، يمكن لوحدة GPS حساب معلومات أخرى ، مثل:

• سرعة
• تحمل
• مسار
• رحلة حي
• المسافة إلى الوجهة

ما هي الإشارة؟

تنقل الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ما لا يقل عن 2 من إشارات الراديو منخفضة الطاقة. تنتقل الإشارات عبر خط الرؤية ، مما يعني أنها ستمر عبر السحب والزجاج والبلاستيك ولكنها لن تمر عبر معظم الأجسام الصلبة ، مثل المباني والجبال. ومع ذلك ، فإن أجهزة الاستقبال الحديثة أكثر حساسية ويمكنها عادةً تتبع المنازل.

تحتوي إشارة GPS على 3 أنواع مختلفة من المعلومات:

• كود Pseudorandom هو معرف. رمز يحدد القمر الصناعي الذي ينقل المعلومات. يمكنك معرفة الأقمار الصناعية التي تتلقى إشارات منها على صفحة القمر الصناعي بجهازك.

• هناك حاجة إلى بيانات التقويم الفلكي لتحديد موقع القمر الصناعي وإعطاء معلومات مهمة حول صحة القمر الصناعي والتاريخ والوقت الحاليين.
• تخبر بيانات Almanac جهاز استقبال GPS حيث يجب أن يكون كل قمر صناعي GPS في أي وقت على مدار اليوم ويظهر المعلومات المدارية لهذا القمر الصناعي وكل قمر صناعي آخر في النظام.

الخطوة 2: Arduino و Neo6m GPS و 16x2 LCD

1. اردوينو

Arduino عبارة عن منصة إلكترونية مفتوحة المصدر تعتمد على أجهزة وبرامج سهلة الاستخدام. لوحات Arduino قادرة على قراءة المدخلات - ضوء على جهاز استشعار ، أو إصبع على زر ، أو رسالة Twitter - وتحويلها إلى إخراج - تنشيط المحرك ، وتشغيل مؤشر LED ، ونشر شيء ما عبر الإنترنت. يمكنك إخبار اللوح الخاص بك بما يجب القيام به عن طريق إرسال مجموعة من التعليمات إلى وحدة التحكم الدقيقة الموجودة على اللوحة. للقيام بذلك ، تستخدم لغة برمجة Arduino (بناءً على Wiring) ، وبرنامج Arduino (IDE) ، بناءً على المعالجة.

المكتبات المطلوبة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للعمل في Arduino IDE.

البرامج

TinyGPS

يمكنك أيضًا إنشاء Arduino uno المخصص الخاص بك.

2. وحدة GPS NEO-6m (كما هو موضح في الصورة i2)

ورقة بيانات وحدة GPS NEO-6m

3. شاشة LCD مقاس 16 × 2

شاشة LCD (شاشة العرض البلورية السائلة) هي وحدة عرض إلكترونية وتجد مجموعة واسعة من التطبيقات. تعد شاشة LCD مقاس 16 × 2 وحدة أساسية جدًا وتستخدم بشكل شائع في الأجهزة والدوائر المختلفة. تُفضل هذه الوحدات على سبعة أقسام ومصابيح LED أخرى متعددة القطاعات. الأسباب هي: شاشات الكريستال السائل اقتصادية. قابل للبرمجة بسهولة لا توجد قيود على عرض الأحرف الخاصة وحتى المخصصة (على عكس سبعة أجزاء) والرسوم المتحركة وما إلى ذلك. تعني شاشة LCD مقاس 16 × 2 أنه يمكنه عرض 16 حرفًا في كل سطر ويوجد سطرين من هذا القبيل. في شاشة LCD هذه ، يتم عرض كل حرف في مصفوفة 5 × 7 بكسل. تحتوي شاشة LCD هذه على سجلين ، وهما Command and Data. يقوم سجل الأوامر بتخزين تعليمات الأمر المعطاة لشاشة LCD. الأمر عبارة عن تعليمات تُعطى لشاشات الكريستال السائل للقيام بمهمة محددة مسبقًا مثل تهيئتها ، ومسح شاشتها ، وضبط موضع المؤشر ، والتحكم في العرض وما إلى ذلك. يقوم سجل البيانات بتخزين البيانات التي سيتم عرضها على شاشة LCD. البيانات هي قيمة ASCII للحرف الذي سيتم عرضه على شاشة LCD.

رسم تخطيطي ووصف رقم التعريف الشخصي (كما هو موضح في الصورة i3 و i4)

وضع 4 بت و 8 بت لشاشة LCD يمكن أن تعمل شاشة LCD في وضعين مختلفين ، وهما وضع 4 بت ووضع 8 بت. في وضع 4 بت ، نرسل nibble للبيانات عن طريق nibble ، ثم nibble العلوي الأول ثم nibble السفلي. لأولئك منكم الذين لا يعرفون ما هو nibble: nibble هو مجموعة من أربع بتات ، لذا فإن البتات الأربع السفلية (D0-D3) من البايت تشكل الحلمة السفلية بينما البتات الأربعة العلوية (D4-D7) للبايت من العضم الأعلى. يتيح لنا ذلك إرسال بيانات 8 بت ، بينما في وضع 8 بت ، يمكننا إرسال بيانات 8 بت مباشرةً بضربة واحدة نظرًا لأننا نستخدم جميع خطوط البيانات الثمانية.

وضع القراءة والكتابة لشاشة LCD تتكون شاشة LCD نفسها من واجهة IC. يمكن لوحدة MCU إما القراءة أو الكتابة إلى هذه الواجهة IC. في معظم الأوقات ، سنكتب فقط إلى IC ، لأن القراءة ستجعل الأمر أكثر تعقيدًا ومثل هذه السيناريوهات نادرة جدًا. معلومات مثل موضع المؤشر ومقاطعات إكمال الحالة وما إلى ذلك.

الخطوة 3: التوصيلات

ربط وحدة GPS مع Arduino

اردوينو ===> NEO6 م

GND ===> GND

دبوس رقمي (D3) ===> TX

دبوس رقمي (D4) ===> RX

5Vdc ===> Vcc

هنا ، أقترح عليك استخدام مصدر طاقة خارجي لتشغيل وحدة GPS لأن الحد الأدنى من متطلبات الطاقة لوحدة GPS للعمل هو 3.3 فولت ولا يستطيع Arduino توفير هذا القدر من الجهد. لتوفير الجهد ، استخدم USB TTL الغزير كما هو موضح في الشكل i5.

مشغل يو اس بي

هناك شيء آخر وجدته أثناء العمل مع هوائي GPS يأتي مع وحدة هو عدم استقبال إشارة داخل المنزل ، لذلك استخدمت هذا الهوائي - إنه أفضل بكثير.

هوائي

لتوصيل هذا الهوائي ، يجب عليك استخدام الموصل الموضح في الصورة i6.

واجهات اردوينو UNO و JHD162a LCD

LCD ===> Arduino Uno

VSS ===> GND

VCC ===> 5V

VEE ===> 10 كيلو المقاوم

RS ===> A0 (دبوس تناظري)

R / W ===> GND

E ===> A1

D4 ===> A2

D5 ===> A3

D6 ===> A4

D7 ===> A5

LED + ===> VCC

LED- ===> GND

الخطوة 4: النتيجة

الخطوة 5: العرض