Arduino GPS shield

Arduino GPS shield

Підключений Arduino GPS shield до плати Arduino

Arduino GPS shield - це плата з GPS модулем, розроблена для отримання сигналу від супутників системи GPS (Global Position System), яка також містить в собі SD інтерфейс, що надзвичайно зручно для запису положення на SD карти.

Напруга живлення 5В/3.3В робить її сумісною з платами: Arduino, Leaf Maple, IFlat32 та іншими Arduino-сумісними платами.

Шілд має компактний форм-фактор, високу продуктивність і низьке енргоспоживання.

Використовується популярний Sirf Star III чіп, який може приймати до 20 супутників одночасно і використовує TTFF (Time to first fix) при слабкому сигналі.

Базою для створення цієї плати слугував популярний GPS-модуль "EB-365".

Модуль реалізований за допомогою стандартного протоколу передачі даних позиціювання NMEA через послідовний порт.

GPS-модуль визначає географічні координати, висоту над рівнем моря, швидкість переміщення, дату і час UTC.

Характеристики

• Побудований на базі популярного GPS модуля ЕВ-365.
• Виводи RX, TX модуля можуть бути підключені к виводів D0-D7 Arduino шляхом переключення перемичок на гребенці;
• Роз'єм Micro SD;
• Роз'єм для активної антени з високою чуттєвістю, сумісний з нормальною антеною;
• Екстремально швидкий час TTFF при низькому рівні сигналу;
• UART інтерфейс;
• Напруга живлення 5В/3.3В
• Діпазон робочих температур: від -40℃ до +85℃

Схема Arduino GPS shield‎

Застосування

Приклад застосування пристрою Arduino із модулем Arduino GPS shield в автомобілі

Пристрій Arduino. Відображення місцезнаходження та швидкості руху

Відображення географічних координат пристрою Arduino

• Автомобільна навігація:

Автомобілі, спортивні автоперегони, пошта, автобуси, громадський транспорт та ін.

• Морська навігація:

Кораблі, лайнери, катери та ін.

• Залізнична навігація:

Поїзди, диспечерські установи для контролю за рухом залізничного транспорту.

• Персональне місцезнаходження:

Захоплення ентузіастів, туристичне приладдя

• Створення програм та систем прокладання маршрутів:

GPS-навігатори.

Переваги над іншими модулями GPS

• Низька вартість

У порівнянні зі схожими апратними платформами, плати Arduino мають відносно низьку вартість: готові модулі Arduino не дорожчі 50$, а можливість власноруч зібрати плату дозволяє максимально зекономити кошти і отримати пристрій за мінімальну ціну.

• Кросплатформеність

Програмне забезпечення Arduino працює на операційних системах Windows, Macintosh OSX та Linux, в той, коли більшість подібних систем орієнтовані на роботу лише на Windows.

• Просте середовище програмування

Середовище програмування Arduino зрозуміле і просте для початківців і в той же час гнучке для досвідчених користувачів.

• Розширене програмне забезпечення з відкритим серцевим кодом

Програмне забезпечення Arduino має відкритий вихідний код, завдяки якому досвідчені програмісти можуть змінювати і доповнювати його, а можливості мови Ардуіно можна розширювати за допомогою С++ бібліотек. Оскільки мова програмування Arduino заснована на мові AVR C, то користувачі можуть користуватися мовою програмування С або безпосередньо вставляти фрагменти коду в програми Arduino.

Недоліки Arduino GPS модуля

• Низька надійсність в екстремальних умовах використання

• Громіздкість та великі розміри плати в порівнянні з іншими GPS-модулями

• Скомпільована програма на мові Arduino займає більше пам'яті в порівнянні з іншими мовами через надлишню "перевірку на ідіота" в бібліотеках Arduino, яка призначена для початківців.

Програмування. Приклад програми.

В даному прикладі використаємо Arduino GPS shield від libelium.com

• Підключити GPS-шілд до Arduino, а плату до комп'ютера та завантажити наступну програму в мікроконтролер:

КОД ПРОГРАМИ

// include the SoftwareSerial library
#include <SoftwareSerial.h>

// Constants
#define rxPin 9      //rx pin in gps connection
#define txPin 8      //tx pin in gps connection

// set up the serial port
SoftwareSerial gps = SoftwareSerial(rxPin, txPin);
 
// variables
byte byteGPS = 0;
int i = 0;
int h = 0;

// Buffers for data input
char inBuffer[300] = "";
char GPS_RMC[100]="";
char GPS_GGA[100]="";

void setup()
{

 //setup for mySerial port
 pinMode(rxPin, INPUT);
 pinMode(txPin, OUTPUT);
 gps.begin(4800);

 //setup for Serial port
 Serial.begin(19200);

 delay(1000);
}

void loop()
{
 // Read the RMC sentence from GPS
 byteGPS = 0;
 byteGPS = gps.read();

 while(byteGPS != 'R')
  {
   byteGPS = gps.read();
  }

 GPS_RMC[0]='$';
 GPS_RMC[1]='G';
 GPS_RMC[2]='P';    
 GPS_RMC[3]='R';

   i = 4;

   while(byteGPS != '*'
 {                  
     byteGPS = gps.read();         
     inBuffer[i]=byteGPS;
     GPS_RMC[i]=byteGPS;
     i++;                      
 }

 // Read GGA sentence from GPS

 byteGPS = 0;
 byteGPS = gps.read();

 while(byteGPS != 'A')
  {
   byteGPS = gps.read();
  }
 GPS_GGA[0]='$';
 GPS_GGA[1]='G';
 GPS_GGA[2]='P';    
 GPS_GGA[3]='G';
 GPS_GGA[4]='G';
 GPS_GGA[5]='A';
 
   i = 6;

   while(byteGPS != '*')
    {                  
     byteGPS = gps.read();         
     inBuffer[i]=byteGPS;
     GPS_GGA[i]=byteGPS;
     i++;                      
    }  

 // print the GGA sentence to USB
 Serial.print("GGA sentence: ");

 h = 0;

 while(GPS_GGA[h] != 42)
  {
   Serial.print(GPS_GGA[h],BYTE);
   h++;
  }

 Serial.println();

 // print the RMC sentence to USB
 Serial.print("RMC sentence: ");

 h = 0;

 while(GPS_RMC[h] != 42)
  {
   Serial.print(GPS_RMC[h],BYTE);
   h++;
  }
 Serial.println();
}

---

Результат виконання програми ми побачимо на екрані комп'ютера:

Результат виконання програми

---

Налаштуваня GPS-шілда здійснюється за допомогою NMEA команд, через які можна активувати або деактивувати деякі параметри чипа:

GGA, GLL, GSA, GSV, RMC та VTG.

• Приклад

GGA:
Activate => $PSRF103,00,00,01,01*25
Deactivate =>$PSRF103,00,00,00,01*24

GLL:
Activate => $PSRF103,01,00,01,01*24
Deactivate => $PSRF103,01,00,00,01*25

---

Підключення GPS модуля до Arduino (режим USB шлюза)

• Для підключення модуля GPS в режимі шлюза, необхідно витягнути мікроконтролер Atmega із плати Arduino.

Цим самим послідовний порт GPS-модуля буде напряму підключений до USB.

• Під'єднайте GPS-шілд до плати Arduino. Після підключення потрібно подати на нього живлення.

Для цього використайте два невеликих провода (червоний 5V і чорний GND).

Приклад підключення

• Підключіть Arduino до USB-порту комп'ютера, запустить програуму для прослуховування послідовного порта. Використайте наступні конфігурації серійного

порта: 4800 бод, 8 біт даних, без перевірки парності, 1 стоп-біт, без керування потоком (4800 baud, 8 data bits, no parity, 1 stop bit, no flow control).

На термінал будуть поступати дані з модуля – координати, висота і т.д.

Результат виконання

Джерела

1. http://www.compoexpress.com/modules-and-sensors/gps-gprs/arduino-gps-shield.html
2. https://arduino-ua.com/prod171-Arduino_GPS_shield
3. http://arduino.ua/
4. https://jt5.ru/examples/arduino-gps/