산업기술
산업 제조
GPS 모듈
프로젝트에 정확하고 정확한 위치 데이터가 포함되어 있는데 어디서부터 시작해야 할지 혼란스럽습니까? GPS 모듈이 있다면 도움이 될 것입니다.
기본 GPS 모듈을 사용하면 프로젝트에 필요한 모든 위치 데이터를 얻을 수 있습니다.
GPS로 작업하는 것은 까다로울 수 있지만 여러 개인과 산업의 노력 덕분에 복잡한 것보다 훨씬 간단합니다.
또한 어떤 GPS 모듈이 귀하의 애플리케이션에 가장 잘 작동하는지 또는 올바른 부품을 소싱하는지 혼란스러울 수 있습니다.
이 기사에서는 GPS 관련 문제에 대한 솔루션을 보고 GPS 회로에 대해 알아야 할 모든 것을 배웁니다.
GPS
위치 데이터 하면 가장 먼저 떠오르는 것은 GPS입니다. 하지만 GPS가 정확히 무엇인가요?
GPS(Global Positioning System)는 기상 조건에 관계없이 정확하고 정확한 위치, 속도 및 시간을 측정하는 무선 항법 시스템입니다. 또한 GPS는 육지, 하늘, 바다에서 작동합니다.
GPS 모듈은 장치 또는 회로가 GPS 데이터를 수신할 수 있도록 하는 장치입니다. 그러나 GPS 모듈을 사용할 수 없는 경우 간단한 코드로 마이크로컨트롤러를 대안으로 사용할 수 있습니다.
오늘날 GPS 설정은 사용자의 위치를 공유하거나 다른 물체나 사람의 위치를 추적할 수 있는 전화, 컴퓨터 및 기타 지능형 장치의 표준입니다. 또한 GPS는 실시간 지도에 대한 액세스를 제공하고 내비게이션 시스템을 제공합니다.
GPS 위성
GPS 위성과 GPS 수신기는 GPS 기능을 가능하게 하는 두 가지 주요 구성 요소입니다. 또한 수신기의 전송 범위에는 항상 4개의 활성 위성이 있습니다.
각 GPS 위성은 현재 시간과 위치에 대한 데이터를 수신기로 보냅니다. 그런 다음 위성은 이 데이터를 GPS 수신기가 가로채는 무선 신호로 전송합니다.
흥미롭게도 이러한 무선 신호는 광속으로 이동하여 실시간 데이터 애플리케이션에 충분히 빠르게 전송됩니다. 또한 위성이 신호를 보낸 시간과 수신기가 가로채는 시간의 차이를 기록하여 위성과 GPS 수신기 사이의 거리를 계산할 수 있습니다.
수신기가 3개 이상의 위성에서 이러한 신호를 수집하면 삼각 측량 프로세스를 통해 위치를 결정합니다. 그러나 GPS 수신기는 위치 데이터를 전달하기 위해 최소 3개의 GPS 위성이 필요합니다.
GPS 수신기
흥미롭게도 대부분의 GPS 모듈은 같은 방식으로 작동합니다. SPI 및 I2C 통신 인터페이스 옵션과의 통신을 위해 표준 직렬 인터페이스를 사용합니다.
또한 메시징 형식에도 표준이 있습니다. GPS 모듈은 일반적으로 NMEA-0183 형식을 사용하여 데이터를 출력합니다.
GPS 모듈 2
또는 보드를 작동하는 GPS 모듈로 바꾸는 마이크로컨트롤러 플랫폼용 코드를 사용할 수 있습니다. 이러한 프로젝트에는 Adafruit GPS, minima 및 NeoGPS가 포함됩니다. 이와 같은 프로젝트는 직렬 데이터 스트림을 사용하여 원하는 모든 위치 데이터를 제공합니다.
이 프로젝트에서는 NEP-6M GPS 모듈을 사용합니다. 이 모듈은 외부 안테나와 함께 제공되지만 헤더 핀은 없습니다. 따라서 헤더 핀을 사용해야 하는 경우 모듈에 납땜해야 합니다.
NEP-6M 모듈은 Arduino 및 Raspberry Pi 마이크로 컨트롤러 보드와 함께 작동합니다. 이렇게 하려면 다음 구성 요소가 필요합니다.
NEO-6M GPS 모듈에는 RX, GND, VCC 및 T의 4가지 핀이 있습니다.
직렬 통신은 Arduino와의 기본 통신 방법입니다. 또한 TX와 RX는 직렬 핀 역할을 합니다.
Arduino를 GPS 모듈에 연결하는 방법은 다음과 같습니다.
모듈을 Arduino에 연결한 후 다음 코드를 Arduino UNO에 업로드합니다.
Arduino 코드
그 동안 GPS 모듈의 기능에 따라 코드를 편집해야 합니다.
U-Blox NEO-M8N GPS 모듈을 Raspberry Pi와 함께 사용하여 위치 데이터를 얻을 수 있습니다. 그러나 Raspbian OS를 설치하기 전에 python에 대한 약간의 경험이 필요합니다. 또한 Pi 보드를 GPS 모듈에 연결하려면 파이썬 코드가 필요합니다.
즉, 이 프로젝트에 필요한 사항은 다음과 같습니다.
먼저 Raspberry Pi에서 UART 통신을 활성화해야 합니다. 그런 다음 다음 코드를 사용하여 프로세스를 시작하세요.
참고:UART는 Raspian OS용 직렬 콘솔입니다. 따라서 해당 기능을 비활성화할 수 있습니다. 또한
"/boot/cmdline.txt 파일"을 수정할 수 있습니다. 그러나 수정하기 전에 다음 코드를 사용하여 백업을 만드세요.
GPS 모듈의 LED를 사용하여 작동하는지 확인하십시오. LED(노란색)가 깜박이면 GPS 모듈이 작동하는 것입니다. 따라서 다음 명령을 계속 실행할 수 있습니다.
ttyAMA0이 출력에 대해 Serial0과 함께 작동하는 경우 다음 명령을 사용하여 비활성화합니다.
또는 "Serial0" 및 "ttys0" 생성을 연결한 경우 다음 명령을 사용하여 비활성화합니다.
그런 다음 재부팅 명령으로 시스템을 재부팅하십시오.
ttyAMA0을 비활성화한 후 다음 명령을 사용하여 ttys0을 활성화하십시오.
"minicom" python 패키지를 설치하여 GPS 모듈을 연결합니다. 그러면 아래 데이터를 이해할 수 있습니다.
또한 수신한 NMEA 데이터를 실행하려면 pynmea2 Python 모드를 설치하십시오.
마지막으로 다음 명령을 사용하여 GPS 출력을 테스트합니다.
결과는 다음과 같아야 합니다.
GPS 결과
그런 다음, Raspberry Pi를 GPS 모듈과 인터페이스할 수 있도록 Python 코드를 기록합니다.
최종 결과는 다음과 같아야 합니다.
GPS 최종 결과
앞서 언급했듯이 거의 모든 GPS 모듈은 동일한 방식으로 작동합니다. 그러나 사용하는 GPS 모듈의 유형은 애플리케이션에 따라 달라야 합니다.
GPS 탐색 모듈과 다른 것이 필요할 수 있습니다. 예를 들어 자동 조종을 위해 GPS를 사용하는 빠르게 움직이는 플랫폼으로 작업하는 경우 업데이트 속도가 빠른 GPS 모듈이 필요합니다.
낮은 업데이트 속도로 몇 미터까지의 정확도가 필요한 경우 기본 GPS 모듈이면 충분합니다.
또한 일정한 신호가 필요한 경우 외부 GPS 안테나가 있는 모듈이 이상적입니다. 그러나 정확성이 필요한 모든 것이라면 Real-Time Kinetics 기술이 적용된 모듈을 사용하는 것이 가장 좋습니다.
GPS 위성 및 수신기
GPS 모듈을 사용하면 속도 정확도로 위치 데이터를 얻을 수 있습니다. 눈에 보이는 위성은 없지만 GPS 위성은 지구를 공전하여 일정한 정확도를 제공합니다.
또한 GPS 위성과 수신기 간의 데이터 전송도 광속으로 발생합니다. 따라서 프로젝트와 애플리케이션에 빠르고 신뢰할 수 있습니다.
질문이 있는 경우 저희에게 연락해 주시면 기꺼이 도와드리겠습니다.
산업기술
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