라즈베리 파이와 GPS 완벽 연동: 쉬운 설정과 신뢰할 수 있는 데이터

라즈베리 파이용 GPS에 대해 알아보겠습니다. GPS 모듈을 라즈베리 파이와 결합한 프로젝트를 찾고 계신 GPS 애플리케이션 팬이신가요? 그럼 제대로 된 글을 읽고 계십니다.

사실 간단한 연결과 인터페이싱으로 파이를 GPS 수신기로 변환할 수 있습니다. 더 비싼 GPS 수신기만큼은 아니지만 GPS 데이터에 접근할 수 있습니다.

어떻게 가능할까요? 이 글에서는 필요한 것들과 GPS 모듈과 라즈베리 파이 연결 방법을 안내합니다.

내 GPS를 라즈베리 파이에 어떻게 연결하나요?

라즈베리 파이

와이파이나 셀룰러 연결에 접근할 수 없는 상황에서 GPS가 대안이 될 수 있습니다. 그리고 라즈베리 파이를 야외에서 자주 사용한다면 전화나 다른 비싼 GPS 수신기 없이 GPS에 접근할 수 있습니다.

시작하기 전에 몇 가지 구성 요소가 필요합니다:

• GPS 모듈
• 라즈베리 파이
• 점퍼 와이어
• 파워 뱅크(이동성을 위해)

GPS 모듈을 라즈베리 파이에 연결하는 방법은 다음과 같습니다.

1단계: GPS 모듈을 라즈베리 파이에 연결

라즈베리 파이의 RX와 TX 핀을 이용한 간단한 시리얼 연결로 GPS 모듈을 연결할 수 있습니다.

모듈의 TX 출력을 파이의 RX 입력에, RX 입력을 TX 출력에 연결합니다. 그런 다음 모듈의 VCC와 GND 핀을 파이의 3.3V(핀 1)와 그라운드(핀 6)에 연결합니다.

핀아웃 다이어그램으로 쉽게 이해할 수 있습니다:

참고: 장치 손상 방지를 위해 올바른 전압만 사용하세요.

2단계: GPS 통신을 위한 라즈비안 구성

연결을 완료したら 파이의 OS를 구성해 GPS 통신을 활성화합니다.

이전에 설치된 라즈비안 OS로 구성 문제가 발생할 수 있습니다. 하지만 OS를 깨끗하게 설치하면 이러한 문제를 피할 수 있습니다.

다음 명령으로 구성을 시작하세요:

명령 후 아래 화면이 나타납니다:

라즈베리 파이 소프트웨어 구성 도구

'Interfacing Options'로 이동해 'P6 Serial'을 선택하세요. 프롬프트가 나타나면 시리얼 로그인 셸을 비활성화하고 시리얼 포트는 활성화된 상태로 유지하세요.

구성 도구 메인 메뉴에서 'Finish'를 선택하고 라즈베리 파이를 재시작하세요.

3단계: 필요한 소프트웨어 다운로드

이 프로젝트에 필요한 소프트웨어 중 하나는 'gpsd'입니다. 흥미롭게도 다음 명령으로 gpsd를 설치할 수 있습니다:

gpsd란 무엇일까요? 간단히 말해 시리얼 GPS 모듈과 작동하며 다양한 통신 표준을 허용하는 인터페이싱 데몬입니다. 테스트 판독값을 얻고 모든 것이 제대로 작동하는지 확인하는 데 사용할 수 있습니다.

설치 후 다음 명령으로 파이가 모듈에서 GPS 데이터를 수신하는지 확인하세요:

위 명령은 시리얼 포트를 통해 GPS 모듈의 데이터를 출력합니다. 첫 테스트에서 출력은 다음과 비슷해야 합니다:

출력이 지저분해 보여도 걱정하지 마세요. 중요한 것은 라즈베리 파이가 데이터를 수신할 수 있다는 것입니다. 하지만 '데이터 수신 안 됨'이나 '포트 즉시 닫힘' 같은 문제가 발생하면 연결을 확인하세요.

또한 슈퍼유저 권한 없이 이 명령을 실행할 수 없다면 다음 명령으로 pi-user를 dialout 그룹에 포함시키세요:

4단계: 위치 데이터 얻기

모든 테스트와 연결 후 라즈베리 파이의 정확한 위치를 얻을 수 있습니다. 하지만 먼저 gpsd 서비스가 백그라운드에서 자동 실행되는 것을 중지해야 합니다. 이 프로젝트에 필요 없어서가 아니라 기본 설정과 호환되지 않기 때문입니다.

다음 명령으로 비활성화하세요:

이 명령으로 서비스를 중지하지만 부팅 시마다 시작되는 것을 막지는 못합니다. 따라서 다음 명령으로 비활성화하세요:

이후 gpsd의 새 인스턴스를 생성하세요. 새 인스턴스는 올바른 시리얼 포트 데이터를 소켓으로 리다이렉트합니다:

다음 명령 중 하나로 GPS 데이터를 표시할 수 있습니다:

명령 실행 후 첫 결과는 불완전해 보일 수 있습니다. 걱정하지 마세요. 정확한 위치를 얻기 위해 충분한 데이터를 수집하는 데 약 30분이 걸립니다.

하지만 이는 첫 부팅 시, 특히 실내에서만 발생합니다. 창가 쪽으로 향하게 해 실외로 유도하면 속도를 높일 수 있습니다.

cgps 실행 시 제로 출력이나 gpsmon 실행 시 오류가 나와도 당황하지 마세요. 다음 명령으로 문제를 해결할 수 있습니다:

명령 실행 후 gpsmon과 cgps 모두 원활하게 작동해야 합니다.

파이썬 및 C와 인터페이싱

GPS 모듈을 파이썬/C와 라즈베리 파이에 병합하는 것은 매우 가능합니다. 프로그래밍 언어로 GPS 데이터를 얻을 수 있습니다.

파이썬으로 GPS 모듈에서 얻는 NMEA GPGGA 문자열에서 시간, 위도, 경도 정보를 수집할 수 있습니다. 터미널에 출력하고 GPS 정보를 사용해 구글 맵에서 정확한 위치를 확인할 수 있습니다.

이 프로젝트에 필요한 파이썬 프로그램입니다.

출력 정보를 얻으면 구글 맵의 URL 링크를 호출해 위치에서 지도를 열 수 있습니다.

다음을 사용하세요: https://maps.google.com/?q=<위도>,<경도> 맵을 내 위치로 열기.

구글 맵

C (WiringPi)

WiringPi 라이브러리로 작성된 C 언어로 NMEA GPGGA 문자열을 추출해 출력 창에 표시하고 읽을 수 있습니다.

이 프로젝트의 C 프로그램은 여기에서 얻을 수 있습니다. 이 프로그램의 출력은 다르며 구글 맵에서 위치를 확인하는 데 사용할 수 있습니다.

라즈베리 파이 3 이상과 인터페이싱하는 경우 프로그램에서 연결용 UART 시리얼 포트 /dev/ttyS0를 사용할 수 있습니다.

하지만 라즈베리 파이 2 이하를 사용하는 경우 /dev/ttyAMA0 사용을 권장합니다.

라즈베리 파이 GPS HAT

GPS HAT

파이 GPS HAT으로 라즈베리 파이에 정밀한 시간과 위치를 추가할 수 있습니다. GPS HAT의 특징:

• 실외에서 뛰어난 성능을 내는 내부 패치 안테나 탑재
• 외부 액티브 안테나 연결을 위한 +u.FL 커넥터 탑재
• 20mA 전류 소모만 사용
• 내장 실시간 클록(RTC) 탑재
• GPS가 정확한 위치를 얻으면 깜빡이는 LED 탑재

라즈베리 파이 GPS 내비게이션 로봇

로봇 만들기

GPS 내비게이션 로봇은 라즈베리 파이 GPS 조합으로 만들 수 있는 많은 재미있는 프로젝트 중 하나입니다. 가장 좋은 점은 GPS 웨이포인트를 설정하고 모바일 폰으로 이 로봇을 제어할 수 있다는 것입니다.

흥미롭게도 웨이포인트를 설정하면 로봇이 원하는 위치에 도달하기 위한 최적 경로를 결정합니다. 목적지에 도달하면 알림도 보냅니다. 이 모든 것이 라즈베리 파이 GPS 기반입니다.

마무리

GPS를 라즈베리 파이에 연결하면 다양한 프로젝트 가능성이 열립니다. 앞서 언급했듯 내비게이션 로봇, 기상 관측소, 드론 추적기, 차량 추적 시스템도 만들 수 있습니다.

GPS 모듈

GPS 모듈은 저렴하고 설정이 비교적 쉽습니다. 충분한 데이터 추출에 시간이 많이 걸리고 열악한 수신으로 실망시킬 수 있지만 실외에서는 매우 잘 작동합니다.

GPS 모듈을 라즈베리 파이와 인터페이싱하고 싶으신가요? 더 많은 질문이 있으신가요? 언제든 문의해 주시기 바랍니다.