Arduino Mega를 NEO-6M GPS 모듈과 인터페이스하는 방법

이 프로젝트 정보

내가 찾은 것은 Arduino Mega와 NEO-6M GPS 모듈의 인터페이스에 대한 튜토리얼이 없어서 하나 만들기로 결정했다는 것입니다. 네가 좋아하길 바래!

필요한 구성 요소

하드웨어

소프트웨어

프로젝트의 총 비용은 $60입니다.

GPS 정보

GPS란 무엇인가요?

GPS(Global Positioning System)는 최소 24개의 위성으로 구성된 위성 기반 항법 시스템입니다. GPS는 가입비나 설정 비용 없이 하루 24시간 전 세계 어디에서나 어떤 기상 조건에서도 작동합니다.

GPS 작동 방식

GPS 위성은 정확한 궤도에서 하루에 두 번 지구를 선회합니다. 각 위성은 GPS 장치가 위성의 정확한 위치를 디코딩하고 계산할 수 있도록 하는 고유한 신호 및 궤도 매개변수를 전송합니다. GPS 수신기는 이 정보와 삼각 측량을 사용하여 사용자의 정확한 위치를 계산합니다. 기본적으로 GPS 수신기는 전송된 신호를 수신하는 데 걸리는 시간만큼 각 위성까지의 거리를 측정합니다. 몇 개의 위성에서 거리를 더 측정하면 수신기가 사용자의 위치를 ​​파악하고 표시할 수 있습니다.

2차원 위치(위도 및 경도)를 계산하고 움직임을 추적하려면 GPS 수신기가 최소 3개의 위성 신호에 잠겨 있어야 합니다. 4개 이상의 위성이 있는 경우 수신기는 3차원 위치(위도, 경도 및 고도)를 결정할 수 있습니다. 일반적으로 GPS 수신기는 8개 이상의 위성을 추적하지만 시간과 지구상의 위치에 따라 다릅니다. 위치가 결정되면 GPS 장치는 다음과 같은 기타 정보를 계산할 수 있습니다.

신호란 무엇입니까

GPS 위성은 최소 2개의 저전력 무선 신호를 전송합니다. 신호는 가시선을 따라 이동하므로 구름, 유리 및 플라스틱을 통과하지만 건물 및 산과 같은 대부분의 단단한 물체는 통과하지 않습니다. 그러나 최신 수신기는 더 민감하고 일반적으로 집을 통해 추적할 수 있습니다. GPS 신호에는 3가지 유형의 정보가 포함됩니다.

아이디입니다. 정보를 전송하는 위성을 식별하는 코드. 기기의 위성 페이지에서 어떤 위성에서 신호를 받고 있는지 확인할 수 있습니다.

천체력 데이터는 위성의 위치를 ​​결정하는 데 필요하며 위성의 상태, 현재 날짜 및 시간에 대한 중요한 정보를 제공합니다.

연감 데이터는 GPS 수신기에 하루 중 언제든지 각 GPS 위성이 있어야 하는 위치를 알려주고 해당 위성 및 시스템의 다른 모든 위성에 대한 궤도 정보를 보여줍니다.

Neo-6M GPS 모듈

NEO-6M GPS 모듈은 아래 그림과 같습니다. 외부 안테나와 함께 제공되며 헤더 핀은 제공되지 않습니다. 그래서 납땜을 해야 합니다.

NEO-6M GPS 모듈 개요

모듈의 핵심은 u-blox의 NEO-6M GPS 칩입니다. 50개 채널에서 최대 22개의 위성을 추적할 수 있으며 45mA 공급 전류만 소비하면서 업계 최고 수준의 감도(예:-161dB 추적)를 달성합니다. u-blox 6 포지셔닝 엔진은 또한 1초 미만의 TTFF(Time-To-First-Fix)를 자랑합니다. 칩이 제공하는 최고의 기능 중 하나는 절전 모드(PSM)입니다. 수신기의 일부를 선택적으로 켜고 끌 수 있어 시스템 전력 소비를 줄일 수 있습니다. 이는 모듈의 전력 소비를 단 11mA로 크게 줄여 GPS 손목시계와 같은 전력에 민감한 애플리케이션에 적합합니다. NEO-6M GPS 칩에 필요한 데이터 핀은 "0.1" 피치 헤더로 나뉩니다. 여기에는 UART를 통해 마이크로 컨트롤러와 통신하는 데 필요한 핀이 포함됩니다.

참고 :- 모듈은 4800bps에서 230400bps까지의 전송 속도를 지원하며 기본 전송 속도는 9600입니다.

위치 수정 LED 표시기

NEO-6M GPS 모듈에는 위치 수정 상태를 나타내는 LED가 있습니다. 상태에 따라 다양한 속도로 깜박입니다.

NEO-6M 칩의 작동 전압은 2.7~3.6V입니다. 그러나 이 모듈은 MICREL의 MIC5205 초저드롭아웃 3V3 레귤레이터와 함께 제공됩니다. 로직 핀은 또한 5볼트를 허용하므로 로직 레벨 변환기를 사용하지 않고도 Arduino 또는 모든 5V 로직 마이크로컨트롤러에 쉽게 연결할 수 있습니다.

배터리 및 EEPROM

모듈에는 HK24C32 2선식 직렬 EEPROM이 장착되어 있습니다. 크기는 4KB이며 I2C를 통해 NEO-6M 칩에 연결됩니다. 이 모듈에는 슈퍼 커패시터 역할을 하는 충전식 버튼 배터리도 포함되어 있습니다.

배터리와 함께 EEPROM은 배터리 지원 RAM(BBR)을 유지하는 데 도움이 됩니다. BBR에는 시계 데이터, 최신 위치 데이터(GNSS 또는 비트 데이터) 및 모듈 구성이 포함됩니다. 그러나 영구적인 데이터 저장을 위한 것은 아닙니다.

배터리가 시계와 마지막 위치를 유지하므로 TTFF(최초 수정 시간)가 1초로 크게 줄어듭니다. 이것은 훨씬 더 빠른 위치 잠금을 허용합니다.

배터리가 없으면 GPS가 항상 콜드 스타트하므로 초기 GPS 잠금에 더 많은 시간이 걸립니다. 배터리는 전원이 인가되면 자동으로 충전되며 전원이 없을 때 최대 2주간 데이터를 유지합니다.

핀아웃

아두이노 메가

Arduino는 사용하기 쉬운 하드웨어 및 소프트웨어를 기반으로 하는 오픈 소스 전자 플랫폼입니다. Arduino 보드는 입력(센서의 빛, 버튼의 손가락 또는 Twitter 메시지)을 읽고 이를 출력으로 바꿀 수 있습니다(모터 활성화, LED 켜기, 온라인 게시). 보드의 마이크로컨트롤러에 일련의 지침을 전송하여 보드에 수행할 작업을 지시할 수 있습니다. 이를 위해 Arduino 프로그래밍 언어(Wiring 기반)와 Arduino 소프트웨어(IDE)를 기반으로 Processing을 사용합니다.

Arduino Mega 2560은 Atmega2560 기반의 마이크로컨트롤러 보드입니다.

사양

핀아웃

핀 설명

아두이노 IDE

여기서는 이미 Arduino IDE를 설치했다고 가정합니다.

1. 아래에 제공된 필수 라이브러리를 다운로드하십시오.

TinyGPS 라이브러리

2. 다운로드 후. 압축을 풀고 C:\Users\...\Documents\Arduino\libraries 폴더로 이동하여 (-)가 없는지 확인하십시오.

3. Arduino IDE를 열고 프로그램 섹션에서 코드를 복사합니다.

4. 그런 다음 도구 ==> 보드 ==> 여기에서 보드 선택으로 이동하여 보드를 선택합니다. 여기에서 Arduino Mega 2560을 사용합니다.

5. 보드 선택 포트를 선택한 후 도구 ==> 포트

6. 보드 및 포트 선택 후 업로드를 클릭합니다.

연결

Arduino MEGA ==> NEO-6M GPS

Serial1 대신 Serial2 또는 Serial3을 사용할 수도 있습니다.

직렬 2 핀

Serial3 핀

결과

코드

Arduinomega_GPSArduino

//핀 18 및 19로 연결#include //long lat,lon; // 위도와 경도를 위한 변수 생성 objectfloat lat,lon;TinyGPS gps; // GPS 생성 objectvoid setup(){Serial.begin(57600); // 연결 serialSerial.println("GPS 수신 신호:");Serial1.begin(9600); // GPS 센서 연결} void loop(){ while(Serial1.available()){ // GPS 데이터 확인 if(gps.encode(Serial1.read()))// GPS 데이터 인코딩 { gps.f_get_position(&lat ,&론); // 위도와 경도 구하기 Serial.print("Position:"); //위도 Serial.print("위도:"); Serial.print(lat,6); Serial.print(","); //경도 Serial.print("경도:"); Serial.println(lon,6); } }} /*//핀 16 및 17로 연결#include //long lat,lon; // 위도와 경도를 위한 변수 생성 objectfloat lat,lon;TinyGPS gps; // GPS 생성 objectvoid setup(){Serial.begin(57600); // 연결 serialSerial.println("GPS 수신 신호:");Serial2.begin(9600); // GPS 센서 연결} void loop(){ while(Serial2.available()){ // GPS 데이터 확인 if(gps.encode(Serial2.read()))// GPS 데이터 인코딩 { gps.f_get_position(&lat ,&론); // 위도와 경도 구하기 Serial.print("Position:"); //위도 Serial.print("위도:"); Serial.print(lat,6); Serial.print(","); //경도 Serial.print("경도:"); Serial.println(lon,6); } }}*//*//핀 14 및 15로 연결#include //long lat,lon; // 위도와 경도를 위한 변수 생성 objectfloat lat,lon;TinyGPS gps; // GPS 생성 objectvoid setup(){Serial.begin(57600); // 연결 serialSerial.println("GPS 수신 신호:");Serial3.begin(9600); // GPS 센서 연결} void loop(){ while(Serial3.available()){ // GPS 데이터 확인 if(gps.encode(Serial3.read()))// GPS 데이터 인코딩 { gps.f_get_position(&lat ,&론); // 위도와 경도 구하기 Serial.print("Position:"); //위도 Serial.print("위도:"); Serial.print(lat,6); Serial.print(","); //경도 Serial.print("경도:"); Serial.println(lon,6); } }}*/

회로도