GPS-module:een ultieme gids voor beginners

GPS-module

Betreft uw project nauwkeurige en nauwkeurige locatiegegevens en weet u niet waar u moet beginnen? Het zou helpen als je een GPS-module had.

Met een basis GPS-module kunt u alle locatiegegevens krijgen die u nodig heeft voor uw project.

Hoewel het werken met GPS lastig kan zijn, is het meer rechttoe rechtaan dan ingewikkeld, dankzij de inspanningen van verschillende personen en industrieën.

U kunt ook in de war raken over welke GPS-modules het beste werken voor uw toepassing of het vinden van de juiste onderdelen.

In dit artikel vindt u oplossingen voor uw GPS-gerelateerde problemen en leert u alles wat u moet weten over het GPS-circuit.

Wat is een GPS-module?

GPS

Als het gaat om locatiegegevens, is GPS het eerste dat in je opkomt. Maar wat is een GPS precies?

Het Global Positioning System (GPS) is een radionavigatiesysteem dat nauwkeurige en nauwkeurige locatie, snelheid en tijd bepaalt, ongeacht de weersomstandigheden. Bovendien werkt GPS op land, in de lucht en op zee.

GPS-modules zijn apparaten waarmee uw apparaten of circuits GPS-gegevens kunnen ontvangen. Maar als er geen GPS-modules beschikbaar zijn, kunt u microcontrollers gebruiken als alternatief met een eenvoudige code.

Tegenwoordig zijn GPS-instellingen standaard op telefoons, computers en andere intelligente apparaten waarmee u uw locatie kunt delen of de locatie van een ander object of persoon kunt volgen. GPS geeft u ook toegang tot realtime kaarten en biedt navigatiesystemen.

Hoe werkt GPS?

GPS-satelliet

De GPS-satellieten en GPS-ontvangers zijn de twee belangrijkste componenten die de GPS-functie mogelijk maken. Bovendien heeft het apparaat altijd vier actieve satellieten in het zendbereik van de ontvanger.

Elke GPS-satelliet stuurt gegevens naar de ontvanger over de huidige tijd en locatie. Vervolgens verzendt de satelliet deze gegevens in radiosignalen die de GPS-ontvanger onderschept.

Interessant is dat deze radiosignalen met lichtsnelheid reizen, waardoor de transmissie snel genoeg is voor realtime gegevenstoepassingen. Bovendien kun je de afstand tussen een satelliet en een GPS-ontvanger berekenen door het verschil te noteren tussen wanneer de satelliet het signaal heeft verzonden en wanneer de ontvanger het heeft onderschept.

Wanneer de ontvanger deze signalen van meer dan drie satellieten verzamelt, bepaalt hij zijn locatie via het trilateratieproces. Een GPS-ontvanger heeft echter minimaal drie GPS-satellieten nodig om locatiegegevens te leveren.

GPS-ontvanger

Interessant is dat de meeste GPS-modules op dezelfde manier werken. Ze gebruiken een standaard seriële interface voor communicatie met de opties van SPI- en I2C-communicatie-interfaces.

Bovendien heeft het formaat voor berichten ook zijn normen. GPS-modules voeren meestal gegevens uit met behulp van het NMEA-0183-formulier.

GPS-module 2

Als alternatief kunt u codes gebruiken voor microcontrollerplatforms die uw bord in een werkende GPS-module veranderen. Sommige van deze projecten omvatten Adafruit GPS, minima en NeoGPS. Projecten zoals deze gebruiken een seriële gegevensstroom om alle gewenste locatiegegevens te leveren.

GPS-modules met Arduino en Raspberry Pi

Voor dit project gebruiken we de NEP-6M GPS-module. Deze module wordt geleverd met een externe antenne, maar heeft geen header-pinnen. Daarom moet je header-pinnen aan je module solderen als je ze nodig hebt.

De NEP-6M-module werkt met zowel Arduino- als Raspberry Pi-microcontrollerkaarten. Hiervoor heb je de volgende componenten nodig:

• Arduino-kit
• Jumperdraden
• NEO-6M GPS-module

GPS-module bedraden met Arduino

De NEO-6M GPS-module heeft vier pinnen:RX, GND, VCC en T.

Seriële communicatie is de primaire communicatiemethode met de Arduino. Ook dienen de TX en RX als seriële pinnen.

Zo sluit je de Arduino aan op je GPS-module:

• Sluit de GND-pin van de GPS-module aan op de GND-pin van de Arduino
• Verbind vervolgens de RX-pin van de module met de Arduino-pin 3
• Verbind vervolgens de TX-pin met pin 4 van de Arduino.
• Sluit ten slotte de VCC-pin aan op de 5v-pin van de Arduino.

Code

Nadat u uw module op Arduino hebt aangesloten, uploadt u de volgende code naar uw Arduino UNO:

Arduino-code

Terwijl u toch bezig bent, moet u ervoor zorgen dat u de code aanpast volgens de functies van uw GPS-module.

GPS-module met Raspberry Pi

U kunt de U-Blox NEO-M8N GPS-module met een Raspberry Pi gebruiken om locatiegegevens op te halen. Maar je hebt enige ervaring met python nodig voordat je Raspbian OS installeert. Je hebt ook een python-code nodig om het Pi-bord met de GPS-module te verbinden.

Dat gezegd hebbende, dit is wat je nodig hebt voor dit project:

• Raspberry Pi-bord
• Voeding (voor Raspberry Pi)
• Broodplank
• MicroSD-kaart bij voorkeur 8GB
• Jumperdraden
• GPS-module (U-Blox NEO-M8N GPS-module)

Hoe te bouwen

Eerst moet u UART-communicatie op uw Raspberry Pi inschakelen. Gebruik vervolgens de volgende code om het proces te starten: 

• Voeg vervolgens de volgende regels toe aan het einde van het bestand:

• Om het bestand te verlaten, klikt u op 'ctrl+x' of u kunt opslaan door op 'y en enter' te klikken.

Opmerking:UART is een seriële console voor het Raspian OS. Daarom kunt u die functie uitschakelen. Ook,

u kunt wijzigingen aanbrengen in het bestand "/boot/cmdline.txt". Maar voordat u iets wijzigt, maakt u een back-up met de volgende code:

• Herstel vervolgens het tekstbestand met de volgende regels:

• Klik vervolgens op "Ctrl+X" om het bestand te sluiten. Terwijl u toch bezig bent, kunt u uw wijzigingen opslaan door op "Y" en "Enter" te klikken.

• Gebruik ten slotte de volgende code om de Pi opnieuw op te starten en je wijzigingen te bekijken:

Gebruik de LED van de GPS-module om te controleren of deze werkt. Als LED (geel) knippert, werkt de GPS-module. U kunt dus doorgaan met het uitvoeren van de volgende opdracht: 

Seriële Getty-service van Raspberry Pi deactiveren

Als ttyAMA0 werkt met Serial0 voor uw output, gebruik dan de volgende commando's om het te deactiveren:

Als alternatief, als u uw creatie "Serial0" en "ttys0" koppelt, gebruik dan de volgende opdrachten om het uit te schakelen:

Start vervolgens uw systeem opnieuw op met het reboot-commando.

Activeer ttys0

Gebruik na het deactiveren van de ttyAMA0 de volgende opdracht om uw ttys0 in te schakelen:

De “Pynmea2” en “Minicom” installatie

Installeer het "minicom" python-pakket om de GPS-module te koppelen. Daarna kunt u de onderstaande gegevens begrijpen:

Installeer ook de pynmea2 Python-modus om de NMEA-gegevens die u ontvangt uit te voeren:

Test uw circuitoutput

Test ten slotte de uitvoer van uw GPS met het volgende commando:

De resultaten zouden er als volgt uit moeten zien:

GPS-resultaten

Log vervolgens de python-code in zodat u de Raspberry Pi kunt koppelen aan de GPS-module:

Uw uiteindelijke resultaten zouden er als volgt uit moeten zien:

GPS-eindresultaten

Hoe u de juiste GPS-module voor uw project kiest

Zoals eerder vermeld, werken bijna alle GPS-modules op dezelfde manier. Maar het type GPS-module dat u gebruikt, moet afhankelijk zijn van uw toepassing.

Mogelijk hebt u verschillende dingen van uw GPS-navigatiemodule nodig. Als u bijvoorbeeld werkt met snel bewegende platforms die GPS gebruiken voor automatische piloot, heeft u een GPS-module nodig met een hoge updatesnelheid.

Een eenvoudige GPS-module is voldoende als u een nauwkeurigheid van enkele meters nodig heeft bij een lage updatesnelheid.

Ook als je constante signalen nodig hebt, is een module met een externe GPS-antenne ideaal. Maar als nauwkeurigheid alles is wat u nodig heeft, is het gebruik van modules met Real-Time Kinetics-technologie de perfecte keuze.

Laatste woorden

GPS-satelliet en ontvanger

Met GPS-modules kunt u locatiegegevens met snelheidsnauwkeurigheid verkrijgen. Hoewel er geen zichtbare satellieten zijn, draaien de GPS-satellieten om de aarde om constante nauwkeurigheid te bieden.

Bovendien gebeurt de gegevensoverdracht tussen een GPS-satelliet en een ontvanger ook met lichtsnelheid. Het is dus snel en betrouwbaar voor uw projecten en toepassingen.

Als je vragen hebt, neem dan contact met ons op, we helpen je graag verder.