Termín GPS znamená „ Globální Polohovací Systém “A expanze tohoto systému byla zahájena v roce 1970. Celosvětově má každá země svůj vlastní systém, zatímco USA mají většinu jednotek GPS. Každý systém na satelitu má atomové hodiny, které každý den často kontroluje a nastavuje Severoamerické velení pro leteckou obranu (NORAD).Na většině míst na planetě mají ekonomické přijímací systémy GPS přesnost přibližně 20 metrů. Tento článek pojednává o tom, jak vytvořit projekt GPS hodin pomocíArduinodeska s LCD. Jedná se o projekt pro studenty inženýrství nebo nadšence, kteří se mohou naučit vyrábět hodiny s deskou Arduino, která se sama aktualizuje pomocí časového vysílání ze satelitů GPS. Tento projekt bude demonstrovat, že každý nadšenec může navrhnout své vlastní hodiny se základními součástmi a trochou času.
Přijímač teoreticky vypočítává čas příjezdu (TOA) čtyř satelitních signálů. Od času příletu a času přenosu přijímač provede čtyřnásobek letových hodnot, které jsou téměř stejné s rozdíly v dosahu satelitního přijímače. Poté přijímač vypočítá svou trojrozměrnou polohu a hodinový odlet ze čtyřnásobných letů.
Blokové schéma hodin GPS pomocí Arduina, LCD displeje a přijímače GPS
Jak víme, GPS je velmi slavný díky svým různorodým aplikacím v několik elektronických projektů, které zahrnují desku Arduino . Zde je blokové schéma hodin GPS Arduino zobrazené níže. Tento projekt shromažďuje data ze satelitu ve formě řetězce, který je dlouhý 70 znaků a zobrazuje pouze čas a datum. Tento článek vám poskytne přehled o tom, jak extrahovat čas a datum z řetězce, který přijímá GPS.
Blokové schéma hodin GPS pomocí desky Arduino Board, LCD displeje a přijímače GPS
Dvě metody projektu
Projekt GPS Clock pomocí projektu Arduino lze navrhnout dvěma způsoby. Jednou z metod je použití přijímače GPS, který umožňuje hodinám stanovit svůj čas záměrně. Na oběžné dráze nad celým světem je několik satelitů GPS. Všechny mají enormně přesné hodiny, které pravděpodobně určují vaši polohu na Zemi. Každý může udělat tyto přesné hodiny pomocí času vysílaného ze satelitů.
Druhou metodou je použití modulu RTC napájeného z baterií (hodiny reálného času). To se nebude podobat hodinám GPS, ale udrží si to dobrý čas několik let. Obě metody budou pracovat na výrobě hodin!
Komponenty použité pro sestavení hodin GPS:
1.) Arduino UNO Board
Deska Arduino je v tomto projektu základním zařízením. Jak víme, že deska Arduino je zařízení s otevřeným zdrojovým kódem a jeho použití je flexibilnější a snadnější. Tato deska patří k Mikrokontrolér řady AVR . Některé funkce této desky zahrnují následující.
Deska Arduino UNO
- Digitální vstup / výstup pin-14
- Vestavěná flash paměť - 32 kB
- Krystalový oscilátor - 16 MHz
- Analogové vstupní piny-6, které lze také použít jako digitální
- USB připojení
- Tlačítko RST a 9V napájecí adaptér
- Záhlaví ISCP
Tato deska Arduino obsahuje mikrokontrolér, který lze programovat pomocí softwaru Arduino IDE. Další informace naleznete v odkazu Základy a design desky Arduino.
2.) GPS přijímač
V tomto modelu jsme použili jednotku SIM808 EVB-V3.2 od společnosti SIMCOM. Modul SIM808 je modul GPS, GSM / GPRS a Bluetooth. Mezi hlavní vlastnosti SIM808 patří následující. Další informace naleznete v odkazu Jak funguje systém GPS?
Přijímač GPS SIM808
- Může být použit jako Bluetooth modul , GSM nebo GPS
- Jednokanálové mikrofonní rozhraní a jednokanálový hlas
- Alternativa pro bateriové i napájecí rozhraní.
Díky výše uvedeným funkcím je tento přijímač GPS velmi oblíbený u elektronických začátečníků nebo fandů.
3.) Displej z tekutých krystalů (LCD)
U tohoto projektu se pro zobrazení času a data používá alfanumerický LCD displej 16X2.
Displej z tekutých krystalů (LCD)
GPS hodiny využívající Arduino Board Working
Obvod desky Arduino GPS je zobrazen níže. Navrhovaný systém zahrnuje GPS modem, Arduino a LCD modul . Tento systém poskytuje nejpřesnější čas i datum a lze jej použít na veřejných místech, zejména v obchodních centrech, na autobusových zastávkách atd.
Použité připojení
Připojení použitá v tomto projektu jsou jednoduchá, přenosový kolík GPS je připojen k kolíku přijímače na desce Arduino. Kolík Rx modulu GPS je uzemněn. Zemnící svorky desky Arduino Uno a země GPS by měly být vzájemně spojeny.
Displej 16X2 LCD zajišťuje zobrazování času a data na displeji. Víme, že LCD pracuje ve dvou režimech, a to ve 4bitovém režimu a 8bitovém režimu.
GPS hodiny pomocí desky Arduino Board, LCD displeje a GPS přijímače
Tento projekt využívá funkci knihovny ve 4bitovém režimu, aby usnadnil rozhraní desky Arduino a LCD. Digitální piny Arduina jsou spojeny s piny Enable a Reset na LCD. Podobně jsou datové piny Arduina propojeny s datovými piny datových pinů LCD. Kladný kolík LCD je připojen k napájecímu napětí pomocí 1K-ohmového odporu a záporný kolík LCD je připojen ke svorce GND.
Projektový software
Celý projekt lze ovládat programem Arduina, který je načten do paměti. Program Arduina je napsán v Arduinu programovací jazyk a nahrávání programu lze provádět pomocí Arduino IDE. Tento projekt nepotřebuje k programování žádné externí záhlaví. Připojte Arduino k osobnímu počítači a v rozhraní Arduino IDE vyberte možnost správný port COM. Zkompilujte program Arduino a v nabídce Nástroje vyberte správnou desku.
Závěr
Z výše uvedených informací můžeme vyvodit závěr, že pomocí tohoto projektu můžeme získat datum, čas a polohu z přijímače GPS a poté vše zobrazit na LCD. Nejjemnějším prvkem tohoto projektu je, že si jej může každý navrhnout sám přesně tak, jak požaduje. Můžete jej umístit do zábavné krabičky, být inovativní a bavit se při navrhování hodin. Učit se a navrhovat projekty sami je úžasné a dává důvěru všem studentům věkových skupin. Jakékoli dotazy týkající se implementace projektů Arduino nebo projektů založených na GPS prosím poskytněte zpětnou vazbu komentářem v sekci komentářů níže. Zde je otázka, jaké jsou požadované komponenty použité v tomto projektu GPS a Arduino Clock?
Fotografické kredity
- GPS hodiny pomocí desky Arduino Allaboutcircuits
- GPS přijímač Nskelektronika
