Jak zbudować zegar GPS za pomocą Arduino, wyświetlacza LCD i odbiornika GPS

Termin GPS oznacza „ Globalny System Pozycjonowania ”, A rozbudowę tego systemu rozpoczęto w 1970 r. Na całym świecie każdy kraj ma swój własny system, podczas gdy Stany Zjednoczone mają większość jednostek GPS. Każdy system w satelicie ma zegar atomowy, który jest często sprawdzany i ustawiany codziennie przez North American Aerospace Defense Command (NORAD).W większości miejsc na Ziemi ekonomiczne systemy odbiorników GPS mają około 20 metrów dokładności. W tym artykule omówiono, jak utworzyć projekt zegara GPS przy użyciuArduinotablica z wyświetlaczem LCD. Jest to projekt dla studentów lub entuzjastów inżynierii, którzy mogą nauczyć się tworzyć zegar z płytą Arduino, która aktualizuje się za pomocą nadawania czasu z satelitów GPS. Ten projekt pokaże, że każdy entuzjasta może zaprojektować swój własny zegar z podstawowymi komponentami i odrobiną czasu.

Teoretycznie odbiornik oblicza czas przybycia (TOA) czterech sygnałów satelitarnych. Od czasu przylotów i czasu transmisji odbiornik wykonuje czterokrotne wartości lotu, które są prawie takie same przy różnicach zasięgu odbiornika satelitarnego. Następnie odbiornik oblicza swoje trójwymiarowe położenie i odlot zegara z czterech czasów lotów.

Schemat blokowy zegara GPS z wykorzystaniem Arduino, wyświetlacza LCD i odbiornika GPS

Jak wiemy, GPS jest dość popularny ze względu na różnorodne zastosowania w kilka projektów elektronicznych, które zawierają płytkę Arduino . Oto schemat blokowy zegara Arduino GPS przedstawiony poniżej. Ten projekt zbiera dane z satelity w postaci ciągu o długości 70 znaków i wyświetla tylko godzinę i datę. Ten artykuł zawiera przegląd tego, jak wyodrębnić godzinę i datę z ciągu otrzymanego przez GPS.

Schemat blokowy zegara GPS wykorzystujący płytkę Arduino, wyświetlacz LCD i odbiornik GPS

Dwie metody projektowania

Zegar GPS wykorzystujący projekt Arduino można zaprojektować na dwa sposoby. Jedną z metod jest użycie odbiornika GPS, który pozwala zegarowi odmierzać czas zgodnie z projektem. Na orbicie nad całym światem znajduje się kilka satelitów GPS. Wszystkie z nich mają niezwykle precyzyjne zegary, które prawdopodobnie określają Twoje położenie na Ziemi. Każdy może wykonać ten precyzyjny zegar, wykorzystując czas nadawany z satelitów.

Druga metoda polega na wykorzystaniu zasilanego bateryjnie modułu RTC (zegara czasu rzeczywistego). To nie będzie podobne do zegara GPS, ale zapewni dobry czas przez kilka lat. Obie metody sprawdzą się przy tworzeniu zegara!

Komponenty użyte do budowy zegara GPS:

1.) Płytka Arduino UNO

Płytka Arduino jest podstawowym urządzeniem w tym projekcie. Jak wiemy, płytka Arduino jest urządzeniem open source, a korzystanie z niego jest bardziej elastyczne i łatwiejsze. Ta tablica należy do Mikrokontroler z rodziny AVR . Oto niektóre funkcje tej płyty.

Płytka Arduino UNO

• Cyfrowe wejście / wyjście pin-14
• Wbudowana pamięć flash-32K
• Oscylator kwarcowy-16 MHz
• Analogowe piny wejściowe-6, które mogą być również używane jako cyfrowe
• Złącze USB
• Przycisk RST i zasilacz 9V
• Nagłówek ISCP

Ta płytka Arduino zawiera mikrokontroler, który można programować za pomocą oprogramowania Arduino IDE. Proszę zapoznać się z linkiem, aby dowiedzieć się więcej Podstawy i projekt płytki Arduino.

2.) Odbiornik GPS

W tym modelu zastosowaliśmy jednostkę SIM808 EVB-V3.2 firmy SIMCOM. Moduł SIM808 to moduł GPS, GSM / GPRS i Bluetooth. Główne cechy SIM808 to: Proszę zapoznać się z linkiem, aby dowiedzieć się więcej Jak działa system GPS?

Odbiornik GPS SIM808

• Może być używany jako Moduł Bluetooth , GSM lub GPS
• Jednokanałowy interfejs mikrofonu i jednokanałowy głos
• Alternatywa dla interfejsu baterii oraz interfejsu zasilania.

Ze względu na powyższe cechy ten odbiornik GPS jest bardzo popularny wśród początkujących elektroników lub hobbystów.

3.) Wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD)

W tym projekcie do wyświetlania godziny i daty zastosowano alfanumeryczny wyświetlacz LCD 16X2.

Wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD)

Zegar GPS za pomocą działającej płyty Arduino

Poniżej pokazano obwód płytki Arduino GPS. Proponowany system zawiera modem GPS, Arduino i Moduł LCD . System ten podaje najdokładniejszy czas oraz datę i może być stosowany w miejscach publicznych jak galerie handlowe, przystanki autobusowe itp.

Używane połączenia

Połączenia użyte w tym projekcie są proste, pin transmisyjny GPS jest połączony z pinem odbiornika na płytce Arduino. Pin Rx modułu GPS jest uziemiony. Zaciski uziemienia płyty Arduino Uno i uziemienia GPS powinny być ze sobą sprzymierzone.

Wyświetlacz LCD 16X2 umożliwia wyświetlanie czasu i daty na wyświetlaczu. Wiemy, że LCD działa w dwóch trybach, a mianowicie w trybie 4-bitowym i 8-bitowym.

Zegar GPS wykorzystujący płytkę Arduino, wyświetlacz LCD i odbiornik GPS

Ten projekt wykorzystuje funkcję biblioteki trybu 4-bitowego, aby ułatwić interfejs płyty Arduino i wyświetlacza LCD. Cyfrowe piny Arduino są podłączone do pinów Enable i Reset wyświetlacza LCD. Podobnie, piny danych Arduino są połączone odpowiednio z pinami danych w wyświetlaczu LCD. Dodatni pin wyświetlacza LCD jest podłączony do zasilania za pomocą rezystora 1K-ohm, a ujemny pin wyświetlacza LCD jest podłączony do zacisku GND.

Oprogramowanie projektowe

Całym projektem można sterować za pomocą programu Arduino, który jest ładowany do pamięci. Program Arduino jest napisany w Arduino język programowania , a wgranie programu można wykonać za pomocą Arduino IDE. Ten projekt nie potrzebuje żadnych zewnętrznych plików nagłówkowych do programowania. Podłącz Arduino do komputera osobistego i wybierz opcję prawidłowego portu COM w Arduino IDE. Skompiluj program Arduino i wybierz odpowiednią płytkę z Narzędzi.

Wniosek

Z powyższych informacji możemy wywnioskować, że korzystając z tego projektu możemy pobrać datę, czas i lokalizację z odbiornika GPS, a następnie wyświetlić to wszystko na wyświetlaczu LCD. Najlepszym elementem tego projektu jest to, że każdy może sam zaprojektować go dokładnie tak, jak sobie tego życzy. Możesz umieścić go w zabawnym pudełku, stać się innowacyjnym i dobrze się bawić przy projektowaniu zegara. Samodzielne uczenie się i projektowanie projektów jest niesamowite i daje pewność siebie uczniom w każdym wieku. Ponadto wszelkie pytania dotyczące wdrażania projektów Arduino lub projektów opartych na GPS prosimy o wyrażenie opinii, komentując w sekcji komentarzy poniżej. Oto pytanie do Ciebie, jakie są wymagane komponenty używane w tym projekcie GPS i Arduino Clock?

Kredyty fotograficzne

• Zegar GPS wykorzystujący płytkę Arduino Allaboutcircuits
• Odbiornik GPS Nskelectronics