السبت، 8 أغسطس، 2015

Adafruit GPS shied

Adafruit GPS shield 
                     



نظام التموضع العالمي ,هو نظام يمكنك من تحديد موقعك من خلال ثلاثة اقمار صناعية موزعة بشكل دائري حول الكرة الارضية ,يقوم ال gps  باستقبال هذه البيانات و عرضها ثم نقوم بإدخال هذه البيانات الى نظام خرائط عالمي " , Here Nokia Google map "  حتى نحصل على الموقع بالتحديد.





GPS shield من أنتاج شركة أدافروت الأمريكية ,  يمكن توصيله مع اردوينو (Uno, mega, Leonardo) فقط كل ما يلزم هو تركيبه على الاردوينو ليصبح جاهز .يفضل استخدامه في التطبيقات الخارجية اذ انه يحتاج الى هوائي Antenna لاستعماله داخل الغرفة .و يفضل الانتظار مدة ما بين 60 ثانية حتى دقيقتين حتى يبدأ باستقبال البيانات و تستدل على ذلك من ترميش ضوء  LED fix حيث انه يبدأ بالترميش بشكل بطيء عند استقبال البيانات.



سوف نقوم بعمل تجارب متعددة ل :

1) اختبار ال GPS Shield و التحقق من عمله 
2) لعرض احداثيات موقع معين على serial monitor  و على شاشة عرض كرستالية LCD.
3)عمل نظام تتبع و حفظ للبيانات على SD Card

نحتاج في هذه التجربة الى :
1-اسلاك توصيل
2-بطاقة اردوينو Uno
3-GPS shield
4-شاشة عرض كرستالية LCD
5-SD  card
6-مقاومة متغيرة
7-BreadBoard

 

يجب عليك تحميل المكتبة من هنا 


التجربة الأولى : اختبار ال GPS Shield و التحقق من عمله 

اولا طريقة توصيله مع الاردوينو باستخدام برنامج fritzing
يجب علينا دائماً وضع ال Shield فوق الأردوينو في كل التجارب التي سنقوم بها .

التوصيل توضيحي بحيث يتم وضع GPS Shield فوق لوحة الأردوينو 


قبل تحميل الكود , حوّل الكبسة باتجاه Soft serial و بعد الأنتهاء من التحميل أرجعه لوضع Direct



البرنامج : 

//Connect VIN to +5V
//Connect GND to Ground
//Connect GPS RX (data into GPS) to Digit                           
//Connect GPS TX (data out from GPS) to Digital 1
Void setup () {} 
Void loop () {}


تحليل البيانات  :
نقوم بفتح شاشة ال Serial Monitor في الأردوينو , وسنرى تلقائياً تحديث للبيانات التي ستأتي من ال GPS على شاشة السيريال .


الان ما يهمنا هو السطر الذي ببدايته $GPRMC  سنقوم بشرحه بالتفصيل:

1)194509.0000 تعبر عن الوقت بالساعة ثم الدقائق ثم الثواني واخيرا جزء من الميللي من الثانية بتوقيت غرينيتش, فعليا الساعة هنا هي 19(7 مساء) و 45 دقيقة و 9 ثواني 

2)ثانيا الحرف A ويعني  (active) يعبر عن ان ال gps  قد بدأ فعلا باستقبال البيانات ,اذا كان بدلا منه حرف V(void or invalid) هذا يعني انه لم يتم الارتباط مع القمر الصناعي بعد .
بعد ذلك 07400.4168,W/4042.6142,N تعبر عن احاثيات الموقع بالنسبة لاتجاهي الشمال و الغرب 
نسمي 4042.6142  latitude  و 07400.4168  longitude حيث 40 , 74  تعبر عن الزوايا و نقوم بكتابتها على Google map  على النحو الاتي :اذا اعطانا احداثيات الشمال و الشرق نكتب قبل الرقم + و  اذا اعطانا الجنوب و الغرب نكتب – ثم ندخل الرقم كالاتي 
+40 42.6142    -74  00.4168 

3)زاوية تتبع، وهذا هو المقصود لتقريب أي اتجاه "بوصلة" نحن نسير في مقرها في سفرنا الماضي.

و الرقم 160412  يعبر عن التاريخ 16/4/2012

و هذا الكود هو blank code و يدعى,و يعطينا بيانات  NEMA خاصة باحداثيات الأقمار الصناعيه 

التجربة الثانية :توصيل ال GPS Shield مع شاشة كريستاليه LCD

الان يمكننا عرض بيانات (long,lat,alt,speed,date,time) التي يعطينا اياها القمر الصناعي على شاشة عرض كرستالية .LCD
alt: تعبر عن الارتفاع عن سطح البحر, اولا علينا التعرف على كيفية توصيل الشاشة مع الاردوينو :



طبعاً يجب وضع GPS Shield فوق الأردوينو و القيام بعملية لحام على ال shield ليسهل توصيل ال lcd معها .

البرنامج : 
// gps shield with LCD1602 
// display Basic information from GPS into LCD
// Code written By :Shahed Al Ali
#include <Adafruit_GPS.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
SoftwareSerial mySerial(8, 7);

Adafruit_GPS GPS(&mySerial);
// If using hardware serial (e.g. Arduino Mega), comment
// out the above six lines and enable this line instead:
//Adafruit_GPS GPS(&Serial1);


// Set GPSECHO to 'false' to turn off echoing the GPS data to the Serial console
// Set to 'true' if you want to debug and listen to the raw GPS sentences. 
#define GPSECHO  true 

// this keeps track of whether we're using the interrupt
// off by default!
boolean usingInterrupt = false;
void useInterrupt(boolean); // Func prototype keeps Arduino 0023 happy
unsigned int count =1;
void setup()  
{   
  // 9600 NMEA is the default baud rate for Adafruit MTK GPS's- some use 4800
  GPS.begin(9600);
  lcd.begin(16, 2);  // uncomment this line to turn on RMC (recommended minimum) and GGA (fix data) including altitude
  GPS.sendCommand(PMTK_SET_NMEA_OUTPUT_RMCGGA);
  // uncomment this line to turn on only the "minimum recommended" data
  //GPS.sendCommand(PMTK_SET_NMEA_OUTPUT_RMCONLY);
  // For parsing data, we don't suggest using anything but either RMC only or RMC+GGA since
  // the parser doesn't care about other sentences at this time
  
  // Set the update rate
  GPS.sendCommand(PMTK_SET_NMEA_UPDATE_1HZ);   // 1 Hz update rate
  // For the parsing code to work nicely and have time to sort thru the data, and
  // print it out we don't suggest using anything higher than 1 Hz

  // Request updates on antenna status, comment out to keep quiet
  GPS.sendCommand(PGCMD_ANTENNA);

  // the nice thing about this code is you can have a timer0 interrupt go off
  // every 1 millisecond, and read data from the GPS for you. that makes the
  // loop code a heck of a lot easier!
  useInterrupt(true);

  delay(1000);
  // Ask for firmware version
 
lcd.clear();
lcd.print("GPS Shahd proj");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("No connection : ( ");
}


// Interrupt is called once a millisecond, looks for any new GPS data, and stores it
SIGNAL(TIMER0_COMPA_vect) {
  char c = GPS.read();
  // if you want to debug, this is a good time to do it!
#ifdef UDR0
  if (GPSECHO)
    if (c) UDR0 = c;  
    // writing direct to UDR0 is much much faster than Serial.print 
    // but only one character can be written at a time. 
#endif
}

void useInterrupt(boolean v){
  if (v){
    // Timer0 is already used for millis() - we'll just interrupt somewhere
    // in the middle and call the "Compare A" function above
    OCR0A = 0xAF;
    TIMSK0 |= _BV(OCIE0A);
    usingInterrupt = true;
  } else {
    // do not call the interrupt function COMPA anymore
    TIMSK0 &= ~_BV(OCIE0A);
    usingInterrupt = false;
  }
}
uint32_t timer = millis();
void loop()                     // run over and over again
{
  // in case you are not using the interrupt above, you'll
  // need to 'hand query' the GPS, not suggested :(
  if (! usingInterrupt){
    // read data from the GPS in the 'main loop'
    char c = GPS.read();
    // if you want to debug, this is a good time to do it!     
  }
  
  // if a sentence is received, we can check the checksum, parse it...
  if (GPS.newNMEAreceived()) {
    // a tricky thing here is if we print the NMEA sentence, or data
    // we end up not listening and catching other sentences! 
    // so be very wary if using OUTPUT_ALLDATA and trytng to print out data
    //Serial.println(GPS.lastNMEA());   // this also sets the newNMEAreceived() flag to false
  
    if (!GPS.parse(GPS.lastNMEA()))   // this also sets the newNMEAreceived() flag to false
      return;  // we can fail to parse a sentence in which case we should just wait for another
 }

  // if millis() or timer wraps around, we'll just reset it
  if (timer > millis())  timer = millis();

  // approximately every 2 seconds or so, print out the current stats
  if (millis() - timer > 2000) { 
    timer = millis(); // reset the timer
    
      switch(count)
{
        case 1 : 
      lcd.setCursor(0,0);
      lcd.print("lat:");
      lcd.print( GPS.latitude) ;
      lcd.print(GPS.lat,3);
      lcd.setCursor(0,1);
      lcd.print("log:");
      lcd.print(GPS.longitude);
             lcd.print(GPS.lon,3);
      count++;
      break;
      case 3 :
      lcd.clear();
      lcd.print("alt:");
      lcd.print( GPS.altitude); 
      lcd.setCursor(0,1);
      lcd.print("speed:");
      lcd.print(GPS.speed);         
      count++;
      break;
      case 5 :
      lcd.clear();
      lcd.print(GPS.hour, DEC);
      lcd.print(':');;
    lcd.print(GPS.minute, DEC);
    lcd.print(':');;
    lcd.print(GPS.seconds, DEC);
    lcd.print(':');;
    lcd.println(GPS.milliseconds);
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("D:");
    lcd.print(GPS.day, DEC);
    lcd.print('/');;
    lcd.print(GPS.month, DEC); 
    lcd.print("/20");
    lcd.println(GPS.year, DEC);
    count=1;
    break; 
    default:
    count++;
    break;
      }
}
}


وهذه الصور توضع النتيجة على شاشة ال LCD






عمل نظام تتبع للاحداثيات و تخزينها على ال SD Card




ننتقل الان للحديث عن تطبيق اخر , تطبيق مهم جدا حيث تستعمل بطاقة الذاكرة في تخزين الاحداثيات التي يستقبلهاgps من الاقمار الصناعية مهما تغير مكاننا سوف تخزن هذه الاحداثيات و يصبح الرجوع اليها و ادخالها الى Google map سهل جدا.
يمكننا الحصول على الكود الخاص بها من خلال الرجوع الى المكتبة ثم اختيار (examples) ثم اختيار الكود المسمى (shield_sdlog) و يوجد مكان مخصص لوضعها في ال gps shield و يجب الانتباه الى تغيير المفتاح من direct الى soft serial , هذا التطبيق يمككنا من تتبع حركتنا بواسطة خرائط جوجل مثلاً

عند فتح ال sd card  سوف نرى الاحداثيات المخزنة ما علينا سوى ادخالها الى Google map  حسب الطريقة المذكورة سابقا.



ملف TXT من داخل ال SD Card



كما ذكرنا سابقا عند اخذ البيانات من sd card فقط نهتم بالبيانات المعطاة بعد كلمة $GPRMC 

($GPRMC20xxx5.000,A,31xx.xx80,N,035xx.xx32,E,1.02,187.10,010815D)

 نقوم بادخالها الى Google map  على النحو الاتي:

(+31  xx.xx80, +35  xx.xx32)

 و سنحصل على الموقع المطلوب.

يتم اخفاء الموقع حفاظاً ع الخصوصية .
الكاتب : شهد العلي - الأردن .




7 التعليقات :

  1. شكرا جزيلا
    على هذه المعلومات

    ردحذف

 
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.