مکان یاب GPS

راه اندازی ماژول GPS مدل NEO6M: بخش دوم تغذیه و اتصال ماهواره

نوشته شده توسط معین صابری

در سلسله آموزش های ماژول GPS مدل NEO6M، قسمت دوم اتصال ماهواره به راه اندازی اولیه و کار با آن می پردازیم. همانطور که اطلاع دارید، ماژول GPS مدل NEO6M یک ماژول فوق العاده کاربردی جهت موقعیت یابی از طریق ماهواره هاست. به کمک این ماژول علاوه بر سرعت و موقعیت می توان به اطلاعات کلیدی نظیر ارتفاع، جهت حرکت، ساعت، تاریخ و…. دسترسی داشت. در این قسمت به صورت مرحله به مرحله این ماژول را راه اندازی خواهیم نمود. در ادامه با مرجع تخصصی ماژول GPS به زبان فارسی، دیجی اسپارک، همراه باشید.

 


اتصال تغذیه به ماژول GPS مدل NEO6M


همانطور که در قسمت پیشین بیان شد، ماژول GPS مدل NEO6M  دارای ولتاژ کاری ۳٫۷ الی ۵ ولت است. در کنار این، ماژول GPS به جریان ۴۵ میلی آمپر جهت راه اندازی و اتصال به ماهواره نیاز دارد. بدین ترتیب شما می توانید این ماژول را از پایه ۵ ولت آردوینو تامین تغذیه کنید. همچنین با توجه به رنج ولتاژ کاری، می توانید این ماژول را به کمک باتری هم راه اندازی نمایید. توجه داشته باشید که پیش از اتصال تغذیه به ماژول، حتما آنتن آن را نصب کنید.

اتصال تغذیه به ماژول GPS مدل NEO6M - دیجی اسپارک

 

در رابطه با راه اندازی و کار با این ماژول، چالش اصلی و اساسی بحث موقعیت مکانی و عدم مشاهده ماهواره ها توسط ماژول است. این امر سبب می شود که گاهی اتصال به ماهواره ها زمانبر شود. در این آموزش به این چالش نیز پرداخته و راه حل های عملی جهت غلبه بر این مشکل را بررسی می کنیم.

 


مشاهده خروجی های ماژول GPS


جهت راه اندازی و اتصال ماهواره و تست های اولیه در این ماژول، نیاز به یک مبدل سریال به USB دارید. از آنجاییکه این ماژول داده های خود را تحت پروتکل UART ارسال می کند، لذا با اتصال مبدل می توانیم خروجی داده ها را ارسال کنیم. برای این مورد، ابتدا یکی از مبدل های سریال به USB را مطابق سیم کشی زیر، به هم متصل کنید.

ماژول GPS مبدل سریال
VCC ۵V
GND GND
TX RX

 

پس از برقراری اتصال بین مبدل و ماژول، مبدل سریال به رایانه متصل کنید. سپس نرم افزار آردوینو را باز کرده و بر روی منوی Tools->Ports کلیک کرده و پورت را انتخاب کنید.

مشاهده خروجی های ماژول GPS - دیجی اسپارک

پس از انتخاب پورت، مطابق تصویر زیر داده های دریافتی را می توانیم در سریال مانیتور آردوینو مشاهده کنیم.

خروجی ماژول جی پی اس - دیجی اسپارک

 

تصویر فوق داده های NMEA دریافتی ماژول را نمایش می دهد. این داده ها شامل پکت های مختلف است. البته در بین این پکت ها، پکت GPRMC کاربردی ترین پکت خواهد بود. این پکت شامل طول و عرض جغرافیایی، سرعت و جهت حرکت است. در تصویر فوق، داده های پکت های مختلف صفر هستند. این به معنای عدم فیکس ماژول به ماهواره است. در قسمت بعد به فیکس ماژول به ماهواره می پردازیم.

 


اتصال ماهواره و مشاهده خروجی ها


برای اتصال ماهواره ماژول Neo6، می بایست مدتی صبر کنید. ماژول های GPS زمانیکه برای اولین بار راه اندازی می شوند، نیاز به مدت زمان جهت اتصال و فیکس به ماهواره را دارند. این زمان بستگی به موقعیت فیزیکی شما دارد. در صورتیکه در آپارتمان هستید، امکان فیکس به سرعت وجود نداشته و این مورد زمانبر است. این ماژول را می بایست در فضای آزاد، مثلا در بالکن نیز تست کنید. پس از فیکس ماژول به ماهواره، چراغ LED ماژول شروع به چشمک زدن خواهد کرد. در این حالت پکت های NMEA دارای مقادیر معتبر خواهند شد. در رابطه با مقادیر معتبر پکت ها بیشتر صحبت خواهیم کرد.

اتصال GPs به ماهواره و مشاهده خروجی ها - دیجی اسپارک

 

مطابق تصویر فوق، ماژول به ماهواره فیکس کرده و داده های معتبر در خروجی آن نمایش داده می شود. این موردر ا می توانید در پکت ها و به خصوص پکت GPRMC مشاهده کنید. در قسمت های بعدی به این پکت ها می پردازیم. همانطور که گفته شد، اتصال ماژول GPS به ماهواره دارای چالش هایی است. در قسمت بعدی به این مورد می پردازیم.

 


مدت زمان های اتصال ماهواره در حالت های مختلف


همانطور که پیشتر گفته شد، اتصال ماژول به ماهواره زمانبر و چالش بر انگیز است. در ابتدا توجه داشته باشید که اتصال ماژول به ماهواره ها فورا صورت نمی گیرد، چراکه ماژول های GPS دارای یک مدت انتظار جهت اتصال به ماهواره هستند. این مدت انتظار تحت عنوان TTFF که مخفف عبارت Time To First Fix است، شناخته می شود. این عبارت بیان می کند که مدت زمان جهت اتصال به ماهواره، چقدر خواهد بود. این متغیر خود در سه حالت فیکس نیز، تعریف می شود. به عبارت دیگر، این  متغیر دارای سه مقدار مختلف در شرایط مختلف است. این شرایط عبارتند از:

 

جهت دسترسی به این بخش، اشتراک اسپارکر پلاس تهیه کنید.

 

توجه داشته باشید که پارامترهای فوق برای زمانیست که ماژول توانایی و امکان دسترسی به ماهواره ها را داشته باشد. در صورتیکه ماژول در فضای آزاد قرار نگرفته باشد، امکان فیکس به ماهواره ها وجود نخواهد داشت. به این موضوع در قسمت بعدی می پردازیم.

 


چالش های اتصال ماژول گیرنده به ماهواره و رفع آن


یکی از چالش های اساسی هنگام کار با ماژول های GPS، عدم فیکس آن به ماهواره هاست. از آنجاییکه ماهواره های GPS نسبت به زمین دارای فاصله زیادی هستند، بنابراین سیگنال های آن تا رسیدن به زمین، تضعیف خواهند شد. در کنار این، شرایط جوی نیز بر کیفیت سیگنال و اتصال ماژول به ماهواره بسیار موثر خواهد بود. جهت فیکس سریع و دقت مناسب، روال های زیر را می بایست طی نمایید.

  • ماژول GPS را در فضای آزاد قرار دهید. اگر در آپارتمان هستید، تست را در بالکن و یا پشت بام انجام دهید.
  • ماژول های GPS حین حرکت، ماهواره های بیشتری را می توانند ببینند. به همین جهت حین حرکت، مثلا در خودرو ماژول را تست نمایید.
  • جهت اتصال به ماهواره در آپارتمان ها و یا فضاهایی با نقاط کور و یا به طور کلی در مکان و زمان هایی که اتصال به ماهواره میسر نیست، حتما از آنتن اکتیو سیم دار بلند استفاده کنید.

 


لوازم مورد نیاز


ماژول GPS مدل NEO6M

ماژول مبدل سریال به USB

آنتن اکتیو سیم دار

مبدل UFL به SMA

 


جمع بندی


در قسمت دوم سلسله آموزش های ماژول GPS مدل NEO6M، به راه اندازی اولیه آن و مشاهده خروجی در سریال مانیتور پرداختیم.  در این قسمت نحوه تغذیه، اتصال مبدل سریال و نمایش خروجی ها را مشاهده کردیم. ماژول GPS مدل NEO6M دارای امکانات فراوانی بوده و قادر است تا داده های جغرافیایی بسیار ارزشمندی را در اختیار ما قرار دهد. در این سلسله آموزش، همانند سایر سلسله آموزش ها به صورت مرحله به مرحله، به امکانات و نحوه کار با این ماژول به نحوی می پردازیم که کلیه چالش ها و ابهامات آن پوشش داده شده و شما بتوانید به سادگی آن را راه اندازی نمایید.

 

چنانچه مطالب این آموزش را گنک یافتید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در مطالب درج شده وجود دارد می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

 

درباره نویسنده

معین صابری

کارشناسی ارشد رشته معماری سیستم های کامپیوتری

مالي که ز تو کس نستاند، علم است
حرزي که تو را به حق رساند، علم است
جز علم طلب مکن تو اندر عالم
چيزي که تو را ز غم رهاند، علم است
(شیخ بهایی)

تبادل نظر و رفع عیب با ثبت دیدگاه

۲۰ دیدگاه

  • مهندس یه ایده ای به ذهنم رسید که نمیدونم میشه این ایده را انجام داد یا نه
    با استفاده از ماژول GPS و ماژول وای‌فای و ماژول نمایشگر TFT یه دستگاهی درست کنیم که ماژول وای‌فای به اینترنت متصل شود و داده های دریافتی از ماژول GPS را روی نمایشگر بصورت گوگل مپ نشان دهد یعنی نقشه را نشان دهد

      • البته مطلبی که لینک دادید هم بسیار عالیست ولی اصرار به استفاده از ماژول gps به خاطر نشان دادن مختصات روی گوگل مپ است

        • این امر به سادگی امکان پذیر است، این آموزش در چند روز آینده منتشر خواهد شد. لطفا منتظر باشید!!!

  • سلام و عرض ادب
    میخواستم با ماژول sim800l و gps یه دزدگیر برای ماشین بسازم.طوریکه اگر مختصات فعلی مثلا یک متر تغییر کرد sim800 به یک شماره خاص زنگ بزنه.الان برای تست اولیه ساده یک برنامه ساده استخراج طول و عرض جغرافیایی(با دقت ۶ رقم) روی آردوینو ریختم ولی هربار که سریال رو باز می میکنم ۴ رقم آخر متغیر هستند و تغییر میکنند و با این اوصاف فکر نکنم بشه یک متر تغییر رو تشخیص داد. لطف میکنید اگر راهنمایی بفرمایید. با تشکر

      • البته مطلبی که لینک دادید هم بسیار عالیست ولی اصرار به استفاده از ماژول gps به خاطر نشان دادن مختصات روی گوگل مپ است.در کل کدی که میخواستم بنویسم این طور باشه که مثلا با dtmf عدد یک٬ برای این دزدگیر حرکتی باشد . عدد ۲
        dtmf مثلا برای ارسال مختصات گوگل مپی به صورت پیامکی ٬ عدد ۳ برای ارسال مختصات آنلاین با gprs و … البته با تشکر از آموزشهای سایت و بالاخص شما بقیه قسمتها حل شد ولی به علت کم سوادی و تازه کار بودن در این قسمت به مشکل خوردم

        • از لطف شما سپاسگزارم
          آموزشی بسیار مشابه مورد مد نظر شما در چند روز آینده منتشر خواهد شد.

  • تشکر از پاسخ دهی سریع
    بله درست می فرمایید . البته الان که توجه کردم دقت ۱۰ متر یا ۵۰ متر ( منظور همان مقدار حرکت ماشین پس از به سرقت رفتن است) هم مشکلی ایجاد نمی کنه .چون من بعد از تغییر مختصات میخوام دستور خاموش شدن ماشین بفرستم.میخواستم ببینم در بخش تحلیل کتابخانه tinygps++ که شما یک مختصات با دقت ۶ رقمی رو بیرون کشیدید اگر فرضا ماشین ۵۰ متر حرکت بکنه کدام رقم ها تغییر میکنه تا من توی کدها روی اون رقم ها مانور بدم( ببخشید از سوالات ابتدایی) با تشکر

    • خواهش می کنم
      الان در خاطرم نیست اما فکر می کنم دو رقم بعد از اعشار تغییر می کنند. ضمن اینکه ماژول GPS مدل NEO6M دارای دقت ۲٫۵ متری است.

      • سلام و درود
        ماژول sim800l و ماژول gps neo7 رو به برد آردوینو متصل کردم. ولی زمانیکه برنامه به جایی می رسه که باید با موبایلم تماس بگیره اینکارو انجام میده ولی بعد از اون ماژول جی پی اس از کار می افته و خاموش می شه. تغذیه sim از نظر ولتاژی و جریانی اوکی هست(تماس و پیامک را قبلا بدون مشکل انجام دادم البته خازن الکترولیت بین مثبت و منفی ماژول سیم ۴۷۰ میکروست.) برنامه رو جوری نوشتم که زمانیکه دیتای جی پی اس تغییر کرد ماژول زنگ بزنه. و همونطور که قبلا گفتم چون سه رقم آخر دیتای gps فیکس نمیشه ممکنه ماژول پشت سر هم زنگ بزنه (البته برای زنگ زدن تاخیر گداشتم).
        آیا این جریان کشی ممکنه باعث خاموشی GPS بشه؟؟
        وقتی به جای زنگ زدن پیامک ارسال می کنم GPS خاموش نمیشه؟

          • منبع تغذیه من پاور کامپیوتر هست. از ۱۲ ولتش به ماژول lm2596 دادم و خروجی ۴٫۲ ولت هست

                • بهتر است تغذیه سیستم به این شکل تامین نشود، چراکه سبب ایجیاد اختلال در مدار خواهد شد. پیشنهاد می کنم تغذیه SIM800L را از یک آداپتور با جریان حداقل ۲ آمپر تامین کرده و مورد را تست کنید. البته از باتری های لیتیمی هم میتوانید تغذیه ماژول سیم کارت را تامین کنید.

          • آیا خازن الکترولیت را باید افزایش بدهم؟ یک خازن ۴۷۰ میکرو دیگه با خازن قبلی موازی بکنم اوکی هست؟

            • یک خازن ۱۰۰۰ میکروفاراد را تست کنید
              البته بهتر است تغذیه چنین مداری از پاور کامپیتور تامین نشود. می توانید تغذیه SIM800L را از باتری هم تامین کنید.