Módulo GPS:la guía definitiva para principiantes

Módulo GPS

¿Su proyecto involucra datos de ubicación precisos y precisos, y no sabe por dónde empezar? Ayudaría si tuvieras un módulo GPS.

Con un módulo GPS básico, puede obtener todos los datos de ubicación que necesita para su proyecto.

Aunque trabajar con GPS puede ser complicado, es más sencillo que complicado, gracias a los esfuerzos de varias personas e industrias.

También puede confundirse acerca de qué módulos GPS funcionarían mejor para su aplicación u obtener las piezas correctas.

En este artículo, verá soluciones a sus problemas relacionados con el GPS y aprenderá todo lo que necesita saber sobre el circuito del GPS.

¿Qué es un Módulo GPS?

GPS

Cuando se trata de datos de ubicación, lo primero que viene a la mente es el GPS. Pero, ¿qué es exactamente un GPS?

El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un sistema de radionavegación que determina la ubicación, la velocidad y el tiempo de manera precisa y precisa, independientemente de las condiciones climáticas. Además, el GPS funciona en tierra, aire y mar.

Los módulos GPS son dispositivos que permiten que sus dispositivos o circuitos reciban datos GPS. Pero si los módulos GPS no están disponibles, puede usar microcontroladores como alternativa con un código simple.

Hoy en día, la configuración del GPS es estándar en teléfonos, computadoras y otros dispositivos inteligentes que le permiten compartir su ubicación o rastrear la ubicación de otro objeto o persona. Además, el GPS te da acceso a mapas en tiempo real y ofrece sistemas de navegación.

¿Cómo funciona el GPS?

Satélite GPS

Los satélites GPS y los receptores GPS son los dos componentes principales que hacen posible la función GPS. Además, el dispositivo siempre tiene cuatro satélites activos en el rango de transmisión del receptor.

Cada satélite GPS envía datos al receptor sobre su hora y ubicación actuales. Luego, el satélite transmite estos datos a señales de radio que intercepta el receptor GPS.

Curiosamente, estas señales de radio viajan a la velocidad de la luz, lo que hace que la transmisión sea lo suficientemente rápida para aplicaciones de datos en tiempo real. Además, puede calcular la distancia entre un satélite y un receptor GPS observando la diferencia entre el momento en que el satélite envió la señal y el momento en que el receptor la interceptó.

Cuando el receptor recoge estas señales de más de tres satélites, determina su ubicación a través del proceso de trilateración. Sin embargo, un receptor GPS necesita un mínimo de tres satélites GPS para proporcionar datos de ubicación.

Receptor GPS

Curiosamente, la mayoría de los módulos GPS funcionan de la misma manera. Utilizan una interfaz serial estándar para comunicaciones con las opciones de interfaces de comunicación SPI e I2C.

Además, el formato de mensajería también tiene sus estándares. Los módulos GPS generalmente envían datos mediante el formulario NMEA-0183.

Módulo GPS 2

Alternativamente, puede usar códigos para plataformas de microcontroladores que convertirán su placa en un módulo GPS funcional. Algunos de estos proyectos incluyen Adafruit GPS, minima y NeoGPS. Proyectos como estos utilizarán un flujo de datos en serie para proporcionar todos los datos de ubicación que desee.

Módulos GPS con Arduino y Raspberry Pi

Para este proyecto, utilizaremos el módulo GPS NEP-6M. Este módulo viene con una antena externa pero no cuenta con pines de cabecera. Por lo tanto, deberá soldar los pines del cabezal a su módulo si necesita usarlos.

El módulo NEP-6M funciona con placas de microcontrolador Arduino y Raspberry Pi. Para hacer esto, necesitará los siguientes componentes:

• Equipo Arduino
• Cables de puente
• Módulo GPS NEO-6M

Cableado del módulo GPS con Arduino

El módulo GPS NEO-6M tiene cuatro pines:RX, GND, VCC y T.

La comunicación serial es el principal método de comunicación con Arduino. Además, TX y RX sirven como pines seriales.

Aquí se explica cómo conectar el Arduino a su módulo GPS:

• Conecte el pin GND del módulo GPS al pin GND de Arduino
• A continuación, conecte el pin RX del módulo al pin 3 de Arduino
• Luego, une el pin TX al pin 4 del Arduino.
• Finalmente, conecte el pin VCC al pin de 5v del Arduino.

Código

Después de conectar su módulo a Arduino, cargue el siguiente código a su Arduino UNO:

Código Arduino

Mientras lo hace, asegúrese de editar el código de acuerdo con las características de su módulo GPS.

Módulo GPS con Raspberry Pi

Puede usar el módulo GPS U-Blox NEO-M8N con una Raspberry Pi para obtener datos de ubicación. Pero necesita algo de experiencia con python antes de instalar el sistema operativo Raspbian. Además, necesitará un código Python para conectar la placa Pi al módulo GPS.

Dicho esto, esto es lo que necesitas para este proyecto:

• Placa Raspberry Pi
• Fuente de alimentación (para Raspberry Pi)
• Protoboard
• Tarjeta MicroSD preferiblemente 8GB
• Cables de puente
• Módulo GPS (módulo GPS U-Blox NEO-M8N)

Cómo construir

Primero, debe habilitar la comunicación UART en su Raspberry Pi. Luego, usa el siguiente código para comenzar el proceso: 

• A continuación, agregue las siguientes líneas al final del archivo:

• Luego, para salir del archivo, haga clic en "ctrl+x", o puede guardarlo haciendo clic en "y e ingresar".

Nota:UART es una consola serie para el sistema operativo Raspian. Por lo tanto, puede deshabilitar esa función. Además,

puede realizar modificaciones en el archivo "/boot/cmdline.txt". Pero antes de modificar nada, crea una copia de seguridad con el siguiente código:

• A continuación, restablezca el archivo de texto con las siguientes líneas:

• Luego, para cerrar el archivo, haga clic en "Ctrl+X". Mientras lo hace, puede guardar sus modificaciones haciendo clic en "Y" y "Entrar".

• Finalmente, use el siguiente código para reiniciar el Pi y ver sus modificaciones:

Utilice el LED del módulo GPS para comprobar si funciona. Si el LED (amarillo) parpadea, el módulo GPS está funcionando. Entonces puedes proceder a ejecutar el siguiente comando: 

Desactivar el servicio Serial Getty de Raspberry Pi

Si ttyAMA0 funciona con Serial0 para su salida, utilice los siguientes comandos para desactivarlo:

Alternativamente, si vincula su creación "Serial0" y "ttys0", use los siguientes comandos para desactivarlo:

Luego, reinicie su sistema con el comando de reinicio.

Activar ttys0

Después de desactivar el ttyAMA0, use el siguiente comando para habilitar su ttys0:

La instalación de “Pynmea2” y “Minicom”

Instale el paquete python “minicom” para vincular el módulo GPS. Después, puede comprender los datos a continuación:

Además, instale el modo Python pynmea2 para ejecutar los datos NMEA que recibe:

Pruebe la salida de su circuito

Finalmente, pruebe la salida de su GPS con el siguiente comando:

Los resultados deberían verse así:

Resultados GPS

Luego, registre el código python para que pueda conectar la Raspberry Pi con el módulo GPS:

Sus resultados finales deberían verse así:

Resultados finales de GPS

Cómo elegir el módulo GPS adecuado para su proyecto

Como se mencionó anteriormente, casi todos los módulos GPS funcionan de la misma manera. Pero el tipo de módulo GPS que utilice dependerá de su aplicación.

Es posible que necesite cosas diferentes de su módulo de navegación GPS. Por ejemplo, si está trabajando con plataformas de movimiento rápido que usan GPS para el piloto automático, necesitará un módulo GPS con una velocidad de actualización rápida.

Un módulo GPS básico será suficiente si necesita una precisión de unos pocos metros con una tasa de actualización baja.

Además, si necesitas señales constantes, un módulo con antena GPS externa es ideal. Pero si todo lo que necesita es precisión, el uso de módulos con tecnología Real-Time Kinetics es la solución perfecta.

Palabras finales

Satélite GPS y Receptor

Con los módulos GPS, puede obtener datos de ubicación con precisión de velocidad. Aunque no hay satélites visibles, los satélites GPS orbitan la tierra para proporcionar una precisión constante.

Además, la transmisión de datos entre un satélite GPS y un receptor también ocurre a la velocidad de la luz. Por lo tanto, es rápido y confiable para sus proyectos y aplicaciones.

Si tiene alguna pregunta, asegúrese de ponerse en contacto con nosotros y estaremos encantados de ayudarle.