Você concluiu seu novo projeto e agora sua criação vive e se move ao redor do mundo. E só resta um problema - você precisa saber sua localização com bastante precisão. Felizmente, temos sistemas de posicionamento por satélite! Com a ajuda de um módulo pronto, você pode obter todos os dados de localização de que precisa. Mas como você aborda essa questão e quais componentes são melhores para o seu projeto? Leia neste material.
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Trabalhar com GPS pode ser um pouco assustador, mas graças aos esforços da indústria e dos entusiastas individuais, a tarefa é surpreendentemente fácil hoje. A maioria dos módulos do mercado funcionam da mesma maneira. Na maioria das vezes, eles transmitem dados por meio de uma interface serial padrão, geralmente a 9600 baud; também há interfaces I2C e SPI. As próprias mensagens também são padronizadas - são geradas no formato NMEA-0183. Se você deseja processar os dados por conta própria, a norma está repleta de documentação. Porém, se você estiver com pressa, para muitas plataformas com microcontrolador, você pode encontrar um código pronto que fará tudo por você. Projetos como NeoGPS, Adafruit GPS e minmea receberão fluxos de dados seriais e fornecerão todos os dados geográficos de que você precisa. O GPS é apenas GPS?
Dependendo do aplicativo, você pode precisar de coisas diferentes do seu módulo GPS. Plataformas que se movem em altas velocidades que dependem de GPS para piloto automático terão melhor desempenho com altas taxas de atualização. Rastreadores passivos ficam bastante satisfeitos com atualizações não mais do que uma vez por segundo. Os requisitos de precisão também variam - alguns aplicativos exigem resolução em centímetros. Existem também recursos especiais que auxiliam em situações limítrofes, como calcular a localização com base na distância percorrida (acerto de contas) ou receptores capazes de trabalhar com vários sistemas de navegação simultaneamente (GPS, GLONASS , Beidouetc.). Uma compreensão clara dos requisitos e orçamento do instrumento é a chave para escolher o equipamento certo.
Eu só preciso saber onde ele está!
Se você precisa de uma precisão da ordem de vários metros e uma atualização rara da localização, o módulo GPS mais simples é para você. Eles podem custar menos de $ 20 e podem oferecer taxas de atualização de 1 a 5 Hz e alguns recursos adicionais. Para muitos projetos, isso será suficiente para determinar a localização de uma pessoa, robô ou veículo. Além disso, os pilotos automáticos mais simples podem funcionar com essa frequência. Esses módulos geralmente consomem menos de 50 mA e se comunicam por meio de uma porta serial.
Este grupo inclui dispositivos baseados no GP-20U7 , bem como o desatualizado uBlox NEO-6M . É uma maneira fácil e barata de construir seu primeiro projeto de GPS a um preço acessível.
Preciso de um sinal constante!
Se você não consegue perder o sinal de forma alguma, ou está tentando determinar uma localização em uma área urbana movimentada, você deve obter um módulo que possa funcionar nessas condições. Nestes casos, um conector de antena externa pode ajudar, permitindo que você conecte uma antena maior. É importante observar que os conectores de placa U.FL comuns são projetados para um número limitado de conexões e são fáceis de interromper, portanto, considere comprar um adaptador U.FL para SMA . Existem todos os tipos de antenas, mas a maioria será melhor do que a pequena placa de cerâmica padrão que vem com muitos módulos.
Uma antena de alta qualidade com um aterramento separado pode melhorar significativamente a qualidade da recepção
O posicionamento preciso requer a obtenção de um bom sinal de vários satélites - portanto, quanto mais opções, mais fácil de obter. Módulos capazes de reconhecer vários sistemas de navegação terão maior probabilidade de ver muitos satélites. Temos Beidou chinês, Galileo europeu , GLONASS russo - e se você pegar um módulo que pode receber sinais adicionais, ele terá uma grande vantagem ao trabalhar em uma parte construída da cidade com uma visão limitada do céu.
Mas às vezes, apesar de tudo, você pode se encontrar em uma situação em que nenhum satélite seja visível. É impossível captar um sinal em algum túnel. Então, os módulos que permitem que você faça cálculos mortos podem ser úteis. Quando o sinal desaparece, o módulo usa o sistema inercial embutido para atualizar a localização até captar o sinal novamente. Isso pode ser muito útil em aplicações como a construção de uma rota e rastreamento de curvas.
Todos esses recursos aumentam a probabilidade de um posicionamento bem-sucedido, mas também custam dinheiro. Os módulos XA1110 e ublox NEO-M8U custam de $ 50 a $ 100. Mas por esse tipo de dinheiro, eles geralmente oferecem interfaces adicionais, como USB-serial e I2C, bem como uma alta taxa de atualização.
Preciso de atualizações rápidas!
Se você estiver coletando algo se movendo em alta velocidade, 5 Hz pode não parecer suficiente para você. Os módulos têm atualizações mais frequentes de 10 Hz a 25 Hz, para que o seu projeto veloz possa navegar melhor no espaço. Claro, se você estiver construindo um míssil de cruzeiro, é improvável que faça compras na Sparkfun - do contrário, divirta-se! Esses dispositivos geralmente se comunicam em alta velocidade via serial ou I2C para atualizar sua localização com mais frequência.
Módulos com esses recursos ainda são relativamente baratos, de $ 20 a $ 100. Para seus projetos de alta velocidade, procure módulos como SAM-M9N ou BN-880Q .
Preciso de precisão centimétrica!
Em alguns casos, a precisão vem em primeiro lugar. Se você estiver dirigindo uma colheitadeira e não quiser que ela bata na cerca, a precisão do medidor não será adequada para você. Nesse caso, é melhor usar receptores com a tecnologia Real Time Kinematics (RTK). Eles combinam o sinal de satélite recebido com dados de correção local recebidos de uma estação base, idealmente dentro de 10 km de sua localização.
RTK funciona adicionando dados de correção local recebidos da estação base
Estes dados podem vir da Internet ou do rádio LoRa, e permitem ao módulo dar a localização ao centímetro mais próximo, em condições ideais. Algumas operadoras fornecem acesso público às suas estações, porém é possível comprar seu próprio equipamento e aumentar a estação para uso pessoal. Muitos módulos de última geração podem atuar como uma estação base para outros módulos trabalhando nas proximidades.
A precisão tem o preço de complexidade e dinheiro. Módulos GPS com suporte RTK já custam entre US $ 200 e US $ 300 cada. Entre eles - NEO-M8P e ZED-F9P... Você também precisa comprar uma estação-base se não houver nenhuma pública em sua área. Os dados terão de ser inseridos no módulo - seja via Internet ou por rádio. Não se esqueça de considerar esses requisitos ao desenvolver!
Conclusão
Temos a sorte de ter acesso a uma ampla gama de módulos GPS para o mercado DIY, com uma ampla gama de capacidades e custos. Os módulos de alta velocidade costumavam custar milhares de dólares e eram vendidos apenas para fabricantes industriais, mas agora podem ser comprados nas lojas por muito menos. Use os requisitos de seu projeto como um guia e elabore seu projeto baseado em localização.