كيفية إنشاء ساعة GPS باستخدام Arduino وشاشة LCD وجهاز استقبال GPS

جرب أداة القضاء على المشاكل





يشير مصطلح GPS إلى ' نظام تحديد المواقع العالمي '، وبدأ التوسع في هذا النظام في عام 1970. على الصعيد العالمي ، لكل دولة نظامها الخاص ، بينما تمتلك الولايات المتحدة معظم وحدات GPS. يحتوي كل نظام في القمر الصناعي على ساعة ذرية ، يتم فحصها وتعيينها بشكل متكرر كل يوم من قبل قيادة الدفاع الجوي في أمريكا الشمالية (نوراد).بالنسبة لمعظم الأماكن على هذا الكوكب ، تبلغ دقة أنظمة مستقبلات GPS الاقتصادية حوالي 20 مترًا. تتناول هذه المقالة كيفية إنشاء مشروع ساعة GPS باستخداماردوينومجلس مع LCD. هذا مشروع لطلاب الهندسة أو المتحمسين الذين يمكنهم تعلم كيفية صنع ساعة باستخدام لوحة Arduino تقوم بتحديث نفسها باستخدام البث الزمني من أقمار GPS الصناعية. سيوضح هذا المشروع أن أي متحمس يمكنه تصميم ساعته الخاصة بالمكونات الأساسية وقليل من الوقت.

من الناحية النظرية ، يحسب جهاز الاستقبال وقت وصول أربع إشارات أقمار صناعية. من وقت الوصول ووقت الإرسال ، يقوم جهاز الاستقبال بعمل أربعة أضعاف قيم الرحلة ، والتي تكون متطابقة تقريبًا مع اختلافات النطاق لجهاز استقبال القمر الصناعي. ثم يحسب جهاز الاستقبال موقعه ثلاثي الأبعاد ومغادرة الساعة من أوقات الرحلات الأربع.




رسم تخطيطي لساعة GPS باستخدام Arduino وشاشة LCD وجهاز استقبال GPS

كما نعلم ، فإن GPS مشهور جدًا نظرًا لتنوع تطبيقاته في العديد من المشاريع الإلكترونية التي تشمل لوحة Arduino . فيما يلي رسم تخطيطي لساعة Arduino GPS الموضحة أدناه. يجمع هذا المشروع البيانات من القمر الصناعي في شكل سلسلة يبلغ طولها 70 حرفًا ولا تعرض سوى الوقت والتاريخ. ستمنحك هذه المقالة نظرة عامة حول كيفية استخراج الوقت والتاريخ من السلسلة التي يتلقاها GPS.

رسم تخطيطي لساعة GPS باستخدام لوحة Arduino مع شاشة LCD

رسم تخطيطي لساعة GPS باستخدام لوحة Arduino Board وشاشة LCD وجهاز استقبال GPS



طريقتان للمشروع

يمكن تصميم ساعة GPS باستخدام مشروع Arduino بطريقتين. إحدى الطرق هي استخدام مستقبل GPS الذي يتيح للساعة تحديد وقتها حسب التصميم. هناك العديد من الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في مدار فوق العالم بأسره. كل منهم لديه ساعات دقيقة للغاية التي تحدد موقعك على الأرض على الأرجح. يمكن للجميع إنشاء هذه الساعة الدقيقة باستخدام الوقت الذي يتم بثه من الأقمار الصناعية.

الطريقة الثانية هي استخدام وحدة RTC (ساعة الوقت الحقيقي) التي تدعم البطارية. هذا لن يجعل نفسه مشابهًا لساعة GPS ، ولكنه سيحافظ على الوقت المناسب لعدة سنوات. كلتا الطريقتين ستعملان على صنع ساعة!

المكونات المستخدمة لبناء ساعة GPS:

1.) اردوينو UNO مجلس

لوحة Arduino هي جهاز أساسي في هذا المشروع. كما نعلم أن لوحة Arduino هي جهاز مفتوح المصدر ، واستخدامه أكثر مرونة وسهولة. هذا المنتدى ينتمي إلى متحكم عائلة AVR . تتضمن بعض ميزات هذا المنتدى ما يلي.


اردوينو UNO Board

اردوينو UNO Board

  • إدخال / إخراج رقمي دبوس 14
  • ذاكرة فلاش مدمجة 32 كيلو
  • مذبذب كريستال - 16 ميجا هرتز
  • دبابيس الإدخال التناظرية 6 ، والتي يمكن استخدامها أيضًا كرقمية
  • اتصال USB
  • زر RST ومحول مصدر طاقة 9 فولت
  • رأس ISCP

تتكون لوحة Arduino هذه من متحكم دقيق يمكن برمجته باستخدام برنامج Arduino IDE. يرجى الرجوع إلى الرابط لمعرفة المزيد عن أساسيات لوحة الأردوينو والتصميم.

2.) جهاز استقبال GPS

في هذا النموذج ، استخدمنا وحدة SIM808 EVB-V3.2 من SIMCOM. وحدة SIM808 هي وحدة GPS و GSM / GPRS و Bluetooth. تشمل الميزات الرئيسية لـ SIM808 ما يلي. يرجى الرجوع إلى الرابط لمعرفة المزيد عن كيف يعمل نظام GPS؟

SIM808 GPS مودم

SIM808 جهاز استقبال GPS

  • يمكن استخدامه كملف وحدة بلوتوث أو GSM أو GPS
  • واجهة ميكروفون أحادية القناة وصوت قناة واحدة
  • بديل لواجهة البطارية بالإضافة إلى واجهة الطاقة.

نظرًا للميزات المذكورة أعلاه ، فإن مستقبل GPS هذا يحظى بشعبية كبيرة بين المبتدئين الإلكترونيين أو الهواة.

3.) شاشة الكريستال السائل (LCD)

يتم استخدام شاشة LCD أبجدية رقمية مقاس 16 × 2 لهذا المشروع لعرض الوقت والتاريخ.

شاشة عرض كريستالية سائلة (LCD)

شاشة الكريستال السائل (LCD)

ساعة GPS باستخدام Arduino Board Working

تظهر دائرة لوحة Arduino GPS أدناه. يتضمن النظام المقترح مودم GPS و Arduino و أنواع شاشات مسطحة . يعطي هذا النظام أدق وقت بالإضافة إلى التاريخ ويمكن استخدامه في الأماكن العامة مثل المولات ، ومواقف الحافلات ، إلخ.

الوصلات المستخدمة

الاتصالات المستخدمة في هذا المشروع بسيطة ، يتم توصيل دبوس الإرسال الخاص بـ GPS بدبوس جهاز الاستقبال على لوحة Arduino. تم تأريض دبوس Rx الخاص بوحدة GPS. يجب أن تكون المحطات الأرضية للوحة Arduino Uno وأرض GPS متحالفة مع بعضها البعض.

تجعل شاشة LCD مقاس 16X2 مهمة عرض الوقت والتاريخ على الشاشة. نحن نعلم أن شاشة LCD تعمل في وضعين ، وهما وضع 4 بت ووضع 8 بت.

ساعة GPS باستخدام لوحة Arduino مع شاشة LCD

ساعة GPS باستخدام لوحة Arduino Board وشاشة LCD وجهاز استقبال GPS

يستخدم هذا المشروع وظيفة مكتبة الوضع 4 بت لتسهيل واجهة لوحة Arduino & LCD. يتم توصيل المسامير الرقمية لـ Arduino بمنافذ تمكين وإعادة تعيين شاشة LCD. وبالمثل ، ترتبط دبابيس البيانات في Arduino بدبابيس بيانات دبوس البيانات في شاشة LCD على التوالي. يتم توصيل السن الموجب لشاشة LCD بمصدر الجهد باستخدام المقاوم 1K-ohm والدبوس السالب لشاشة LCD متصل بطرف GND.

برنامج المشروع

يمكن التحكم في المشروع بأكمله بواسطة برنامج Arduino الذي يتم تحميله في الذاكرة. برنامج Arduino مكتوب بلغة Arduino لغة برمجة ، ويمكن تحميل البرنامج بواسطة Arduino IDE. لا يحتاج هذا المشروع إلى أي ملفات رؤوس خارجية للبرمجة. قم بتوصيل Arduino بالكمبيوتر الشخصي واختر منفذ COM الصحيح في Arduino IDE. قم بتجميع برنامج Arduino واختر اللوحة الصحيحة من الأدوات.

استنتاج

من المعلومات المذكورة أعلاه ، يمكننا أن نستنتج أنه باستخدام هذا المشروع يمكننا الحصول على التاريخ والوقت والموقع من جهاز استقبال GPS ، ثم عرضه بالكامل على شاشة LCD. أفضل عنصر في هذا المشروع هو أنه يمكن لأي شخص تصميمه بنفسه بدقة بالطريقة التي يريدها. يمكنك وضعها في صندوق مرح ، والحصول على الابتكار والمتعة في تصميم الساعة. تعلم وتصميم المشاريع بنفسك أمر مذهل ويعطي الثقة لجميع طلاب الفئات العمرية. علاوة على ذلك ، أي استفسارات في تنفيذ مشاريع Arduino أو المشاريع القائمة على GPS ، يرجى تقديم ملاحظاتك من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. إليك سؤال لك ، ما هي المكونات المطلوبة المستخدمة في مشروع GPS و Arduino Clock؟

اعتمادات الصورة