คำว่า GPS ย่อมาจากคำว่า“ ระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก ” และการขยายระบบนี้ได้เริ่มต้นในปี 1970 ทั่วโลกแต่ละประเทศมีระบบของตัวเองในขณะที่สหรัฐอเมริกามีหน่วย GPS เกือบทั้งหมด แต่ละระบบในดาวเทียมมีนาฬิกาอะตอมซึ่งได้รับการตรวจสอบและตั้งค่าทุกวันโดย North American Aerospace Defense Command (NORAD)สำหรับสถานที่ส่วนใหญ่บนโลกนี้ระบบรับ GPS แบบประหยัดมีความแม่นยำประมาณ 20 เมตร บทความนี้กล่าวถึงวิธีการสร้างโครงการนาฬิกา GPS โดยใช้Arduinoบอร์ดพร้อม LCD นี่เป็นโครงการสำหรับนักศึกษาวิศวกรรมหรือผู้ที่ชื่นชอบที่สามารถเรียนรู้การสร้างนาฬิกาด้วยบอร์ด Arduino ที่อัปเดตตัวเองโดยใช้การถ่ายทอดเวลาจากดาวเทียม GPS โครงการนี้จะแสดงให้เห็นว่าผู้ที่ชื่นชอบทุกคนสามารถออกแบบนาฬิกาของตนเองโดยใช้ส่วนประกอบพื้นฐานและใช้เวลาเพียงเล็กน้อย

ในทางทฤษฎีเครื่องรับจะคำนวณเวลาขาเข้า (TOAs) ของสัญญาณดาวเทียมสี่สัญญาณ ตั้งแต่เวลาที่มาถึงและเวลาของการส่งสัญญาณเครื่องรับจะสร้างมูลค่าการบินสี่เท่าซึ่งใกล้เคียงกับความแตกต่างของช่วงของเครื่องรับสัญญาณดาวเทียม จากนั้นเครื่องรับจะคำนวณตำแหน่งสามมิติและนาฬิกาออกจากเที่ยวบินสี่ครั้ง

แผนภาพบล็อกของนาฬิกา GPS โดยใช้ Arduino, จอแสดงผล LCD และตัวรับสัญญาณ GPS

อย่างที่เราทราบกันดีว่า GPS มีชื่อเสียงมากเนื่องจากมีการใช้งานที่หลากหลายใน โครงการอิเล็กทรอนิกส์หลายโครงการซึ่งรวมถึงบอร์ด Arduino . นี่คือแผนภาพบล็อกของนาฬิกา Arduino GPS ที่แสดงด้านล่าง โครงการนี้รวบรวมข้อมูลจากดาวเทียมในรูปแบบของสตริงซึ่งมีความยาว 70 อักขระและแสดงเฉพาะเวลาและวันที่ บทความนี้จะให้ภาพรวมเกี่ยวกับวิธีแยกเวลาและวันที่ออกจากสตริงที่ GPS ได้รับ

แผนภาพบล็อกของนาฬิกา GPS โดยใช้บอร์ด Arduino พร้อม LCD

แผนภาพบล็อกของนาฬิกา GPS โดยใช้บอร์ดบอร์ด Arduino, จอ LCD และตัวรับสัญญาณ GPS

สองวิธีของโครงการ

นาฬิกา GPS ที่ใช้โครงการ Arduino สามารถออกแบบได้สองวิธี วิธีหนึ่งคือการใช้เครื่องรับ GPS ซึ่งช่วยให้นาฬิกาสามารถกำหนดเวลาได้ตามการออกแบบ มีดาวเทียม GPS หลายดวงอยู่ในวงโคจรเหนือโลกทั้งใบ พวกเขาทั้งหมดมีนาฬิกาที่แม่นยำอย่างมากที่สร้างการกำหนดตำแหน่งของคุณบนโลกได้ ทุกคนสามารถสร้างนาฬิกาที่แม่นยำนี้ได้โดยใช้การถ่ายทอดเวลาจากดาวเทียม

วิธีที่สองคือการใช้โมดูล RTC (นาฬิกาเรียลไทม์) ที่มีแบตเตอรี่สำรอง สิ่งนี้จะไม่ทำให้ตัวเองคล้ายกับนาฬิกา GPS แต่จะรักษาเวลาไว้ได้นานหลายปี ทั้งสองวิธีจะได้ผลในการสร้างนาฬิกา!

ส่วนประกอบที่ใช้สำหรับการสร้างนาฬิกา GPS:

1. ) บอร์ด Arduino UNO

บอร์ด Arduino เป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นในโครงการนี้ อย่างที่เราทราบกันดีว่าบอร์ด Arduino เป็นอุปกรณ์โอเพ่นซอร์สและการใช้งานนี้มีความยืดหยุ่นและง่ายกว่า บอร์ดนี้เป็นของ ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูล AVR . คุณสมบัติบางอย่างของบอร์ดนี้มีดังต่อไปนี้

บอร์ด Arduino UNO

“วิธีหาความยาวคลื่นของอิเล็กตรอน ”

พินอินพุต / เอาท์พุตดิจิตอล -14
หน่วยความจำแฟลชในตัว -32K
คริสตัลออสซิลเลเตอร์ -16MHz
หมุดอินพุตแบบอนาล็อก -6 ซึ่งสามารถใช้เป็นดิจิตอลได้
การเชื่อมต่อ USB
ปุ่ม RST และอะแดปเตอร์จ่ายไฟ 9V
ส่วนหัว ISCP

บอร์ด Arduino นี้ประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งสามารถตั้งโปรแกรมได้โดยใช้ซอฟต์แวร์ Arduino IDE โปรดดูลิงก์เพื่อทราบข้อมูลเพิ่มเติม พื้นฐานและการออกแบบบอร์ด Arduino

2. ) ตัวรับสัญญาณ GPS

ในรุ่นนี้เราใช้หน่วย SIM808 EVB-V3.2 จาก SIMCOM โมดูล SIM808 คือโมดูล GPS, GSM / GPRS และ Bluetooth คุณสมบัติหลักของ SIM808 มีดังต่อไปนี้ โปรดดูลิงก์เพื่อทราบข้อมูลเพิ่มเติม ระบบ GPS ทำงานอย่างไร?

ตัวรับสัญญาณ GPS SIM808

สามารถใช้เป็น โมดูลบลูทู ธ , GSM หรือ GPS
ช่องต่อไมค์ช่องเดียวและเสียงช่องเดียว
ทางเลือกสำหรับอินเทอร์เฟซแบตเตอรี่เช่นเดียวกับอินเทอร์เฟซพลังงาน

เนื่องจากคุณสมบัติข้างต้นเครื่องรับ GPS นี้จึงได้รับความนิยมอย่างมากสำหรับผู้เริ่มต้นใช้งานอิเล็กทรอนิกส์หรือมือสมัครเล่น

3. ) จอแสดงผลคริสตัลเหลว (LCD)

จอ LCD ที่เป็นตัวเลขและตัวอักษร 16X2 ใช้สำหรับโปรเจ็กต์นี้เพื่อแสดงเวลาและวันที่

จอแสดงผลคริสตัลเหลว (LCD)

“ทรัพยากรหมุนเวียนประเภทต่างๆ ”

นาฬิกา GPS โดยใช้ Arduino Board Working

วงจรของบอร์ด Arduino GPS แสดงไว้ด้านล่าง ระบบที่นำเสนอประกอบด้วยโมเด็ม GPS, Arduino และ โมดูล LCD . ระบบนี้ให้เวลาที่แม่นยำที่สุดรวมทั้งวันที่และสามารถใช้ในสถานที่สาธารณะเช่นห้างสรรพสินค้าป้ายรถเมล์ ฯลฯ

การเชื่อมต่อที่ใช้

การเชื่อมต่อที่ใช้ในโครงการนี้ทำได้ง่ายโดยพินส่งของ GPS จะเชื่อมต่อกับพินตัวรับสัญญาณบนบอร์ด Arduino ขา Rx ของโมดูล GPS ต่อสายดิน ขั้วกราวด์ของบอร์ด Arduino Uno และสายกราวด์ GPS ควรเชื่อมโยงกัน

จอ LCD 16X2 ทำให้งานแสดงเวลาและวันที่บนจอแสดงผล เรารู้ว่า LCD ทำงานในสองโหมด ได้แก่ โหมด 4 บิตและโหมด 8 บิต

นาฬิกา GPS โดยใช้บอร์ด Arduino พร้อม LCD

นาฬิกา GPS โดยใช้ Arduino Board Board, LCD Display และ GPS Receiver

โครงการนี้ใช้ฟังก์ชันไลบรารีโหมด 4 บิตเพื่อทำให้อินเทอร์เฟซของบอร์ด Arduino และ LCD ง่ายขึ้น พินดิจิทัลของ Arduino เชื่อมต่อกับเปิดใช้งานและรีเซ็ตพินของ LCD ในทำนองเดียวกันหมุดข้อมูลของ Arduino จะเชื่อมโยงกับหมุดข้อมูลขาข้อมูลของ LCD ตามลำดับ ขาบวกของ LCD เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันโดยใช้ตัวต้านทาน 1K-ohm และขาขั้วลบของ LCD เชื่อมต่อกับขั้ว GND

ซอฟต์แวร์โครงการ

โครงการทั้งหมดสามารถควบคุมได้โดยโปรแกรมของ Arduino ซึ่งโหลดลงในหน่วยความจำ โปรแกรมของ Arduino ถูกเขียนขึ้นใน Arduino ภาษาโปรแกรม และการอัพโหลดโปรแกรมทำได้โดย Arduino IDE โปรเจ็กต์นี้ไม่ต้องการไฟล์ส่วนหัวภายนอกสำหรับการเขียนโปรแกรม เชื่อมต่อ Arduino กับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและเลือกตัวเลือกที่ถูกต้องพอร์ต COM ใน Arduino IDE รวบรวมโปรแกรม Arduino และเลือกบอร์ดที่ถูกต้องจาก Tools

สรุป

จากข้อมูลข้างต้นเราสามารถสรุปได้ว่าการใช้โครงการนี้เราสามารถรับวันที่เวลาและสถานที่จากเครื่องรับ GPS จากนั้นแสดงข้อมูลทั้งหมดบนจอ LCD องค์ประกอบที่ดีที่สุดของโครงการนี้คือทุกคนสามารถออกแบบได้ด้วยตัวเองอย่างถูกต้องตามความต้องการ คุณสามารถวางไว้ในกล่องแสนสนุกรับนวัตกรรมและสนุกกับการออกแบบนาฬิกา การเรียนรู้และออกแบบโครงงานด้วยตัวเองนั้นน่าทึ่งและให้ความมั่นใจกับนักเรียนทุกกลุ่มอายุ นอกจากนี้ข้อสงสัยใด ๆ ในการใช้โครงการ Arduino หรือโครงการที่ใช้ GPS โปรดให้ข้อเสนอแนะของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณส่วนประกอบที่จำเป็นที่ใช้ในโครงการนาฬิกา GPS และ Arduino นี้มีอะไรบ้าง?

เครดิตภาพ