2013年12月2日 星期一

[Arduino]GPS測速器


身為一個奉公守法的飆車族,

能夠知道自己真正的車速是一件很重要的事情,

而你永遠不會知道自己的儀表板的快樂程度,

所以就用GPS測定自己的車速了。


在露天上面可以找到許多UART界面的GPS模組,

上電之後,接收器就會自動連上衛星,並且透過Serial Port不斷的傳回數據,

這些數據為NMEA所制定的訊息格式,

因此直接使用TinyGPS++這個Arduino的函式庫來解讀GPS接收器所傳回來的訊息。


GPS除了可以讀回車速,也可傳回許多其他的相關資訊,

而這邊我總共抓取了車速、UTC時間、航向、HDOP(水平2D坐標精度因子) 以及所連接的衛星數量這五個參數。


為了易於判讀資訊以及減小體積,這邊只用一個四位數的七段顯示器來顯示資訊,

搭配Atmega8l上的兩個外部中斷,來調整顯示模式以及顯示亮度。


目前Atmega8l幾乎是市面上最便宜的Atmega系列晶片,甚至比有些attiny還來的便宜,

但也因為8k的flash,所以必須想盡辦法降低程式碼的體積,

因此使用了AVR-GCC直接對IO PORT存取的語法來點亮七段顯示器,

這邊把原本用來接外部振盪器的PB6,PB7也作為GPIO使用。





也為了搭配車上的12V電源,或者9V電池,所以另外規劃了一個5伏特的穩壓。







正面左邊為GPS模組,中間是共陽四位七段顯示器,


右邊兩個中斷的按鈕、2.1DC座以及開關。



背面分別為穩壓IC、Atmega8l以及GPS的陶瓷天線。

為了減小體積,Atmega8l直接焊死到板子上,

所以另外拉出了ICSP腳位方便之後修改程式碼。



顯示時間八點整,靠近七段顯示器的按鈕為中斷1(PD3,arduino pin3),調整亮度用。

另一個按鈕則為中斷0(PD2, arduino pin2),用來改變顯示模式。


Ublox neo 6m GPS module

程式碼:




compile後的大小

測試影片:

--------------------


GPS模組-----------------690
Atmega8l---------------39 共陽四位七段顯示器--50   
按鈕
開關
穩壓IC7805
電容104
2.1mm DC jack
洞洞板
接線

-----------------
TinyGPS++
NMEA Reference Manual 
u - blox 6 GPS Modules
Atmega8
Arduino IDE 1.0.1 and ATmega8 running at 8MHz with Optiboot








26 則留言:

  1. 有沒有詳細製作過程?很想做做看!

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    1. 電路圖以及程式碼都已經附上。
      比較麻煩的是要先利用USBASP將atmega8l燒入bootloader,
      接著燒入上面的程式碼之後,依照電路圖接線接好,
      就可以運作了。
      而燒bootloader的作法在文章下方有連結可參考。
      當然,這個作品也可以直接用Arduino UNO來作,但需要修改一點點程式碼。

      若有問題歡迎盡量提出:)

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    2. 如果使用Arduino UNO連接GPS不知道程式應該如何撰寫
      請求大大提供程式碼 只需要有經緯度就可以了!! 感謝!

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  2. 可以請問一下Atmega8l要怎麼燒錄嗎?要用專用燒錄器和程式編輯器嗎??還有上面我有看到兩張程式碼,一張很大張,後面那張小張的是甚麼呢?

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    1. 利用USBAPS透過SPI燒錄,露天上可以找的到。
      再燒錄程式之前要先燒入bootloader,文章後有我使用的bootloader的連結。

      程式碼後面的截圖只是要表示這些程式碼編譯之後的大小,
      因為atmega8只有8k的flash,因此要盡量用少量的程式碼做出需要的功能。

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    2. 喔~!!好的謝謝~找時間試試囉~!!有問題再麻煩你解惑囉~!!!

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  3. GPS用這種可以嗎?http://goods.ruten.com.tw/item/show?21310172254121

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    1. 只要是透過UART界面,以NMEA標準格式輸出訊息的GPS模組都可以喔!

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  4. http://goods.ruten.com.tw/item/show?21308054716524

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  5. 如果使用Arduino UNO連接GPS不知道程式應該如何撰寫
    請求大大提供程式碼 只需要有經緯度就可以了!! 感謝!

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  6. 想請問一下
    如果透過ISP用Progisp進行燒錄
    這樣還需要燒錄bootloader嗎?

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    1. 我並沒有使用Progisp的經驗,
      但以Arduino語言為基礎,我想bootloader是需要的。
      參考 http://diveduino.blogspot.tw/2012/11/usbasp-progisp-arduino.html

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  7. 不好意思,再請問一下

    影片中u-blox的模組在動作時亮紅燈

    是因為有用整體電路(加上ATMEGA8的程式)

    完成後啟動才亮嗎?

    因為自己用電腦跑u-center連接測試時GPS模組並沒有亮燈

    所以有點擔心是不是模組不小心弄壞了

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    1. 在我印象中影片內的紅燈應該是GPS模組的電源,
      (因為在某次的測試時被我摔壞了,所以沒辦法再確認一次)
      即使所使用的晶片是同一個,每個下游廠商Lay出來的PCB電路也都不盡相同,
      因此每個元件的用處還是要回去找Datasheet才準確。

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  8. 想問一下,如果沒有接上GPS時,以IC接上七段顯示器,這樣七段顯示器會有動作嗎(想以這樣確認程式是否有燒完整)

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  9. 會的,依照程式的邏輯會顯示「0000.」

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  10. 不好意思,在請問一下,新的GPS買來後有需要另外燒程式,還是能直接使用呢?

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    1. 只要上電就會以預設模式輸出GPS的訊息喔。

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  11. 請問tiny GPS函式庫的用意,只是讓他在Arduino IDE中能成功編譯程式嗎?
    透過另外一種方法燒錄程式,是有成功顯示"0000.",但按鈕按下去後並無反應
    且行進間也不會有任何變化,還是維持"0000."

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  12. 請問如影片的gps 測速器願意割愛嗎

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  13. 太酷了,有沒有開班授課的打算~~~有的話,通知一下,我想報名。

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  14. 想請問大大有在販賣嗎?

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  15. 最近把他改成能在uno上運行,用byte強制轉型之後會有overflow的問題

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  16. 作者已經移除這則留言。

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  17. 請問一下 您的七段顯示器是用哪一種的呀?

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