Une horloge bon marché et précise basée sur le GPS

Composants et fournitures

Arduino UNO

Adafruit RGB rétro-éclairé LCD - 16x2

dans mon cas, un écran LCD 20x4 sans marque avec adaptateur I2C pour une connectivité facile

Planche à pain (générique)

Câbles de raccordement (générique)

Récepteur GPS (générique)

GY-GPS6Mv2 avec ublox NEO-6M

Applications et services en ligne

Arduino IDE

À propos de ce projet

Jusqu'à présent, j'ai utilisé diverses horloges RTC pour des projets d'horloge ou obtenu l'heure des serveurs NTP. Dans ce projet, je vous présente une autre source :l'analyse à partir de la chaîne NMEA des satellites GPS du monde entier.

J'ai été surpris de voir à quel point un récepteur GPS est bon marché aujourd'hui :obtenez-en un (dans mon cas, le GY-GPS6Mv2 est utilisé).

a.) un premier test - facultatif - sur un PC Windows :installez « u-center » en téléchargement depuis U-Blox.

À l'aide d'un adaptateur FTDI, le breakout GPS trouve son chemin vers le port COM de votre PC et montre la fixation (la connexion) à l'orbite après environ 1 minute. A cet effet, un voyant de contrôle rouge sur le breakout clignote.

Les graphiques générés automatiquement vous donnent envie d'expérimenter davantage avec le GPS. Avec F8 - Text Console dans le menu Affichage, vous obtenez les différentes chaînes NMEA livrées.

b.) Vous pouvez effectuer un test de décodage sur les services en ligne gratuits :https://rl.se/gprmc

Maintenant qu'il est assuré que vous disposez d'un récepteur GPS fonctionnel - assurez-vous qu'il y a une vue du ciel - nous pouvons extraire les informations souhaitées de la chaîne selon vos propres souhaits.

Nous utilisons une bibliothèque Adafruit "Adafruit GPS Library" - si vous l'avez installée dans l'IDE Arduino, vous pouvez essayer un peu avec les exemples.

c.) Circuit

Arduino A4> Affichage SDA Arduino A5> Affichage SCL

#include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 20, 4); // définir l'adresse LCD> souvent 0x27 ou 0x3F

> utiliser un écran qui traîne, peut-être un 16x2 ?

#include #include

Connectez la broche d'alimentation GPS à 5VConnectez la broche GPS Ground à la terreConnectez la broche GPS TX (transmission) à Digital 8Connectez la broche GPS RX (réception) à Digital 7 // vous pouvez modifier les numéros de broche pour qu'ils correspondent à votre câblage :SoftwareSerial mySerial (8 , 7);Adafruit_GPS GPS(&mySerial);

> le récepteur GPS est tolérant à 3,3 / 5V.

d.) Notre montre doit donner l'heure, la date, une indication de la vitesse du vent et disons l'altitude. Nous n'avons pas besoin de localisation car ma montre s'arrêtera à la fenêtre.

Une chaîne NMEA fournit l'heure au standard UTC. Une conversion dans le fuseau horaire local est à nous. Tant que personne ne fait une meilleure proposition, j'ajoute +1 pour mon fuseau horaire (Europe Berlin).

int timezone =+1 ; // Europe/Berlin (UTC +0100)> NMEA est orienté UTC

Ajustez le fuseau horaire à votre convenance. L'heure variable est ensuite utilisée dans le code pour la sortie sur l'écran LCD au lieu de GPS.hour - la valeur UTC.

// sortie sur écran LCD
lcd.setCursor(5,0); // ,0 =première ligne
int heure =(GPS.heure) + fuseau horaire ; // formater GPS.hour UTC à votre fuseau horaire individuel
if (heure <10) { lcd.print('0'); }
lcd.print(heure, DEC); lcd.print(':');

En Europe, nous utilisons "km/h" au lieu de nœuds pour la vitesse du vent. J'ai donc d'abord converti la valeur de nœuds en km/h à l'aide d'une constante, puis je l'ai regroupée.> 1 nœud =1,852 kilomètre par heure

vitesse flottante =(GPS.speed) * 1,852 ; // Passer de Vitesse/Knoten> Vitesse/km/h

Évaluation selon Wikipédia :

if (vitesse <=1) {lcd.print(" Windstille");}
else if ((vitesse> 1) &&(vitesse <=9)) {lcd.print(" leiser Zug");}
else if ((vitesse> 9) &&(vitesse <=46)) {lcd.print(" Brise");}
else if ((vitesse> 46) &&(vitesse <=56)) {lcd.print(" Starker Wind");}
else if ((speed> 56) &&(speed <=74)) {lcd.print(" stuerm. Wind");}
else if ((vitesse> 74) &&(vitesse <=83)) {lcd.print(" Sturm");}
else if ((vitesse> 83) &&(vitesse <=102)) {lcd.print(" schwerer Sturm");}
else if (vitesse> 102) {lcd.print(" Orkan");}
else {lcd.print(" ohne Bewertung ");}

Le résultat est affiché à l'écran comme suit et peut bien sûr être adapté à vos propres souhaits :

J'ai laissé la fréquence de mise à jour à 2 secondes dans la boucle. J'ai même tendance à renoncer aux secondes et aux hauteurs au profit d'un affichage 16x2.

Amusez-vous à explorer les diverses options GPS !

En Europe, nous avons également l'évaluation d'un signal radio DCF77 disponible. Cependant, celui-ci est nettement plus cher et sa prise en main serait très sensible.

Code

GPS_SoftwareSerial_Parsing_ilo

GPS_SoftwareSerial_Parsing_iloC/C++

Exemple Adafruits ajusté un peu// Code de test pour les modules GPS Adafruit utilisant le pilote MTK3329/MTK3339//// Ce code montre comment écouter le module GPS dans une interruption// ce qui permet au programme d'avoir plus de 'liberté' - il suffit d'analyser // lorsqu'une nouvelle phrase NMEA est disponible ! Accédez ensuite aux données quand// vous le souhaitez.//// Testé et fonctionne très bien avec le module GPS Adafruit Ultimate// en utilisant le chipset MTK33x9// ------> http://www.adafruit.com/products/746/ / Achetez-en un aujourd'hui dans la boutique d'électronique Adafruit // et aidez à prendre en charge le matériel et les logiciels open source ! -ada// modifié 01.02.2020 - Ingo Lohs// Décodeur GPRMC &GPGGA :https://rl.se/gprmc#include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F,20,4); // définissez l'adresse LCD sur 0x27 pour un affichage de 16 caractères et 2 lignes> 0x3F dans mon cas pour un affichage LCD 2004#include #include // Connectez la broche d'alimentation GPS à 5V/ / Connectez la broche GPS Ground à la terre // Connectez la broche GPS TX (transmission) à Digital 8// Connectez la broche GPS RX (receive) à Digital 7 // vous pouvez modifier les numéros de broche pour qu'ils correspondent à votre câblage :SoftwareSerial mySerial ( 8, 7);Adafruit_GPS GPS(&mySerial);// Réglez GPSECHO sur 'false' pour désactiver l'écho des données GPS vers la console série// Réglez sur 'true' si vous voulez déboguer et écouter les phrases GPS brutes# définir GPSECHO trueint timezone =+1 ; // Europe/Berlin (UTC +0100)> NMEA est une configuration void orientée UTC(){ lcd.init(); LCD rétro-éclairage(); // se connecte à 115200 afin que nous puissions lire le GPS assez rapidement et faire écho sans laisser de caractères // le cracher également Serial.begin(115200); retard (5000); Serial.println("Test de base de la bibliothèque GPS Adafruit !"); // 9600 NMEA est le débit en bauds par défaut pour les GPS Adafruit MTK - certains utilisent 4800 GPS.begin (9600); //> dans mon cas, j'utilise UBLOX 6M:GY-GPS6Mv2 // décommentez cette ligne pour activer RMC (minimum recommandé) et GGA (données fixes) y compris l'altitude GPS.sendCommand(PMTK_SET_NMEA_OUTPUT_RMCGGA); // Décommentez cette ligne pour activer uniquement les données "minimum recommandées" //GPS.sendCommand(PMTK_SET_NMEA_OUTPUT_RMCONLY); // Pour l'analyse des données, nous ne suggérons d'utiliser autre chose que RMC uniquement ou RMC+GGA car // l'analyseur ne se soucie pas des autres phrases pour le moment // Définir le taux de mise à jour GPS.sendCommand(PMTK_SET_NMEA_UPDATE_1HZ); // Taux de mise à jour de 1 Hz // Pour que le code d'analyse fonctionne correctement et ait le temps de trier les données, et // l'imprime, nous ne suggérons pas d'utiliser quoi que ce soit de plus de 1 Hz // Demander des mises à jour sur l'état de l'antenne, commenter pour garder le silence GPS.sendCommand(PGCMD_ANTENNA); retard(1000); // Demander la version du firmware mySerial.println(PMTK_Q_RELEASE);}uint32_t timer =millis();void loop() // exécuter encore et encore{ char c =GPS.read(); // si vous voulez déboguer, c'est le bon moment pour le faire ! if ((c) &&(GPSECHO)) Serial.write(c); // si une phrase est reçue, nous pouvons vérifier la somme de contrôle, l'analyser... if (GPS.newNMEAreceived()) { // une chose délicate ici est si nous imprimons la phrase NMEA, ou les données // nous finissons pas écouter et attraper d'autres phrases! // soyez donc très prudent si vous utilisez OUTPUT_ALLDATA et essayez d'imprimer des données //Serial.println(GPS.lastNMEA()); // cela définit également l'indicateur newNMEAreceived() sur false if (!GPS.parse(GPS.lastNMEA())) // cela définit également l'indicateur newNMEAreceived() sur false return ; // nous pouvons échouer dans l'analyse d'une phrase auquel cas nous devons simplement attendre un autre } // si millis() ou timer se termine, nous le réinitialiserons simplement if (timer> millis()) timer =millis(); // environ toutes les 2 secondes environ, affiche les statistiques actuelles if (millis() - timer> 2000) { timer =millis(); // réinitialiser la minuterie Serial.print("\nTime:"); if (GPS.heure <10) { Serial.print('0'); } Serial.print(GPS.hour, DEC); Serial.print(':'); if (GPS.minute <10) { Serial.print('0'); } Serial.print(GPS.minute, DEC); Serial.print(':'); if (GPS.secondes <10) { Serial.print('0'); } Serial.print(GPS.seconds, DEC); Serial.print('.'); if (GPS.milliseconds <10) { Serial.print("00"); } else if (GPS.milliseconds> 9 &&GPS.milliseconds <100) { Serial.print("0"); } Serial.println(GPS.milliseconds); Serial.print("Date :"); Serial.print(GPS.day, DEC); Serial.print('/'); Serial.print(GPS.month, DEC); Serial.print("/20"); Serial.println(GPS.year, DEC); Serial.print("Fix:"); Serial.print((int)GPS.fix); Serial.print(" qualité :"); Serial.println((int)GPS.fixquality); // sortie sur l'écran LCD lcd.setCursor(5,0); // ,0 =première ligne int heure =(GPS.heure) + fuseau horaire ; // formater GPS.heure UTC dans votre fuseau horaire individuel if (heure <10) { lcd.print('0'); } lcd.print(heure, DEC); lcd.print(':'); if (GPS.minute <10) { lcd.print('0'); } lcd.print(GPS.minute, DEC); lcd.print(':'); if (GPS.secondes <10) { lcd.print('0'); } lcd.print(GPS.secondes, DEC); // sortie sur l'écran LCD lcd.setCursor(5,1) ; // ,0 =deuxième ligne if (GPS.day <10) { lcd.print('0'); } lcd.print(GPS.jour, DEC); lcd.print('.'); if (GPS.mois <10) { lcd.print('0'); } lcd.print(GPS.mois, DEC); lcd.print('.'); lcd.print(GPS.année, DEC); if (GPS.fix) { // avons-nous une connexion satellite ? si oui, nous avons plus de valeurs :Serial.print("Location:"); Serial.print(GPS.latitude, 4); Serial.print(GPS.lat); Serial.print(", "); Serial.print(GPS.longitude, 4); Serial.println(GPS.lon); Serial.print("Vitesse (nœuds):"); Serial.println(GPS.speed); Serial.print("Angle :"); Serial.println(GPS.angle); Serial.print("Altitude :"); Serial.println(GPS.altitude); Serial.print("Satellite :"); Serial.println((int)GPS.satellites); lcd.setCursor(0,2) ; // ,2 =troisième ligne // 1 Knoten =1,852 Kilomètre par heure float speed =(GPS.speed) * 1,852 ; // Passer de Vitesse/Knoten> Vitesse/km/h //lcd.print("Vitesse km/h:"); lcd.print(vitesse); // Bewertung der Windstärke nach https://de.wikipedia.org/wiki/Windgeschwindigkeit /* Beschreibung - Geschwindigkeit en km/h * Windstille - 0-1 * leiser Zug - 2-9 * leichte Brise - 10-19 * schwache Brise - 20-28 * mäßige Brise - 29-37 * frische Brise - 38-46 * starker Wind - 47-56 * stürmischer Wind - 57-74 * Sturm - 75-83 * schwerer Sturm - 84-102 * Orkan -> 103 */ if (vitesse <=1) {lcd.print(" Windstille");} else if ((vitesse> 1) &&(vitesse <=9)) {lcd.print(" leiser Zug");} else if ((vitesse> 9) &&(vitesse <=46)) {lcd.print(" Brise");} else if ((vitesse> 46) &&(vitesse <=56)) {lcd.print(" vent plus fort ");} else if ((vitesse> 56) &&(vitesse <=74)) {lcd.print(" stuerm. Wind");} else if ((vitesse> 74) &&(vitesse <=83)) { lcd.print(" Sturm");} else if ((vitesse> 83) &&(vitesse <=102)) {lcd.print(" schwerer Sturm");} else if (vitesse> 102) {lcd.print( " Orkan");} else {lcd.print(" ohne Bewertung");} lcd.setCursor(0,3) ; // ,3 =quatrième ligne lcd.print("Hoehe:"); lcd.print(GPS.altitude); } }}

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