Módulo GPS GY-NEO6MV2 – Guia completo de como usá-lo com o Arduino

Imagine adicionar o recurso de GPS no seu projeto ioT? Isso tornaria seu projeto muito mais completo e interessante, e isso é possível graças ao Módulo GPS GY-NEO6MV2. Acompanhe este tutorial e veja como é simples usar este módulo junto ao Arduino.

Antes de te apresentar o Módulo GPS GY-NEO6MV2, temos que entender um conceito importante:

– Como funciona o GPS?

A função dos receptores GPS é descobrir a que distância eles estão de vários satélites.

Os satélites transmitem informações sobre sua posição e a hora atual na forma de sinais de rádio em direção à Terra. Esses sinais identificam os satélites e informam ao receptor onde eles estão localizados.

O receptor então calcula a distância de cada satélite, levando em consideração quanto tempo levou para os sinais chegarem. Uma vez que tenha informações sobre a distância de pelo menos três satélites e onde eles estão no espaço, o receptor pode identificar sua localização na Terra.

Agora que você já sabe como funciona um GPS, vamos falar um pouco do protagonista do nosso tutorial: o Módulo GPS GY-NEO6MV2.

O Módulo GPS GY-NEO6MV2 é um dispositivo que tem como finalidade definir a geolocalização e fornecer os dados para uma plataforma microcontrolada.

Este Módulo conta com uma antena externa para melhorar a recepção de sinal e a comunicação com a plataforma microcontrolada é feita via serial (RX / TX).

– Especificações:

– Modelo: GY-NEO6MV2

– Tensão de operação: 2,7 a 5VDC

– Corrente de operação: 45mA

– Comunicação: serial

– Possui conector U.FL para antena

– Possui bateria para backup de informações

– Nível lógico: 3.3 e 5V

– Taxa de comunicação (padrão): 9600 bauds

– Warm start: 1s

– Cold start: 27s

– Temperatura de operação: -40 a 85°Celsius

– Precisão: 5m

– Conhecendo o Módulo GPS GY-NEO6MV2 mais a fundo

O chip GPS NEO-6M da u-blox é o coração deste módulo. Este chip é cheio de recursos, o que torna este módulo bem completo.

Ele pode rastrear até 22 satélites em 50 canais, com uma sensibilidade de rastreamento de -162dBm, enquanto consome apenas 45mA de corrente.

Ao contrário de outros módulos GPS, ele pode fazer até 5 atualizações de localização por segundo com precisão de posição horizontal de 2,5m.

Um dos melhores recursos que o chip oferece é o Power Save Mode (PSM), que permite uma redução no consumo de energia do sistema ligando e desligando seletivamente partes do receptor. Isso reduz drasticamente o consumo de energia do módulo (de 45 para 11mA), tornando-o adequado para aplicações sensíveis à energia, como relógio de pulso com GPS.

Há um LED no Módulo GPS NEO-6M que indica o status da Posição Fixa. Ele piscará em várias taxas, dependendo do estado em que está:

Sem piscar – está procurando por satélites.

Pisca a cada 1s – Posição Fixa encontrada (o módulo pode ver satélites suficientes).

A tensão de operação do chip NEO-6M é de 2,7 a 3,6V. Porém, um regulador de 3.3V já vem integrado ao módulo, assim, os pinos lógicos deste módulo são tolerantes a 5V para que possamos conectá-lo facilmente a um Arduino ou a qualquer outro microcontrolador lógico de 5V, sem a necessidade de reguladores de tensão externos.

O Módulo GPS GY-NEO6MV2 possui uma EEPROM de 4KB de conectada ao chip NEO-6M. Além disso, ele também contém uma bateria recarregável que atua como um supercapacitor.

A EEPROM em conjunto com a bateria é usada pelo módulo para armazenar os dados de relógio e posição mais recentes, assim, o tempo de detecção de dados é reduzido sempre que iniciar o módulo.

Vale lembrar que a bateria deste módulo é carregada automaticamente quando o módulo é ligado.

Não podemos esquecer da antena que acompanha o Módulo GPS GY-NEO6MV2. Sem ela, não há comunicação.

A antena possui um conector U.FL para ser conectado ao módulo e tem sensibilidade de rastreamento de -162dBm, como mencionado acima.

– Pinagem do Módulo GPS GY-NEO6MV2

Ligar este módulo à uma plataforma embarcada não tem mistério, já que o mesmo possui somente 4 pinos:

– Quer testar seu Módulo GPS GY- NEO6MV2 antes de realizar a prática?

O U-center da u-blox é um software para avaliação, análise de desempenho e configuração de receptores GPS U-blox, incluindo o NEO-6M. É uma ferramenta gratuita, mas só pode ser usada na plataforma Windows.

Ele pode exibir visualização de dados estruturados e gráficos em tempo real de qualquer receptor GPS, como:

Visualização de resumo de satélite
Visualização do resumo da navegação
Bússola, velocímetro, relógio, altímetro
Visualização de gráfico de quaisquer dois parâmetros de escolha
Funcionalidade de gravação e reprodução de dados

Você pode fazer o download do U-Center, clicando aqui.

Para testar o seu Módulo, você precisará deste software instalado no seu computador e também de um conversor USB para TTL. Em nossa Loja Virtual, você encontra alguns modelos de conversores. A fim de demonstração, usarei um conversor CH340.

A ligação entre o conversor CH340 e o módulo deve ser feita como mostra a imagem:

Após a instalação do U-Center, inicie o programa em seu computador. Basta você ir em Menu Iniciar > u-center-v22.02. A tela inicial do programa será conforme a seguinte imagem:

Localize a barra de ferramentas de comunicação e clique na seta ao lado do ícone. Isso mostrará uma lista com todas as portas COM disponíveis. Selecione a porta COM correspondente onde o receptor está conectado.

Ao conectar-se com a porta COM correta, após alguns segundos, a ferramenta começará a ler alguns dados, como mostra a imagem:

O botão do Text Console mostrará as sequencias NMEA brutas.

Mas o que são essas sequencias NMEA?

NMEA é um acrônimo para National Marine Electronics Association . Este é um formato de mensagem padrão para quase todos os receptores GPS. O padrão NMEA é formatado em linhas de dados chamadas sentenças. Cada frase é separada por vírgulas para facilitar a análise por computadores e microcontroladores.

Essas sentenças NMEA são enviadas em um intervalo chamado taxa de atualização. O módulo GPS NEO-6M atualiza essas informações uma vez por segundo (frequência de 1Hz) por padrão.

E se essas sequencias apareceram, seu módulo está funcionando perfeitamente.

Depois desse teste, vamos ver o funcionamento deste módulo na prática?

– O que vamos precisar para a prática

Para o desenvolvimento desta prática, vamos usar:

– 1 Placa ATmega328p com Cabo USB A/B (Compatível com Arduino Uno R3);

– 1 Módulo GPS GY-NEO6MV2;

– Cabos Jumper Macho-fêmea;

Você encontra todos esses produtos e muito mais em nossa Loja Virtual. Utilize o cupom VIMDOBLOG e ganhe desconto na sua compra. Aproveite!!

– Esquema de ligação

– Tutorial de instalação e configuração do ambiente de programação do Arduino:

Se seu IDE ainda não está configurado para iniciar suas programações, execute o tutorial Arduino – Instalação e Configuração da IDE no Windows antes de dar prosseguimento na prática.

– Instalação de Biblioteca

Como mencionamos acima, o Módulo GPS GY- NEO6MV2 recebe dados em sentenças NMEA. Para simplificar nosso trabalho, temos uma biblioteca chamada biblioteca TinyGPS++. Esta biblioteca faz o trabalho pesado necessário para receber dados de módulos GPS, como ler e extrair dados úteis em segundo plano.

Faça o download da biblioteca TinyGPS++ clicando aqui, e em seguida faça a instalação da mesma no IDE do Arduino.

Se você não sabe como fazer a instalação de bibliotecas no IDE, acesse o link abaixo e em seguida retorne para continuar:

Arduino – Importando bibliotecas para o IDE

– Código da prática:

O código para testes está abaixo, basta copiar o mesmo, colar no IDE, salvar e carregar:

//INCLUSÃO DE BIBLIOTECAS
#include <TinyGPS++.h>
#include <SoftwareSerial.h>

/*DEFINIÇÃO DE PINOS DO ARDUINO. LEMBRE-SE: O PINO ONDE VOCÊ CONECTOU O TX SERÁ O RX AQUI NO CÓDIGO E VICE-VERSA. ISSO É POR CAUSA DA
COMUNICAÇÃO SERIAL. PARA MAIS DETALHES, VOCÊ PODE CONSULTAR NOSSO BLOG*/
int RXPin = 2;
int TXPin = 3;

int GPSBaud = 9600;

//CRIANDO UM O BJETO PARA COMUNICAR COM A BIBLIOTECA
TinyGPSPlus gps;

// CRIANDO UMA PORTA SERIAL gpsSerial PARA CONVERSAR COM MÓDULO
SoftwareSerial gpsSerial(RXPin, TXPin);

void setup()
{
// INICIA A SERIAL
Serial.begin(9600);

// INICIA A PORTA SERIAL DO SOFTWARE NO BAUD PADRÃO DO GPS, COMO DETERMINAMOS ACIMA:9600
gpsSerial.begin(GPSBaud);
}

void loop()
{
// TODA VEZ QUE FOR LIDA UMA NOVA SENTENÇA NMEA, CHAMAREMOS A FUNÇÃO displayInfo() PARA MOSTRAR OS DADOS NA TELA
while (gpsSerial.available() > 0)
if (gps.encode(gpsSerial.read()))
displayInfo();

//SE EM 5 SEGUNDOS NÃO FOR DETECTADA NENHUMA NOVA LEITURA PELO MÓDULO,SERÁ MOSTRADO ESTA MENSGEM DE ERRO.
if (millis() > 5000 && gps.charsProcessed() < 10)
{
Serial.println("Sinal GPS não detectado");
while(true);
}
}

void displayInfo()//FUNÇÃO RESPONSAVEL PELA LEITURA DOS DADOS
{
if (gps.location.isValid())//SE A LOCALIZAÇÃO DO SINAL ENCONTRADO É VÁLIDA, ENTÃO
{
Serial.print("Latitude: ");
Serial.println(gps.location.lat(), 6);//IMPRIME NA SERIAL O VALOR DA LATIDUE LIDA
Serial.print("Longitude: ");
Serial.println(gps.location.lng(), 6);//IMPRIME NA SERIAL O VALOR DA LONGITUDE LIDA

}
else
{
Serial.println("Não detectamos a localização");//SE NÃO HOUVER NENHUMA LEITURA, IMPRIME A MENSAGEM DE ERRO NA SERIAL
}

Serial.print("Data: ");
if (gps.date.isValid())//IMPRIME A DATA NA SERIAL
{
Serial.print(gps.date.day());//LEITURA DO DIA
Serial.print("/");
Serial.print(gps.date.month());//LEITURA DO MêS
Serial.print("/");
Serial.println(gps.date.year());//LEITURA DO ANO
}
else
{
Serial.println("Erro");//SE NÃO HOUVER NENHUMA LEITURA, IMPRIME A MENSAGEM DE ERRO NA SERIAL
}

Serial.print("Time: "); //LEITURA DA HORA PARA SER IMPRESSA NA SERIAL
if (gps.time.isValid())
{
if (gps.time.hour() < 10) Serial.print(F("0"));
Serial.print(gps.time.hour() - 3); //AJUSTA O FUSO HORARIO PARA NOSSA REGIAO (FUSO DE SP 03:00, POR ISSO O -3 NO CÓDIGO) E IMPRIME NA SERIAL
Serial.print(":");
if (gps.time.minute() < 10) Serial.print(F("0"));
Serial.print(gps.time.minute());//IMPRIME A INFORMAÇÃO DOS MINUTOS NA SERIAL
Serial.print(":");
if (gps.time.second() < 10) Serial.print(F("0"));
Serial.print(gps.time.second());//IMPRIME A INFORMAÇÃO DOS SEGUNDOS NA SERIAL


}
else
{
Serial.println("Não detectamos o horário atual");//SE NÃO HOUVER NENHUMA LEITURA, IMPRIME A MENSAGEM DE ERRO NA SERIAL
}

Serial.println();
Serial.println();
delay(1000);
}

//INCLUSÃO DE BIBLIOTECAS

#include <TinyGPS++.h>

#include <SoftwareSerial.h>

/*DEFINIÇÃO DE PINOS DO ARDUINO. LEMBRE-SE: O PINO ONDE VOCÊ CONECTOU O TX SERÁ O RX AQUI NO CÓDIGO E VICE-VERSA. ISSO É POR CAUSA DA

COMUNICAÇÃO SERIAL. PARA MAIS DETALHES, VOCÊ PODE CONSULTAR NOSSO BLOG*/

int RXPin = 2;

int TXPin = 3;

int GPSBaud = 9600;

//CRIANDO UM O BJETO PARA COMUNICAR COM A BIBLIOTECA

TinyGPSPlus gps;

// CRIANDO UMA PORTA SERIAL gpsSerial PARA CONVERSAR COM MÓDULO

SoftwareSerial gpsSerial(RXPin, TXPin);

void setup()

{

// INICIA A SERIAL

Serial.begin(9600);

// INICIA A PORTA SERIAL DO SOFTWARE NO BAUD PADRÃO DO GPS, COMO DETERMINAMOS ACIMA:9600

gpsSerial.begin(GPSBaud);

}

void loop()

{

// TODA VEZ QUE FOR LIDA UMA NOVA SENTENÇA NMEA, CHAMAREMOS A FUNÇÃO displayInfo() PARA MOSTRAR OS DADOS NA TELA

while (gpsSerial.available() > 0)

if (gps.encode(gpsSerial.read()))

displayInfo();

//SE EM 5 SEGUNDOS NÃO FOR DETECTADA NENHUMA NOVA LEITURA PELO MÓDULO,SERÁ MOSTRADO ESTA MENSGEM DE ERRO.

if (millis() > 5000 && gps.charsProcessed() < 10)

{

Serial.println("Sinal GPS não detectado");

while(true);

}

void displayInfo()//FUNÇÃO RESPONSAVEL PELA LEITURA DOS DADOS

{

if (gps.location.isValid())//SE A LOCALIZAÇÃO DO SINAL ENCONTRADO É VÁLIDA, ENTÃO

{

Serial.print("Latitude: ");

Serial.println(gps.location.lat(), 6);//IMPRIME NA SERIAL O VALOR DA LATIDUE LIDA

Serial.print("Longitude: ");

Serial.println(gps.location.lng(), 6);//IMPRIME NA SERIAL O VALOR DA LONGITUDE LIDA

}

else

{

Serial.println("Não detectamos a localização");//SE NÃO HOUVER NENHUMA LEITURA, IMPRIME A MENSAGEM DE ERRO NA SERIAL

}

Serial.print("Data: ");

if (gps.date.isValid())//IMPRIME A DATA NA SERIAL

{

Serial.print(gps.date.day());//LEITURA DO DIA

Serial.print("/");

Serial.print(gps.date.month());//LEITURA DO MêS

Serial.print("/");

Serial.println(gps.date.year());//LEITURA DO ANO

}

else

{

Serial.println("Erro");//SE NÃO HOUVER NENHUMA LEITURA, IMPRIME A MENSAGEM DE ERRO NA SERIAL

}

Serial.print("Time: "); //LEITURA DA HORA PARA SER IMPRESSA NA SERIAL

if (gps.time.isValid())

{

if (gps.time.hour() < 10) Serial.print(F("0"));

Serial.print(gps.time.hour() - 3); //AJUSTA O FUSO HORARIO PARA NOSSA REGIAO (FUSO DE SP 03:00, POR ISSO O -3 NO CÓDIGO) E IMPRIME NA SERIAL

Serial.print(":");

if (gps.time.minute() < 10) Serial.print(F("0"));

Serial.print(gps.time.minute());//IMPRIME A INFORMAÇÃO DOS MINUTOS NA SERIAL

Serial.print(":");

if (gps.time.second() < 10) Serial.print(F("0"));

Serial.print(gps.time.second());//IMPRIME A INFORMAÇÃO DOS SEGUNDOS NA SERIAL

}

else

{

Serial.println("Não detectamos o horário atual");//SE NÃO HOUVER NENHUMA LEITURA, IMPRIME A MENSAGEM DE ERRO NA SERIAL

}

Serial.println();

delay(1000);

}

– Resultado Final

Você pode conferir o resultado desta prática no vídeo abaixo.

Gostou do resultado final? Então deixe seu feedback nos comentários. Estou ansiosa para saber se você desenvolveu esta prática!!!

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Espero ter contribuído com seu aprendizado. Até a próxima!!

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