COMO UTILIZAR O MÓDULO GPS NEO-6M COM O ARDUINO
A utilização de sistemas de posicionamento global (GPS) tem se tornado cada vez mais comum em diversas aplicações, como navegação veicular, rastreamento de objetos e geolocalização em dispositivos móveis. Com os avanços tecnológicos, foram desenvolvidos módulos GPS compactos, eficientes e precisos, capazes de fornecer informações de posicionamento em tempo real.
Dentre esses módulos, destaca-se o GPS Neo-6M como uma solução popular e confiável para aplicações que exigem precisão e versatilidade no posicionamento global. Desenvolvido pela u-blox, uma empresa líder em tecnologias de posicionamento, o Neo-6M combina recursos avançados, consumo de energia otimizado e um formato compacto, tornando-o uma escolha atraente para projetos que necessitem de rastreamento preciso de localização.
Neste artigo, você aprenderá sobre as principais características do módulo GPS Neo-6M e como integrá-lo de maneira prática ao Arduino Uno. Com a combinação do módulo GPS Neo-6M e o Arduino, você poderá desenvolver uma variedade de projetos envolvendo geolocalização e rastreamento.
Como funciona o GPS de um modo geral?
Cada satélite GPS transmite continuamente sinais de rádio contendo dados cruciais, que incluem informações sobre sua posição orbital e a hora exata de acordo com relógios atômicos extremamente precisos. Esses sinais são essenciais para o funcionamento e a precisão do sistema de posicionamento global.
Os receptores GPS, como os encontrados em smartphones ou dispositivos de navegação, recebem esses sinais e usam as informações transmitidas pelos satélites para calcular a distância entre o receptor e cada satélite. A partir dessas medições de distância, o receptor GPS é capaz de determinar sua própria localização por meio de um processo chamado trilateração.
A trilateração envolve medir a distância do receptor a pelo menos três satélites diferentes e, em seguida, usar essas informações para calcular a posição exata do receptor no espaço tridimensional. Com base nas coordenadas de latitude, longitude e altitude calculadas, o receptor GPS pode determinar a posição precisa do usuário em relação aos satélites. Além disso, o GPS também pode fornecer informações sobre velocidade, direção e tempo.
Módulo GPS Neo-6M
O módulo GPS Neo-6M utiliza os sinais dos satélites para determinar a posição exata em latitude, longitude e altitude. Ele também pode fornecer informações adicionais, como velocidade, direção e hora precisa. O dispositivo é capaz de receber sinais de até 22 satélites simultaneamente, o que garante uma cobertura global confiável.
O módulo oferece recursos avançados, como o suporte ao protocolo NMEA (National Marine Electronics Association), que permite a comunicação entre o módulo GPS e outros dispositivos eletrônicos. Isso possibilita a integração fácil com microcontroladores e sistemas embarcados. O módulo GPS NEO-6M é mostrado na Figura 1.
Figura 1 - Módulo GPS NEO-6M
Características do módulo GPS NEO-6M
- Tensão de operação: 3,3 a 5V DC;
- Consumo de corrente: 45mA
- Taxa de transmissão padrão: 9600 bps
- Antena Incluída
- Memória EEPROM embutida.
- DIMENSÕES DO MÓDULO 30x23x4mm
- DIMENSÕES DA ANTENA 25x25x8mm
Aplicações do módulo GPS NEO-6M
- Rastreamento de veículos
- Sistemas de navegação pessoal
- Geolocalização em projetos IoT
- Projeto de drones
- Meteorologia
Pinagem
O módulo GPS NEO-6M possui quatro pinos: VCC, RX, TX e GND. O módulo se comunica com o Arduino via comunicação serial usando os pinos TX e RX.
Figura 2 - Pinagem do módulo GPS NEO-6M
Conectando o módulo GPS NEO-6M ao Arduino Uno
Considerando a utilização do módulo GPS NEO-6M integrado ao Arduino Uno, podemos desenvolver projetos de rastreamento e localização de forma bastante simples.
A seguir, iremos demonstrar através da elaboração de um circuito como realizar esta integração entre o Arduino e o módulo NEO-6M de forma prática. O objetivo do circuito será fornecer os dados de localização (latitude e longitude) do dispositivo via GPS.
Materiais para montagem
Passos para a montagem do circuito
A montagem do circuito deve ser feita conforme imagem representada na Figura 3. Observe atentamente a posição correta de conexão dos pinos do módulo NEO-6M com o Arduino Uno.
Figura 3 - Montagem do circuito
Programação do Arduino
Para este projeto utilizaremos a biblioteca TinyGPSPlus. Esta biblioteca é responsável por simplificar a utilização do módulo GPS NEO-6M com o Arduino. A seguir estão as etapas para encontrar e instalar a biblioteca TinyGPSPlus pela IDE do Arduino:
- Abra a IDE do Arduino no seu computador.
- No menu, vá em "Sketch" > "Incluir Biblioteca" > "Gerenciar Bibliotecas".
- A janela "Gerenciador de Bibliotecas" será aberta. Na caixa de busca, digite "TinyGPSPlus".
- Os resultados da pesquisa serão exibidos. Localize a biblioteca "TinyGPSPlus" na lista e clique nela.
- Clique no botão "Instalar" para baixar e instalar a biblioteca.
- Aguarde até que a instalação seja concluída. Uma mensagem será exibida na parte inferior da janela informando que a biblioteca foi instalada com sucesso.
- Feche o Gerenciador de Bibliotecas.
Obtendo a localização (latitude e longitude) com o módulo GPS NEO-6M
Após a instalação da biblioteca TinyGPSPlus, basta abrir novamente a IDE do Arduino e digitar o respectivo código a seguir:
Por fim, faça o upload do código no Arduino Uno. O processo para fazer o upload do código no Arduino Uno é bem simples:
- Conecte o seu Arduino Uno utilizando o cabo USB.
- Vá em Ferramentas ? Placa ? Arduino Uno para selecionar sua placa no menu Arduino.
- Em seguida escolha a porta serial correta para sua placa, vá em ferramentas ? Porta serial ? COMx (Escolha a porta serial ao qual o seu Arduino estiver conectado).
- Agora basta clicar no botão Carregar.
Se não houver nenhum erro de digitação ou configuração, o código será gravado no Arduino. Caso contrário verifique se o código foi digitado corretamente e se as configurações estão corretas.
Após o código ser carregado com sucesso no Arduino, basta aguardar alguns instantes até que o led do módulo NEO-6M comece a piscar (indicando que existe sinal de GPS). Abra o monitor serial da IDE do Arduino e os valores de latitude e longitude deverão ser exibidos para visualização. A Figura 4 exibe os valores de Latitude e Longitude relativo a posição do nosso módulo.
Figura 4 - Latitude e Longitude via GPS e expressos no monitor serial do Arduino
Explicação do código:
O código proposto anteriormente é bastante simples. Basicamente no início, incluímos as bibliotecas TinyGPS++ e SoftwareSerial, definimos os pinos do Arduino que serão utilizados na comunicação serial ( pinos 2 e 3) com o módulo NEO-6M, bem como a taxa de transmissão do GPS (9600bps).
No void setup(), inicializamos a comunicação serial e o GPS, com a taxa de transmissão de 9600 bps.
Já no void loop(), verificamos o objeto GPS para ver se algum campo de dados foi atualizado.
Ainda no void loop(), temos uma parte muito importante do código, que são as funções gps.location.lat() e gps.location.lng(), utilizadas para obter a latitude e longitude do dispositivo. O número 6 se refere a quantidade de casas que queremos após a vírgula para os valores de latitude e longitude. Os valores captados de latitude e longitude serão exibidos no monitor serial do Arduino através da função Serial.print.
Obtendo mais informações de GPS usando a biblioteca TinyGPS++
A biblioteca TinyGPS++ oferece uma ampla gama de informações que podem ser obtidas além da latitude e longitude básicas. A seguir estão algumas das informações adicionais disponíveis e suas funções correspondentes, para que você possa implementá-las em seus códigos:
Conclusão
O Neo-6M é conhecido por sua facilidade de uso e baixo consumo de energia, tornando-o adequado para projetos embarcados. Ele se comunica com o Arduino usando uma interface serial padrão, permitindo que os dados do GPS sejam facilmente obtidos e processados pelo microcontrolador.
O módulo GPS Neo-6M com o Arduino oferece uma solução acessível e eficaz para adicionar recursos de posicionamento global a projetos. Suas características de precisão, o tornam uma opção popular para diversas aplicações, desde rastreamento de veículos até sistemas de navegação pessoal e projetos de IoT. Com sua capacidade de fornecer informações geoespaciais detalhadas, o Neo-6M amplia as possibilidades de criação e possibilita o desenvolvimento de projetos confiáveis.