Gps i2c

Tipos de GPS I2C

GPS I2C refere-se a módulos de Sistema de Posicionamento Global que se comunicam usando o barramento Inter-Integrated Circuit. O barramento I2C é um protocolo de dois fios (serial) que pode conectar vários dispositivos a um único microcontrolador. Um módulo GPS I2C é um dispositivo pequeno que pode ser integrado a vários dispositivos eletrônicos. Alguns módulos GPS I2C comumente usados incluem APM 2.6, GY-NEO6MV2, Adafruit e U-blox NEO.

Os tipos de dispositivos GPS I2C podem ser categorizados com base em seus recursos e funções:

• Função de Registro: Alguns módulos GPS I2C registram dados de rastreamento na memória flash embarcada. A função de registro permite que o dispositivo permaneça operacional mesmo quando houver uma perda temporária de sinais de satélite. Além disso, os dados registrados podem ser usados para pós-processamento da rota.
• Portas seriais: Muitos módulos GPS I2C possuem várias portas seriais. As portas seriais adicionais permitem conectividade a diferentes dispositivos, melhorando assim a flexibilidade da comunicação.
• Conector de Antena Externa: Alguns módulos GPS possuem um conector SMA que permite a conexão de uma antena externa. Uma antena externa pode melhorar o recebimento de sinais de satélite para que o módulo GPS possa ser usado em aplicações que exigem desempenho otimizado.
• Sincronização da Câmera: Às vezes, é necessário sincronizar o sinal de tempo GPS com o carimbo de data/hora na câmera ao tirar fotos ou vídeos. Alguns módulos GPS facilitam o arranjo dos dados durante o pós-processamento, conectando-os à porta serial da câmera.
• Saída I2C e Serial: Muitos dispositivos GPS geram dados no formato National Marine Electronics Association (NMEA). Este formato ASCII pode ser lido por vários dispositivos. Alguns dispositivos GPS possuem saída I2C e serial, que interagem com microcontroladores e computadores, respectivamente.
• Receptor GPS Serial Fastrax S4S / S4: Este módulo GPS I2C pode ser interconectado usando um protocolo I2C ou serial. Os usuários podem escolher entre usar uma interface serial simples ou uma interface de barramento I2C.

Recursos e funções do GPS I2C

• Saída serial no formato NMEA típico

  A frase de formato NMEA comum é uma linguagem padrão que muitos receptores GPS utilizam para enviar dados. Isso consiste em latitude, longitude, velocidade e outros dados relevantes, mas em um formato diferente (NMEA) do que antes.

• Cronometragem de precisão

  A cronometragem Assisted-GPS (A-GPS) e A-GLONASS de alta precisão é essencial para um tempo preciso em aplicações de posicionamento. Pode ser colocado em sistemas Assisted-GPS (A-GPS) ou Assisted-GLONASS (A-GLONASS) para melhorar o desempenho e a confiabilidade.

• Receptor de baixo consumo de energia

  Receptores de baixo consumo de energia (menos de 50 mA de consumo de corrente em operação total, menos de 5 µA no modo de reserva) são essenciais para aplicações autônomas com bateria e de longo prazo.

• Múltiplas antenas

  O sistema de várias antenas do módulo GPS (por exemplo, duas ou mais antenas ativas) aumenta o desempenho do sistema reduzindo o tempo para a primeira correção (TTFF) em ambientes difíceis e melhorando a confiabilidade. Ele pode ser integrado a um receptor que emprega circuito de comutação para selecionar uma antena.

• Interfaces de comunicação

  “O módulo GPS se comunica com o resto do sistema usando várias interfaces, como Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART), Inter-Integrated Circuit (I2C) e Serial Peripheral Interface (SPI). As aplicações incluem transferência de dados do receptor GPS para o processador host e configuração ou controle do receptor do processador host.”

• Processador Arm Cortex M4

  Um processador Arm Cortex M4 com recursos DSP e ponto flutuante é fundamental para aplicações embarcadas que exigem poder de processamento aprimorado e algoritmos para processamento de sinal ou fusão de sensores.

• Ferramentas e kit de desenvolvimento

  As ferramentas e o kit de desenvolvimento (hardware/software) permitem o desenvolvimento rápido de aplicativos com base na funcionalidade GPS desejada (otimizar o desempenho do tempo para a primeira correção). Ele contém um módulo GPS e pode fornecer um ambiente simulado para testar com movimento.

Aplicações da unidade GPS I2C

A interface GPS I2C tem as seguintes aplicações;

• Rastreamento e monitoramento: O GPS I2C do fabricante de satélites é popular porque atualiza as informações de posição com alta frequência, o que significa que pode ser usado para rastreamento preciso da localização em tempo real - monitoramento de pessoas e ativos. Esse tipo de GPS é usado na área da saúde para rastrear o movimento de pessoas com necessidades especiais. Também é usado nos setores de logística e transporte para rastrear veículos e remessas e em aplicações industriais para monitorar equipamentos e localização de máquinas.
• Mapeamento e geolocalização: Aplicações de mapeamento, como georreferenciamento, georreferenciamento inverso e validação de endereços, usam receptores GPS I2C. A integração do GPS em softwares de mapeamento permite que os usuários determinem sua localização atual em um mapa com precisão. Isso pode permitir navegação, mapeamento e serviços baseados em localização aprimorados. Módulos GPS I2C com boa precisão são usados em aplicações de mapeamento e geolocalização.
• Tempo e sincronização: Aplicações industriais, de telecomunicações e de sistemas de energia usam dispositivos que exigem tempo e sincronização precisos. Um módulo GPS I2C pode fornecer um carimbo de data/hora global que diferentes sistemas podem usar para fins de sincronização.
• Navegação: Veículos marítimos, aeroespaciais, automotivos e de outros tipos usam principalmente unidades GPS I2C para aplicações de navegação. O módulo pode receber informações de posição, como latitude, longitude e velocidade, que podem ser usadas para determinar a posição de um veículo em um mapa e guiá-lo para um destino.
• Mapeamento e geolocalização: Módulos GPS I2C são usados para aplicações de mapeamento, como georreferenciamento, onde um endereço será convertido em coordenadas geográficas para que possa ser localizado em um mapa. Em outros casos, o GPS pode ser usado para obter a posição de um objeto, que pode ser mapeado em um software de sistema de informações geográficas (SIG) para visualização e análise dos dados recebidos.
• Aplicações militares e de defesa: As tarefas de ISR (inteligência, vigilância e reconhecimento) usam módulos GPS I2C. Esses módulos podem ser incorporados a vários sistemas não tripulados, como drones, para geolocalização da missão, navegação por pontos de passagem e tempo e posicionamento precisos do sistema.

Como escolher GPS I2C

Escolher o módulo GPS I2C certo pode ser um pouco desafiador porque existem muitos fatores a serem considerados. Primeiro, é essencial entender as aplicações em que o módulo GPS será usado, pois isso afetará diretamente o tipo de modelo a ser adquirido. Aqui estão alguns dos fatores críticos a serem considerados;

• Interface: Como o objetivo principal é obter um módulo GPS I2C, é crucial verificar se o GPS em consideração possui uma interface I2C. Isso ocorre porque um módulo GPS I2C é conectado a um microcontrolador usando uma interface I2C. Além disso, saiba que alguns módulos GPS podem precisar de um conversor de nível para garantir que eles possam funcionar corretamente com uma placa Arduino de 5 volts. Caso um conversor de nível não esteja disponível, ele pode ser adquirido de diferentes fornecedores no site Cooig.com. Outra coisa a notar é que alguns módulos GPS podem vir com uma interface I2C integrada em sua placa de circuito, enquanto outros podem precisar conectá-los a uma placa de circuito externa que possui uma interface I2C.
• Precisão e Sensibilidade: Quando se trata de precisão, lembre-se de que a maioria dos módulos GPS oferece uma precisão de cerca de 2,5 metros em condições normais. No entanto, fatores como visibilidade de um satélite, efeitos de múltiplos caminhos e condições atmosféricas podem afetar a precisão. Quanto à sensibilidade, é ideal procurar um módulo com alta sensibilidade, especialmente para canyons urbanos e áreas com bloqueio da visibilidade do satélite.
• Saída de Dados: É importante considerar a saída de dados do módulo GPS. Lembre-se de que a maioria dos módulos GPS gera seus dados em mensagens NMEA e NBIO. As mensagens NMEA são mensagens padrão que são aceitas em todo o mundo, enquanto as mensagens de saída NBIO estão em formato binário. No formato binário, os dados são mais fáceis de ler, pois têm menos texto. Além disso, a saída de dados do módulo GPS I2C deve ser compatível com os requisitos do projeto.
• Consumo de Energia: Se o baixo consumo de energia for uma prioridade para o projeto, um módulo GPS de baixo consumo de energia deve ser considerado. O consumo de energia do módulo GPS afeta a vida útil da bateria e o custo geral do produto ou projeto final.
• Taxa de atualização: Isso se refere à frequência com que o módulo GPS atualiza seus dados de posição. As taxas de atualização típicas variam de uma vez por segundo a várias vezes por segundo. Aplicações que exigem dados altamente dinâmicos, como navegação automotiva, precisarão de um módulo com uma alta taxa de atualização.
• Antena: Antena é outro fator importante a ser considerado ao escolher um módulo GPS I2C. Os módulos geralmente vêm com uma antena embutida, o que é bom para dispositivos compactos. Eles também podem vir com um conector para conectar uma antena externa, o que é perfeito para aplicações que exigem mais sinal.

Perguntas e respostas sobre GPS I2c

P1. Como os dados GPS são transferidos para o sistema em interfaces I2C?

R2. A maioria dos módulos GPS I2C funciona enviando seus dados de frase NMEA de saída por meio de uma conexão serial, que o microcontrolador host interpreta e usa.

P2. Um módulo GPS pode funcionar sem uma conexão de satélite?

R2. Sim, um receptor GPS ainda pode funcionar sem uma conexão de satélite. Nesse cenário, o módulo GPS terá acesso a dados GPS anteriores e poderá usar essas informações para calcular sua posição. No entanto, a precisão da posição dependerá de muitos fatores, como a qualidade dos dados fornecidos e as condições ambientais, como clima ou características do terreno ao redor. O Sistema de Navegação por Inércia (INS) fornece correções de posição de curto prazo, mas exige atualizações frequentes de sistemas GNSS (sistemas globais de navegação por satélite) para precisão de longo prazo devido à deriva ao longo do tempo causada por fatores como a rotação da Terra.

P3. Com que frequência um módulo GPS atualizará seus dados?

R3. A taxa de atualização depende do módulo GPS que está sendo usado. Alguns podem fornecer atualizações tão rápidas quanto uma por segundo, enquanto outros podem atualizar apenas uma vez a cada cinco ou até dez segundos.

P4. Um microcontrolador pode ativar vários módulos GPS?

R4. Sim, um microcontrolador pode ativar vários módulos simultaneamente. No entanto, deve-se ter cuidado com qual módulo está enviando seus dados para o microcontrolador a qualquer momento. Eletrônicos extras serão necessários para lidar com essa comutação.