OSCILADOR DE REFERENCIA CONTROLADO POR GPS



OSCILADOR DE REFERENCIA CONTROLADO POR GPS 

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Faça você mesmo seu rastreador GPS

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Hoje em dia é fácil criar um sistema de rastreamento GPS para aplicativos móveis que pode ser adaptado às suas necessidades. Na verdade, é mais correto falar de um rastreador GNSS (Global Navigation Satellite System), termo que engloba os 4 sistemas de posicionamento ou constelações de satélites:

  • o GPS histórico de origem norte-americana
  • Galileo desenvolvido pela Europa
  • Glonass desenvolvido pela Rússia
  • Beidou desenvolvido pela China

O receptor GPS ou GNSS

Receptor GNSS
Receptor GNSS conectado e alimentado por USB.

Existem receptores montados em um circuito impresso, permitindo fácil interface via USB ou uma porta serial TTL. Eles são baseados no chip NEO-M8. De preferência, pegue o M8 e não o M6 ou M7 porque ele permite que você trabalhe em 3 constelações de satélites simultaneamente. Na parte traseira, quando o LED vermelho pisca a cada segundo, isso indica que os satélites foram adquiridos. A primeira vez que for iniciado pode demorar um pouco. Posteriormente, os parâmetros do satélite serão salvos, o processo será mais rápido.

A antena externa

Se a placa receptora estiver escondida por um prédio ou um envoltório metálico, você pode usar uma antena externa com seu pré-amplificador, que é alimentado diretamente pelo cabo coaxial conectado ao conector SMA.

O receptor e o conjunto de antena externa podem ser adquiridos por menos de € 10 no Aliexpress. Escolha o frete padrão do Aliexpress e você receberá seu pacote dentro de 10 a 15 dias.

Lendo dados

A maneira mais fácil é conectar via micro-USB a um PC ou microcomputador, como um Raspberry Pi ou um Orange Pi. Você pode usar a interface serial conectando-se a uma UART. Tenha cuidado ao escolher a tensão de alimentação de 3,3 V ou 5 V de acordo com a UART escolhida. Para ler o conteúdo enviado a cada segundo pelo receptor, você precisa de um software de “monitor serial” como o Putty para Windows ou o Minicom para Linux.

Conecte a 9600 baud, 8 bits, 1 bit de parada na porta COM correta.

Se você tiver um software como o Arduino, use o monitor incluído.

Nos 5 pinos de saída está a saída marcada como PPS (Pulso por Segundo). Ele fornece 1 borda ascendente a cada segundo com muita precisão. Ele pode ser usado para contar o tempo decorrido com a precisão dos relógios GNSS.

Dados NMEA

Os dados fornecidos estão no formato NMEA0183, bem conhecido pelos velejadores. A cada segundo o receptor envia uma grande quantidade de informações como:

$GNRMC,145341.00,A,4338.87446,N,00707.82656,E,0.030,,040621,,,D*65
$GNVTG,,T,,M,0,030,N,0,056,K,D*38
$GNGGA,145341.00,4338.87446,N,00707.82656,E,2,11,0.81,3.9,M,47.3,M,,0000*4E
$GNGSA,A,3,23,01,27,21,32,22,10,16,,,,,1,56,0,81,1,34*10
$GNGSA,A,3,426,420,419,,,,,,,,,1,56,0,81,1,34*2B
$GPGSV,4,1,13,01,24,271,41,03,00,216,,08,77,302,09,10,47,054,27*78
$GPGSV,4,2,13,14,04,330,,16,16,184,26,21,48,284,36,22,26,216,27*75
$GPGSV,4,3,13,23,14,045,23,27,64,131,20,32,26,113,16,36,34,147,*7F
$GPGSV,4,4,13,49,40,183,*48
$GBGSV,3,1,12,402,02,098,,405,20,118,,406,15,054,,409,17,080,*60
$GBGSV,3,2,12,416,17,059,,419,43,171,18,420,56,085,25,422,00,200,*6C
$GBGSV,3,3,12,424,07,318,27,426,11,273,26,429,68,091,08,430,15,111,*63
$GNGLL,4338.87446,N,00707.82656,E,145341.00,A,D*7E

Cada mensagem começa com um $ seguido por 5 letras e depois uma série de dígitos ou caracteres separados por vírgulas.

Os dois primeiros caracteres após o sinal $ identificam a origem do sinal (a constelação de satélites). Os principais prefixos são:

  • BD ou GB – Beidou;
  • GA – Galileu;
  • GP – GPS;
  • GL – GLONASS.

O prefixo GN é usado no caso de sinais mistos de GPS + GLONASS.

$GNRMC: tipo de quadro
145341.00: Hora UTC expressa em hhmmss.sss 
A: estado A=dados válidos, V=dados inválidos
4338.87446: Latitude expressa em ddmm.mmmm: 43° 38.87446 mn
N: indicador de latitude N=norte, S=sul
00707.82656: Longitude expressa em dddmm.mmmm:  
E: indicador de longitude E=leste, W=oeste
0,3: velocidade sobre o solo em nós
0: rota sobre o fundo em graus
040621: data expressa em qqmmyy: 4 de junho de 2021
, : declinação magnética em graus (geralmente vazia para um GPS)
, : direção da declinação E=leste, W=oeste (frequentemente vazio para um GPS)
A: modo de posicionamento A=autônomo, D=DGPS, E=DR
*53: soma de verificação de paridade em formato hexadecimal 3

Para detalhes de todas as mensagens recebidas, acesse o site da U-Blox (empresa suíça)
https://www.u-blox.com/en/docs/UBX-13003221

Analisar mensagens é fácil em um microcomputador para ter uma solução de localização adaptada às suas necessidades.

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