¿Qué es un GPS?El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un sistema de navegación por satélite que utiliza una constelación de satélites en órbita para proporcionar información precisa de posición en cualquier lugar de la Tierra. Cada satélite emite señales que son recibidas por receptores GPS en dispositivos como teléfonos móviles o sistemas de navegación.
Los receptores determinan la ubicación mediante triangulación, midiendo la distancia entre al menos tres satélites y el receptor. La precisión del GPS depende de la calidad del receptor y el número de satélites visibles. Este sistema no solo proporciona coordenadas de latitud, longitud y altitud, sino también información sobre la velocidad y el tiempo.
A nivel técnico, el GPS es esencial para la navegación en tiempo real, topografía, geocaching, agricultura de precisión, y aplicaciones militares. Además, es la base de servicios populares como mapas digitales, aplicaciones de seguimiento deportivo y la gestión logística en la industria. Su importancia técnica radica en su capacidad para ofrecer posicionamiento global con alta precisión y en tiempo real.
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GPS NEO6m
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ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
- Tamaño del módulo 25mm x 35mm.
- Voltaje de operación: 3.3V - 5V
- Consumo en búsqueda: Hasta 67mA; (Tiempo de inicio en frío de aproximadamente 38 segundos con buena señal.)
- Consumo en tracking: 11mA aprox.
- Velocidad de puerto serial por defecto: 9600 baudios. (Importante para establecerla en tu Arduino)
- Batería recargable de respaldo.
- Antena GPS externa de alta ganancia. Tamaño de la antena 25mm x 25mm.
- Incluye regleta de 4 pines para soldar la antena al módulo
Conexionado
Materiales necesarios:
Arduino: Puede ser cualquier modelo de Arduino, como Arduino Uno. Módulo GPS NEO-6M: El dispositivo que proporciona datos de ubicación. Protoboard: Para realizar conexiones sin soldar. Cables de puente (jumpers): Para conectar los componentes. Conexiones: Conectar el Módulo GPS a la Protoboard. Conecta el pin VCC del módulo GPS al pin 5V de Arduino. Cable rojo Conecta el pin GND del módulo GPS al pin GND de Arduino. Cable negro Conecta el pin RX del módulo GPS al pin 3 en de Arduino. Cable naranja Conecta el pin TX del módulo GPS al pin 4 en de Arduino. Cable verde |
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Al programar con el IDE de Arduino y trabajar con módulos como el NEO-6M, es importante tener en cuenta algunas precauciones:
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Configuración del Puerto Serie: Antes de subir tu código al Arduino, asegúrate de seleccionar el puerto serie correcto en el IDE de Arduino. Ve a Herramientas -> Puerto y selecciona el puerto correspondiente a tu Arduino.
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Se utiliza la biblioteca SoftwareSerial.h para crear un puerto serie virtual (mySerial) en los pines 3 (RX) y 4 (TX) ya que los pines 0 y 1 los tenemos ocupados con el Módulo inalámbrico RF APC2202. #include softwareserial.h SoftwareSerial mySerial(3, 4); // RX, TX
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Se utiliza la biblioteca TinyGPSPlus.h que facilita el procesamiento de datos de módulos GPS, como el NEO-6M. Esta librería es especialmente útil para extraer y analizar información específica de los datos de posición que el módulo GPS proporciona en formato de sentencias NMEA.
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Conexiones Correctas: Verifica que todas las conexiones entre el módulo GPS y Arduino estén realizadas correctamente. Asegúrate de que no haya cortocircuitos y que los cables estén bien conectados.
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Configuración del Baud Rate: Asegúrate de que el Baud Rate en tu código coincida con la configuración del módulo GPS. El valor predeterminado para muchos módulos NEO-6M es 9600 bps, pero algunos pueden operar a velocidades más altas.
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Fuente de Alimentación Estable: Proporciona una fuente de alimentación estable al módulo GPS cuando esté en tu CANSAT. Inestabilidades en la alimentación pueden afectar la precisión y estabilidad del módulo. Asegúrate de que el voltaje suministrado esté dentro de los límites especificados por el fabricante. Ver data sheet adjunta.
Aquí te dejo una lista de pasos para instalar la librería TinyGPSPlus en el entorno de desarrollo de Arduino:
Abre el Arduino IDE:
Ve a la Página de Gestor de Bibliotecas:
Dirígete al menú "Herramientas" y selecciona "Gestor de Bibliotecas".
Busca la Librería:
En la ventana del Gestor de Bibliotecas, verás un cuadro de búsqueda. Escribe "TinyGPSPlus" en el cuadro de búsqueda.
Selecciona la Librería:
Busca la librería TinyGPSPlus en los resultados de búsqueda. Una vez que la encuentres, haz clic en ella.
Instala la Librería:
En la parte inferior derecha de la ventana, verás un botón "Instalar". Haz clic en este botón para instalar la librería.
Espera a que se Complete la Instalación:
El Arduino IDE descargará e instalará la librería. Espera a que se complete el proceso.
Verifica la Instalación:
Puedes verificar que la librería se haya instalado correctamente y está disponible para su uso yendo a "Sketch" -> "Incluir Biblioteca". Deberías ver TinyGPSPlus.h en la lista de bibliotecas instaladas.
PROGRAMACIÓN
Ejemplo de programación básico que utiliza las librerías TinyGPSPlus y SoftwareSerial para leer datos de un módulo GPS NEO-6M en los pines 3 y 4 de un Arduino:
CONEXIÓN CON POSICIÓN VÁLIDA
En el contexto de un módulo GPS como el NEO-6M, la indicación de que el LED parpadee tiene un significado específico. Por lo general, el LED incorporado en el módulo actúa como un indicador visual del estado del módulo y de si ha obtenido una fijación de posición válida. Aquí hay una interpretación general:
- LED Apagado: Mientras el módulo está buscando señales de satélite o aún no ha obtenido una fijación de posición válida, el LED puede permanecer apagado.
- LED Parpadeando o Intermitente: Cuando el módulo ha obtenido una fijación de posición válida y ha determinado su ubicación, el LED puede comenzar a parpadear. Este parpadeo indica que el módulo está transmitiendo datos válidos de posición.
- LED Continuamente Encendido: En algunos casos, después de obtener una fijación de posición válida, el LED puede permanecer encendido de manera continua para indicar que el módulo ha establecido una conexión constante y está transmitiendo datos de posición de manera regular.
Es importante tener en cuenta que el comportamiento exacto del LED puede variar según el fabricante del módulo GPS específico. Consultar el datasheet o la documentación proporcionada por el fabricante del módulo GPS te dará información detallada sobre el significado específico del parpadeo o encendido del LED en ese modelo particular.
CONDICIONANTES
La capacidad de un receptor GPS para localizar satélites no está directamente influenciada por la hora del día. Los receptores GPS funcionan utilizando señales de satélites que están en órbita alrededor de la Tierra, y estos satélites emiten señales continuamente, independientemente de si es de día o de noche. Sin embargo, hay algunos factores que podrían afectar la calidad de la recepción de señales GPS:
- Condiciones atmosféricas: Si hay condiciones atmosféricas adversas, como nubosidad densa o tormentas, la recepción de señales podría verse afectada. Esto es cierto tanto de día como de noche.
- Ubicación del receptor: La visibilidad del cielo es crucial para una buena recepción. Si el receptor GPS está en un lugar con obstrucciones significativas, como edificios altos o áreas densamente arboladas, podría tener más dificultades para recibir señales, independientemente de la hora del día.
- Interferencias electromagnéticas: Algunas fuentes de interferencia electromagnética, como equipos electrónicos potentes, podrían afectar la recepción de señales GPS.