Integração GPS Perfeita com Raspberry Pi: Configuração Fácil e Dados Confiáveis

Sobre GPS para Raspberry Pi, você é fã de aplicações GPS procurando projetos que combinem um módulo GPS com um Raspberry Pi? Então, você está lendo o artigo certo.

Na verdade, você pode transformar seu Pi em um receptor GPS com conexões e interfaceamento fáceis. Embora não se iguale a receptores GPS mais caros, dará acesso a dados GPS.

Como isso é possível? Este artigo guiará você sobre o que precisa e como conectar um módulo GPS e Raspberry Pi.

Como Conecto Meu GPS ao Meu Raspberry Pi?

Raspberry Pi

Em situações onde você não tem acesso a conexões Wi-Fi ou celular, GPS pode ser sua opção. E se você usa seu Raspberry Pi ao ar livre frequentemente, pode acessar GPS sem telefone ou outros receptores GPS caros.

Antes de começar, você precisará de alguns componentes, incluindo:

• Módulo GPS
• Raspberry Pi
• Fios jumper
• Power bank (para torná-lo móvel)

Aqui está como conectar um módulo GPS ao seu Raspberry Pi.

Passo 1: Conectando o Módulo GPS ao Raspberry Pi

Para conectar um módulo GPS a um Raspberry Pi, você pode usar uma conexão serial simples, utilizando os pinos RX e TX do Raspberry Pi.

Então, conecte a saída TX do módulo à entrada RX do Pi e a entrada RX à saída TX. Depois, una os pinos VCC e GND do módulo aos pinos 3.3v (pino1) e Terra (pino 6) do Pi.

Aqui está o diagrama de pinout para facilitar:

Nota: Certifique-se de usar apenas a tensão correta para seu dispositivo para evitar danos.

Passo 2: Configurando o Raspbian para Comunicação GPS

Uma vez feitas as conexões, é hora de configurar o SO do Pi para habilitar comunicação GPS.

Você pode encontrar alguns problemas de configuração com Raspbian OS instalado anteriormente. Mas, pode evitar esses problemas usando uma instalação limpa do sistema operacional.

Você pode iniciar sua configuração executando o seguinte comando:

A tela abaixo deve aparecer após o comando:

Ferramenta de Configuração de Software Raspberry Pi

Então navegue até "Interfacing Options" e selecione "P6 Serial". Em seguida, certifique-se de desativar o shell de login serial e manter as portas seriais habilitadas quando o prompt aparecer.

De volta ao menu principal da ferramenta de configuração, selecione Finish, e reinicie seu Raspberry Pi.

Passo 3: Baixando o Software Necessário

Um software necessário para este projeto é "gpsd". Curiosamente, você pode instalar gpsd com os seguintes comandos:

Mas o que é gpsd? Simplificando, é um daemon de interface que funciona com módulos GPS seriais e permite vários padrões de comunicação. Você pode usá-lo para obter leituras de teste e verificar se tudo funciona corretamente.

Após instalar, verifique se seu Pi está recebendo dados GPS do módulo com o seguinte comando:

O comando acima exibe os dados do módulo GPS sobre a porta serial. No seu primeiro teste, sua saída deve ser semelhante a esta:

Não se preocupe se a saída parecer lixo. O importante é que seu Raspberry Pi consiga receber dados. No entanto, verifique suas conexões se enfrentar problemas como "nenhum dado recebido" ou "porta fechando instantaneamente".

Adicionalmente, se você não puder executar este comando sem benefícios de superusuário, use o seguinte comando para incluir o pi-user no grupo dialout:

Passo 4: Obtendo Dados de Posição

Após todos os testes e conexões, você pode agora obter a posição exata do seu Raspberry Pi. Mas primeiro, você precisa parar o serviço gpsd de rodar automaticamente em segundo plano. Não porque não precisamos dele para este projeto, mas por causa de suas configurações padrão incompatíveis.

Execute o seguinte comando para desativá-lo:

Embora usar este comando pare o serviço, não o impedirá de iniciar sempre que você inicializar seu sistema. Portanto, você pode usar o seguinte comando para desabilitá-lo:

Depois, crie uma nova instância para seu gpsd. A nova instância redirecionaria os dados da porta serial correta para um socket usando os seguintes comandos:

Em seguida, você pode exibir os dados GPS com qualquer um dos seguintes comandos:

Após executar os comandos, seus primeiros resultados devem parecer incompletos. Mas não se preocupe. Leva cerca de 30 minutos para coletar dados suficientes para obter sua posição exata.

No entanto, isso só acontece no seu primeiro boot, especialmente quando em ambientes internos. Você pode tentar acelerar direcionando-o para fora pela janela.

Também, não entre em pânico se obtiver saída zero ao executar cgps ou erros ao executar gpsmon. Em vez disso, você pode executar este comando para resolver o problema:

Após executar o comando, você deve ter uma viagem tranquila com tanto gpsmon quanto cgps.

Interfaceando com Python e C

Mesclar seu módulo GPS a Python/C e Raspberry Pi é bem viável. Além disso, você pode usar as linguagens de programação para obter dados GPS.

Com Python, você pode coletar tempo, latitude e longitude da string NMEA GPGGA que obtém do seu módulo GPS. De fato, você também pode imprimi-los em um terminal e usar a informação GPS para obter sua posição exata no Google Maps.

Aqui está o programa Python que você precisa para este projeto.

Uma vez que você obtenha suas informações de saída, pode obter sua localização no Google Maps chamando o link URL do mapa.

Então você pode usar este link: https://maps.google.com/?q=<latitude>,<longitude> para abrir o mapa com sua localização.

Google Maps

C(WiringPi)

Podemos extrair e imprimir a string NMEA GPGGA em uma janela de saída e lê-la com a biblioteca WiringPi escrita em C.

Você pode obter o programa C para este projeto aqui. A saída para este programa é diferente, e você pode usá-la para obter sua localização no Google maps.

Se você estiver interfaceando com Raspberry Pi 3 e acima, pode usar a porta serial UART para conexão nos programas: /dev/ttyS0.

Mas, se estiver usando Raspberry Pi 2 e abaixo, recomendamos usar /dev/ttyAMA0 em vez disso.

Raspberry Pi GPS Hat

GPS HAT

Um Pi GPS HAT permite adicionar tempo e localização precisos ao seu Raspberry Pi. Algumas características do GPS HAT incluem:

• Possui antena patch interna que fornece desempenho excepcional ao ar livre.
• Também possui conector +u.FL que permite conexão de antenas ativas externas.
• Um GPS HAT usa apenas 20mA de consumo de corrente.
• Possui Relógio de Tempo Real (RTC) integrado.
• Também vem com LEDs que piscam quando o GPS obtém sua localização exata.

Robô de Navegação GPS Raspberry Pi

Construindo um Robô

Um robô de navegação GPS é um dos muitos projetos divertidos que você pode fazer com o combo Raspberry Pi GPS. A melhor parte é que você pode definir waypoints GPS e controlar este robô com seu telefone celular.

Curiosamente, o robô determinaria o melhor curso para atingir o local desejado quando você definir waypoints. Também pode alertá-lo quando chegar ao destino. E tudo baseado no Raspberry Pi GPS.

Encerramento

Conectar GPS a um Raspberry Pi abre diferentes possibilidades de projetos. Por exemplo, como mencionamos antes, você também pode construir um robô de navegação, estação meteorológica, rastreador de drone ou sistema de rastreamento de carro.

Módulo GPS

Módulos GPS também são baratos e relativamente fáceis de configurar. Sem dúvida, podem levar muito tempo para extrair dados suficientes e frustrá-lo com recepção ruim. Mas funcionam excepcionalmente ao ar livre.

Então, você quer interfacear seu módulo GPS com um Raspberry Pi? Tem mais perguntas a fazer? Certifique-se de entrar em contato conosco.