لقد أكملت مشروعك الجديد ، والآن تعيش بنات أفكارك وتتحرك حول العالم. وما زالت هناك مشكلة واحدة فقط - تحتاج إلى معرفة موقعها بدقة جيدة إلى حد ما. لحسن الحظ ، لدينا أنظمة تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية! بمساعدة وحدة جاهزة ، يمكنك الحصول على جميع بيانات الموقع التي تحتاجها فقط. لكن كيف تتعامل مع هذا السؤال ، وما المكونات الأفضل لمشروعك؟ اقرأ في هذه المادة.
كل نفس ولكن مختلفة تماما
قد يكون العمل باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) شاقًا بعض الشيء ، ولكن بفضل جهود الصناعة والأفراد المتحمسين ، فإن المهمة سهلة بشكل مدهش اليوم. ستعمل معظم الوحدات في السوق بالطريقة نفسها. غالبًا ما ينقلون البيانات عبر واجهة تسلسلية قياسية ، عادةً عند 9600 باود ؛ هناك أيضًا واجهات I2C و SPI. الرسائل نفسها موحدة أيضًا - يتم إخراجها بتنسيق NMEA-0183. إذا كنت تريد معالجة البيانات بنفسك ، فالمعيار مليء بالوثائق. ومع ذلك ، إذا كنت في عجلة من أمرك ، فبالنسبة للعديد من الأنظمة الأساسية التي تحتوي على وحدة تحكم دقيقة ، يمكنك العثور على رمز جاهز يعمل من أجلك. ستأخذ مشاريع مثل NeoGPS و Adafruit GPS و minmea تدفقات البيانات التسلسلية وتوفر جميع البيانات الجغرافية التي تحتاجها. إذن هل GPS مجرد GPS؟
اعتمادًا على التطبيق ، قد تحتاج إلى أشياء مختلفة من وحدة GPS الخاصة بك. ستعمل المنصات التي تتحرك بسرعات عالية والتي تعتمد على نظام تحديد المواقع العالمي للطيار الآلي بشكل أفضل مع معدلات التحديث العالية. المتتبعون السلبيون راضون تمامًا عن التحديثات التي لا تزيد عن مرة واحدة في الثانية. تختلف متطلبات الدقة أيضًا - تتطلب بعض التطبيقات دقة بالسنتيمتر. هناك أيضًا إمكانيات خاصة تساعد في المواقف الحدودية ، مثل حساب الموقع بناءً على المسافة المقطوعة (الحساب) أو أجهزة الاستقبال القادرة على العمل مع العديد من أنظمة الملاحة في وقت واحد (GPS ، GLONASS ، Beidouإلخ.). يعد الفهم الواضح لمتطلبات الأدوات والميزانية أمرًا أساسيًا لاختيار المعدات المناسبة.
أنا فقط بحاجة إلى معرفة مكانه!
إذا كنت بحاجة إلى دقة ترتيب عدة أمتار وتحديث غير متكرر للموقع ، فإن أبسط وحدة GPS تناسبك. يمكن أن تكلف أقل من 20 دولارًا ويمكن أن تقدم معدلات تحديث 1-5 هرتز وبعض الميزات الإضافية. بالنسبة للعديد من المشاريع ، سيكون هذا كافيًا لتحديد موقع الشخص أو الروبوت أو السيارة. أيضًا ، يمكن لأبسط الطيارين الآليين العمل بهذا التردد. عادة ما تستهلك هذه الوحدات أقل من 50 مللي أمبير ، وتتصل عبر منفذ تسلسلي.
تتضمن هذه المجموعة أجهزة تعتمد على GP-20U7 ، بالإضافة إلى uBlox NEO-6M القديم . إنها طريقة رخيصة وسهلة لإنشاء مشروع GPS الأول الخاص بك بسعر مناسب.
أحتاج إلى إشارة ثابتة!
إذا كنت لا تستطيع أن تفقد الإشارة بأي شكل من الأشكال ، أو كنت تحاول تحديد موقع في منطقة حضرية مزدحمة ، فإن الأمر يستحق الحصول على وحدة يمكنها العمل في مثل هذه الظروف. في هذه الحالات ، يمكن أن يساعدك موصل الهوائي الخارجي ، مما يسمح لك بتوصيل هوائي أكبر. من المهم ملاحظة أن رؤوس لوحات U.FL الشائعة مصممة لعدد محدود من التوصيلات ومن السهل فصلها ، لذا فكر في شراء محول UFL إلى SMA . توجد كل أنواع الهوائيات ، لكن معظمها سيكون أفضل من اللوح الخزفي الصغير القياسي الذي يأتي مع العديد من الوحدات.
يمكن للهوائي عالي الجودة بأرضية منفصلة أن يحسن جودة الاستقبال بشكل كبير
يتطلب تحديد المواقع بدقة الحصول على إشارة جيدة من عدة أقمار صناعية - لذلك كلما كان الاختيار أسهل ، كان تحقيقه أسهل. من المرجح أن ترى الوحدات القادرة على التعرف على أنظمة الملاحة المختلفة الكثير من الأقمار الصناعية. لدينا Beidou الصيني ، و Galileo الأوروبي ، و GLONASS الروسي - وإذا كنت تأخذ وحدة يمكنها استقبال إشارات إضافية ، فستكون لها ميزة كبيرة عند العمل في جزء مبني من المدينة مع رؤية محدودة للسماء.
لكن في بعض الأحيان ، على الرغم من كل شيء ، قد تجد نفسك في موقف لا يظهر فيه قمر صناعي واحد. من المستحيل التقاط إشارة في بعض الأنفاق. ثم قد تكون الوحدات التي تسمح لك بإجراء الحساب الميت مفيدة. عندما تختفي الإشارة ، تستخدم الوحدة نظام القصور الذاتي المدمج لتحديث الموقع حتى تلتقط الإشارة مرة أخرى. يمكن أن يكون هذا مفيدًا جدًا في تطبيقات مثل إنشاء مسار وتتبع المنعطفات.
كل هذه الميزات تزيد من احتمالية النجاح في تحديد المواقع ، لكنها أيضًا تكلف المال. تتكلف الوحدات XA1110 و ublox NEO-M8U من 50 دولارًا إلى 100 دولار. ولكن مقابل هذا النوع من المال ، غالبًا ما يقدمون واجهات إضافية مثل USB-serial و I2C ، بالإضافة إلى معدل تحديث مرتفع.
أحتاج إلى تحديثات سريعة!
إذا كنت تجمع شيئًا ما يتحرك بسرعة عالية ، فقد لا يبدو لك 5 هرتز كافية. تحتوي الوحدات النمطية على تحديثات أكثر تكرارًا من 10 هرتز إلى 25 هرتز ، لذلك يمكن لمشروعك سريع الحركة التنقل بشكل أفضل في الفضاء. بالطبع ، إذا كنت تقوم ببناء صاروخ كروز ، فمن غير المرجح أن تتسوق في Sparkfun - وإلا ، استمتع! عادة ما تتصل هذه الأجهزة بسرعات عالية عبر التسلسلي أو I2C لتحديث موقعها بشكل متكرر.
لا تزال الوحدات ذات هذه القدرات غير مكلفة نسبيًا ، من 20 دولارًا إلى 100 دولار. بالنسبة لمشاريعك عالية السرعة ، ابحث عن وحدات مثل SAM-M9N أو BN-880Q .
أحتاج دقة السنتيمتر!
في بعض الحالات ، تأتي الدقة أولاً. إذا كنت تقود ماكينة حصادة ولا تريد أن تصطدم بالسياج ، فلن تناسبك دقة العداد. في هذه الحالة ، من الأفضل استخدام أجهزة الاستقبال المزودة بتقنية Real Time Kinematics (RTK). وهي تجمع إشارة القمر الصناعي المستقبلة مع بيانات التصحيح المحلية المستلمة من محطة قاعدة ، من الناحية المثالية على بعد 10 كم من موقعها.
يعمل RTK عن طريق إضافة بيانات التصحيح المحلية الواردة من المحطة الأساسية
يمكن أن تأتي هذه البيانات عبر الإنترنت أو راديو LoRa ، وتسمح للوحدة النمطية بإعطاء الموقع لأقرب سنتيمتر ، في ظروف مثالية. يوفر بعض المشغلين وصولاً عامًا إلى محطاتهم ، ولكن من الممكن شراء المعدات الخاصة بك ورفع المحطة للاستخدام الشخصي. يمكن أن تعمل العديد من الوحدات المتطورة كمحطة أساسية للوحدات الأخرى التي تعمل في مكان قريب.
تأتي الدقة على حساب التعقيد والمال. تباع وحدات GPS التي تدعم RTK مقابل 200 دولار إلى 300 دولار للقطعة الواحدة. من بينها - NEO-M8P و ZED-F9P... تحتاج أيضًا إلى شراء محطة أساسية إذا لم يكن هناك محطة عامة في منطقتك. يجب إدخال البيانات في الوحدة - إما عبر الإنترنت أو عن طريق الراديو. لا تنسى مراعاة هذه المتطلبات عند التطوير!
خاتمة
نحن محظوظون بما يكفي للوصول إلى مجموعة واسعة من وحدات GPS لسوق DIY ، مع مجموعة واسعة من القدرات والتكاليف. كانت الوحدات عالية السرعة تكلف ذات مرة آلاف الدولارات وتم بيعها فقط للمصنعين الصناعيين ، ولكن الآن يمكن شراؤها في المتاجر بسعر أقل بكثير. استخدم متطلبات مشروعك كدليل وصمم مشروعك القائم على الموقع.