GPSという用語は「全地球測位システム」、そしてこのシステムの拡張は1970年に開始されました。世界的に、各国は独自のシステムを持っていますが、米国はほとんどのGPSユニットを持っています。衛星の各システムには原子時計があり、北米航空宇宙防衛司令部（NORAD）によって毎日頻繁にチェックおよび設定されています。地球上のほとんどの場所で、経済的なGPS受信機システムの精度は約20メートルです。この記事では、を使用してGPS時計プロジェクトを作成する方法について説明します。ArduinoLCD付きボード。これは、GPS衛星からの時刻放送を使用して自分自身を更新するArduinoボードで時計を作ることを学ぶことができる工学部の学生または愛好家のためのプロジェクトです。このプロジェクトは、すべての愛好家が基本的なコンポーネントと少しの時間で独自の時計を設計できることを示します。

理論的には、受信機は4つの衛星信号の到着時間（TOA）を計算します。到着時と送信時から、受信機は4回の飛行値を作成します。これは、衛星受信機の距離差とほぼ同じです。次に、受信機は4回のフライトから3次元の位置と時計の出発を計算します。

Arduino、LCDディスプレイ、GPS受信機を使用したGPS時計のブロック図

私たちが知っているように、GPSはその多様なアプリケーションのために非常に有名です Arduinoボードを含むいくつかの電子プロジェクト。以下に示すArduinoGPSクロックのブロック図を示します。このプロジェクトは、長さが70文字で、時刻と日付のみを表示する文字列の形式で衛星からデータを収集します。この記事では、GPSが受信した文字列から時刻と日付を抽出する方法の概要を説明します。

Arduinoボードボード、LCDディスプレイ、GPSレシーバーを使用したGPSクロックのブロック図

プロジェクトの2つの方法

Arduinoプロジェクトを使用したGPS時計は、2つの方法で設計できます。 1つの方法は、GPS受信機を使用することです。これにより、時計は設計により時刻を設定できます。全世界の上の軌道にはいくつかのGPS衛星があります。それらのすべては、おそらく地球上のあなたの場所を決定することを作成する非常に正確な時計を持っています。衛星から放送された時刻を使って、誰でもこの正確な時計を作ることができます。

2番目の方法は、バッテリバックアップされたRTC（リアルタイムクロック）モジュールを使用することです。これはGPS時計のようにはなりませんが、数年間は良好な時間を維持します。どちらの方法でも時計を作ることができます！

GPSクロックビルドに使用されるコンポーネント：

1.）ArduinoUNOボード

Arduinoボードはこのプロジェクトに不可欠なデバイスです。私たちが知っているように、Arduinoボードはオープンソースデバイスであり、これの使用はより柔軟で簡単です。このボードはに属しています AVRファミリーマイクロコントローラー。このボードのいくつかの機能は次のとおりです。

ArduinoUNOボード

“ダイナミックブレーキはどのように機能しますか ”

デジタル入出力ピン-14
内蔵フラッシュメモリ-32K
水晶発振器-16MHz
デジタルとしても使用できるアナログ入力ピン-6
USB接続
RSTボタン＆9V電源アダプター
ISCPヘッダー

このArduinoボードは、ArduinoIDEソフトウェアを使用してプログラム可能なマイクロコントローラーで構成されています。詳細については、リンクを参照してください Arduinoボードの基本と設計。

2.）GPS受信機

このモデルでは、SIMCOMのSIM808EVB-V3.2ユニットを採用しました。 SIM808モジュールは、GPS、GSM / GPRS、およびBluetoothモジュールです。 SIM808の主な機能は次のとおりです。詳細については、リンクを参照してください GPSシステムはどのように機能しますか？

SIM808GPS受信機

それはとして使用することができます Bluetoothモジュール、GSMまたはGPS
シングルチャンネルマイクインターフェースとシングルチャンネル音声
バッテリーインターフェースと電源インターフェースの代替。

上記の機能により、このGPS受信機は電子初心者や愛好家に非常に人気があります。

3.）液晶ディスプレイ（LCD）

このプロジェクトでは、16X2の英数字LCDを使用して時刻と日付を表示します。

液晶ディスプレイ（LCD）

“シンプルな正弦波発生回路 ”

Arduinoボードを使用したGPS時計の動作

ArduinoGPSボードの回路を以下に示します。提案されたシステムには、GPSモデム、Arduino、および LCDモジュール。このシステムは、日付だけでなく最も正確な時刻を提供し、モール、バススタンドなどの公共の場所で使用できます。

使用した接続

このプロジェクトで使用される接続は単純で、GPSの送信ピンはArduinoボードの受信ピンに接続されています。 GPSモジュールのRxピンは接地されています。 ArduinoUnoボードのアース端子とGPSアースは相互に接続する必要があります。

16X2 LCDは、ディスプレイに時刻と日付を表示するタスクを実行します。 LCDは4ビットモードと8ビットモードの2つのモードで動作することがわかっています。

Arduinoボードボード、LCDディスプレイ、GPSレシーバーを使用したGPSクロック

このプロジェクトでは、4ビットモードのライブラリ機能を使用して、ArduinoボードとLCDのインターフェイスを簡単にします。 ArduinoのデジタルピンはLCDのイネーブルピンとリセットピンに接続されています。同様に、ArduinoのデータピンはLCDのデータピンデータピンにそれぞれリンクされています。 LCDの正のピンは1Kオームの抵抗を使用して電圧源に接続され、LCDの負のピンはGND端子に接続されます。

プロジェクトソフトウェア

プロジェクト全体は、メモリにロードされているArduinoのプログラムによって制御できます。 ArduinoのプログラムはArduinoで書かれていますプログラミング言語、およびプログラムのアップロードは、ArduinoIDEで実行できます。このプロジェクトには、プログラミング用の外部ヘッダーファイルは必要ありません。 Arduinoをパーソナルコンピュータに接続し、ArduinoIDEでオプションの正しいCOMポートを選択します。 Arduinoプログラムをコンパイルし、ツールから正しいボードを選択します。

結論

上記の情報から、このプロジェクトを使用することで、GPS受信機から日付、時刻、場所を取得し、それらすべてをLCDに表示できると結論付けることができます。このプロジェクトの最高の要素は、誰もが自分で必要な方法で正確に設計できることです。あなたはそれを楽しい箱に入れて、革新的になって、時計のデザインを楽しむことができます。プロジェクトを自分で学び、設計することは素晴らしく、すべての年齢層の学生に自信を与えます。さらに、ArduinoプロジェクトまたはGPSベースのプロジェクトを実装する際の質問は、以下のコメントセクションにコメントしてフィードバックをお寄せください。ここにあなたへの質問があります、このGPSとArduino時計プロジェクトで使用される必要なコンポーネントは何ですか？

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