1. GPS
우리 생활에 이제는 필수가 된 GPS.
모바일 기기라면 이제 GPS 는 어디든 달려 있는 시대 입니다.
이게 Arduino 용의 breakout board 로 나와 줬네요.
센서에 목말라 있는 저로써는 꼭 구동해 보고싶은 센서 입니다.
2. 주문
AliExpress 에서 검색해 보면, 대략 3가지 제품으로 나뒵니다.
- Drone 용 소형 GPS : NEO-M8N
- 저가용 GPS : NEO-6M
- 그 외 안테나, 연장선 등의 부품
대략 저가용 GPS 인 NEO-6M 을 빼면, NEO-M8N 인데, 1만원이 넘어가는 나름 고가 센서가 됩니다.
우선 구동만을 확인해 볼 예정이므로, NEO-6M 을 구입합니다.
* NEO-6M 본체
6천원 정도면, 밥 한끼 정도의 가격이므로, 취미의 즐거움을 위해 희생해 봅니다.
구입은 Arduino 취미를 시작한 작년 말에 구입했지만,
정작 사용해 보기까지는 시간이 걸렸습니다.
그 이유는 달려있는 안테나가 너무 짧아, 연장선을 구입하고, 다른 센서가지고 놀면서 늘어졌습니다.
GPS 는 좀 진득하게 사용해 봐야 할 것 같았거든요.
* 안테나 연장
PC 에 연결하여 확인하려면 외부로 가지고 나가야 하는데, laptop 이 필수 입니다.
구동 완료가 될 때까지 매번 밖에 나갈 수는 없으므로 연장 안테나를 구입합니다.
* 커넥터
연장 안테나의 끝 단자인 SMA Male connector 랑 breakout board 와의 연결을 위해,
SMA female connector 를 구입합니다.
다만 여기서 사고가 발생합니다.
바로 breakout board 에 있는 단자 크기를 몰라, 그냥 주문했더니, 맞지 않았습니다.
원래 breakout board 의 안테나 단자를 감싸야 하는데, 그 속으로 들어가버릴 정도로 작았습니다.
구매 사이트 사진에는 MHF-4 도 표시되어 있지만, 사실은 U. FL 규격을 구입해야 했었습니다.
결국 U. FL 규격의 SMA female 단자도 나중에 구입하지만,
또 기다려야 하니 좀이 쑤셔서 그냥 진행해 보기로 합니다.
3. 도착
도착은 3주정도 걸린 듯 합니다.
구성품은 NEO-6M breakout board 와 U. FL 커넥터가 달린 안테나 로 되어 있습니다.
여기에 문제의 "SMA female : MHF-4" 점퍼 입니다.
배송은 참 잘 왔습니다.
MHF-4 connector 는 WIFI 모듈에 자주 쓰이는 규격이라 아니, 나중에 또 쓸 일이 있겠죠?
판매자의 별 5개 요청 편지.
AliExpress 입점상들도 경쟁이 치열해지고 평가에 의해 매출이 달라지므로 신경을 많이 쓰는것 같습니다.
역시 글로벌로 장사를 하면, 사용자 피드백의 중요함이 사업에 있어서 크리티컬 하다는 것을 알 수 있습니다.
장사꾼들인 중국인들에게는 배울게 많습니다.
연장 안테나 모듀입니다.
배송은 잘 왔습니다.
이쪽 면이 자석으로 되어 있어서 차량이나 난간에 잘 고정이 됩니다.
난간에는 이렇게 설치 되었습니다.
왼쪽의 안테나는 FlightAware 용으로 세워진 안테나 입니다.
- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-PiAware-FlightAware
4. MHF-4
문제의 MHF-4 단자에 대해 살펴보기로 합니다.
구성품으로 달려있던 안테나 단자와 비교샷 입니다.
크기 자체의 차이로 따져 보면, 구성품의 connector 는 "U. FL" 규격으로 보입니다.
자세히 들여다 보면, 중심부에 꽂히는 심의 크기는 양쪽다 (MHF-4 / U. FL) 같아 보입니다.
여기서 착안하여 그냥 사용해 보기로 합니다.
원래는 이렇게 연결해서 사용됩니다.
U. FL 규격으로, breakout board 와 연결된 모습입니다.
외곽 금속을 커넥터가 잘 감싸 줘서 확실하게 고정이 되는 구조입니다.
이렇게 연결하면 손톱으로 튕기지 않는 한, 잘 붙어 있습니다.
SMA female : MHF-4 규격의 점퍼와 연결한 모습입니다.
Breakout 보드쪽 커넥터의 외경이 점퍼 외경을 반대로 감싸는 구조가 됩니다.
전기적 신호는 문제 없겠지만, 많이 헐겁습니다. 조금만 힘이 가해져도 금방 분리가 되어 버립니다. (진행하면서 가장 스트레스)
다시 주문한 "SMA-female : U. FL" 단자는 아직 도착하지 않았지만,
아래 구성처럼 연결하여 진행합니다.
5. Arduino 와 연결
Pin 들을 납땜해서 사용해도 되지만, 향후 어떤 보드에 실장하게 될 지 모르는지라,
납땜하지 않고 Probe Clip 을 이용하여 연결합니다.
Probe Clip 에 대해서는 다음 link 를 참조해 주세요.
- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Probe-Clip
Arduino 와 연결된 모습입니다.
6. Layout
Pin 연결 정보 입니다.
NEO-6M | Arduino Nano
----------------------------
VCC | 3.3V
RX | D9
TX | D10
GND | GND
----------------------------
보드 연결선은 다음과 같이 하면 됩니다.
7. Libaray 및 Sketch
여기서부터는 아래 사이트를 참고 하였습니다.
- http://www.instructables.com/id/How-to-Communicate-Neo-6M-GPS-to-Arduino/
사전에 필요한 Library 는 다음 두가지 입니다.
미리 Arduino Library 폴더에 카피해 놓습니다.
* TinyGPS
- http://arduiniana.org/libraries/tinygps/
- https://github.com/mikalhart/TinyGPS
* SoftwareSerial
- https://cdn.instructables.com/ORIG/F8C/OHR4/IVHQK4BI/F8COHR4IVHQK4BI.rar
위의 두 Library 가 준비되었다면, 아래 sketch 를 업로드해서 구동시킬 수 있습니다.
/*********************
*10 to GPS Module TX*
*09 to GPS Module RX*
*********************/
#include "SoftwareSerial.h"
#include "TinyGPS.h"
SoftwareSerial mySerial(10, 9);
TinyGPS gps;
void gpsdump(TinyGPS &gps);
void printFloat(double f, int digits = 2);
void setup() {
// Open serial communications and wait for port to open:
Serial.begin(9600);
// set the data rate for the SoftwareSerial port
mySerial.begin(9600);
delay(1000);
Serial.println("uBlox Neo 6M");
Serial.print("Testing TinyGPS library v. "); Serial.println(TinyGPS::library_version());
Serial.println("by Mikal Hart");
Serial.println();
Serial.print("Sizeof(gpsobject) = ");
Serial.println(sizeof(TinyGPS));
Serial.println();
}
void loop() // run over and over
{
bool newdata = false;
unsigned long start = millis();
// Every 5 seconds we print an update
while (millis() - start < 5000) {
if (mySerial.available()) {
char c = mySerial.read();
//Serial.print(c); // uncomment to see raw GPS data
if (gps.encode(c)) {
newdata = true;
break; // uncomment to print new data immediately!
}
}
}
if (newdata) {
Serial.println("Acquired Data");
Serial.println("-------------");
gpsdump(gps);
Serial.println("-------------");
Serial.println();
}
}
void gpsdump(TinyGPS &gps) {
long lat, lon;
float flat, flon;
unsigned long age, date, time, chars;
int year;
byte month, day, hour, minute, second, hundredths;
unsigned short sentences, failed;
gps.get_position(&lat, &lon, &age);
Serial.print("Lat/Long(10^-5 deg): "); Serial.print(lat); Serial.print(", "); Serial.print(lon);
Serial.print(" Fix age: "); Serial.print(age); Serial.println("ms.");
// On Arduino, GPS characters may be lost during lengthy Serial.print()
// On Teensy, Serial prints to USB, which has large output buffering and
// runs very fast, so it's not necessary to worry about missing 4800
// baud GPS characters.
gps.f_get_position(&flat, &flon, &age);
Serial.print("Lat/Long(float): "); printFloat(flat, 5); Serial.print(", "); printFloat(flon, 5);
Serial.print(" Fix age: "); Serial.print(age); Serial.println("ms.");
gps.get_datetime(&date, &time, &age);
Serial.print("Date(ddmmyy): "); Serial.print(date); Serial.print(" Time(hhmmsscc): ");
Serial.print(time);
Serial.print(" Fix age: "); Serial.print(age); Serial.println("ms.");
gps.crack_datetime(&year, &month, &day, &hour, &minute, &second, &hundredths, &age);
Serial.print("Date: "); Serial.print(static_cast(month)); Serial.print("/");
Serial.print(static_cast(day)); Serial.print("/"); Serial.print(year);
Serial.print(" Time: "); Serial.print(static_cast(hour+8)); Serial.print(":"); //Serial.print("UTC +08:00 Malaysia");
Serial.print(static_cast(minute)); Serial.print(":"); Serial.print(static_cast(second));
Serial.print("."); Serial.print(static_cast(hundredths)); Serial.print(" UTC +08:00 Malaysia");
Serial.print(" Fix age: "); Serial.print(age); Serial.println("ms.");
Serial.print("Alt(cm): "); Serial.print(gps.altitude()); Serial.print(" Course(10^-2 deg): ");
Serial.print(gps.course()); Serial.print(" Speed(10^-2 knots): "); Serial.println(gps.speed());
Serial.print("Alt(float): "); printFloat(gps.f_altitude()); Serial.print(" Course(float): ");
printFloat(gps.f_course()); Serial.println();
Serial.print("Speed(knots): "); printFloat(gps.f_speed_knots()); Serial.print(" (mph): ");
printFloat(gps.f_speed_mph());
Serial.print(" (mps): "); printFloat(gps.f_speed_mps()); Serial.print(" (kmph): ");
printFloat(gps.f_speed_kmph()); Serial.println();
gps.stats(&chars, &sentences, &failed);
Serial.print("Stats: characters: "); Serial.print(chars); Serial.print(" sentences: ");
Serial.print(sentences); Serial.print(" failed checksum: "); Serial.println(failed);
}
void printFloat(double number, int digits) {
// Handle negative numbers
if (number < 0.0) {
Serial.print('-');
number = -number;
}
// Round correctly so that print(1.999, 2) prints as "2.00"
double rounding = 0.5;
for (uint8_t i=0; i 0)
Serial.print(".");
// Extract digits from the remainder one at a time
while (digits-- > 0)
{
remainder *= 10.0;
int toPrint = int(remainder);
Serial.print(toPrint);
remainder -= toPrint;
}
}
8. 구동
실제 구동 영상입니다.
신호를 받기 시작하면 GPS의 LED 도 깜빡이면서 구동되고 있다는 것을 알 수 있습니다.
Arduino IDE 의 Serial Monitor 에서 아래와 같은 정보가 스크롤 됩니다.
정보를 보면 제대로 GPS 위성과 통신을 하는 것 같습니다.
확실히 베란다 난간에 GPS 안테나를 붙이니 정보를 잘 받네요.
FIN
일상 생활에서 GPS는 필수 기기 입니다.
눈에 보이지 않았던 중간 단계를 확인할 수 있어서 좋았습니다.
Update
"SMA Female - U. FL" 어뎁터가 도착했습니다.
딱 봐도 굵기가 다릅니다.
역시 신호와 전류는 두꺼운게 좋습니다.
커넥터 부분을 비교해 봤어요.
제일 밑에가 부속으로 딸려 있던 안테나, 중간이 잘못 구입한 MHF-3 규격, 윗부분이 새로 구입한 U. FL 규격 사진입니다.
전체 비교샷 입니다.
NEO-6M 에 바로 결속해 봤습니다.
딱 맞습니다. 손톱으로 의도적으로 뜯지 않는 한, 튼튼하게 결속되어 있습니다.
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