6372 подписчика

Часы на дисплее 0.54″ 14-segment LED HT16K33 и GPS модуле (Arduino IDE)

7 октября 20237 окт 2023

243

4 мин

GPS (Global Positioning System) — это глобальная спутниковая система навигации, разработанная и поддерживаемая правительством США. Она позволяет определять координаты и время в любой точке Земли с помощью спутников, которые находятся на орбите вокруг Земли.GPS состоит из сети спутников, которые передают сигналы, и приемников, которые принимают эти сигналы и обрабатывают их, чтобы определить свое местоположение. Каждый спутник GPS посылает информацию о своем местоположении и времени синхронизации с наземными станциями, которые обрабатывают эти данные и передают их пользователям.GPS широко используется в навигации, геодезии, геоинформационных системах, мониторинге транспорта и других областях. Он позволяет точно определять местоположение и перемещение объектов на Земле, что делает его важным инструментом для различных приложений.

Модуль NEO-6M GPS — это компактное устройство, которое используется для определения координат и времени с помощью спутниковой системы GPS. Модуль NEO-6M GPS включает в себя высокочувствительный приемник GPS-сигналов, а также микроконтроллер для обработки полученных данных.

Основными характеристиками модуля NEO-6M GPS являются:

— Высокая точность определения координат и времени

— Широкий диапазон рабочих температур (-40…+85°C)

— Поддержка нескольких систем спутниковой навигации (GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou)

— Низкое энергопотребление (в режиме ожидания — менее 20 мА)

— Интерфейс UART для передачи данных

Для работы с модулем NEO-6M GPS необходимо подключить его к микроконтроллеру или компьютеру через интерфейс UART и настроить его на прием данных от спутников. Модуль можно использовать в различных проектах, связанных с навигацией, геолокацией и мониторингом объектов.

Модуль NEO-6M GPS способен отслеживать до 22 спутников на 50 каналах с большим уровнем чувствительности -161 дБ. Рабочее напряжение модуля 3,3 В (или 5 В при наличии стабилизатора на плате модуля). В модуле установлена микросхема HK24C32 (EEPROM) с объемом памяти 4 КБ, в EEPROM хранятся данные часов, последние данные о местоположении (данные об орбите) и конфигурацию модуля. Батарейка автоматически заряжается при включении модуля и сохраняет данные до двух недель. В модуле установлен светодиод который сигнализирует о состоянии определения местоположения, если светодиод горит но не мигает, значит идет поиск спутников, если светодиод мигает, значит спутники найдены и идет определение местоположения.

Так как модуль NEO-6M GPS позволяет принимать время UTC, то его можно использовать для установки коррекции времени в часах.

UTC (Coordinated Universal Time) — это мировое координированное время, которое используется в качестве стандарта для согласования времени в разных частях мира. Оно основано на атомных часах и корректируется для согласования со сменой года и сезонов. UTC имеет постоянную длительность суток, которая составляет 24 часа.UTC используется во всем мире в качестве стандарта времени для многих приложений, таких как навигация, телекоммуникации, астрономия и т.д. Он является основой для определения временных зон и синхронизации времени в компьютерных сетях и других системах.UTC отличается от GMT (Greenwich Mean Time) тем, что он не зависит от времени в Гринвиче и использует атомные часы вместо звездного времени.Время UTC не имеет временного сдвига относительно времени в Гринвиче (GMT), так как оно является мировым стандартом времени, который используется во всем мире. Однако, время UTC может отличаться от местного времени в зависимости от того, в какой части мира находится конкретное местоположение.Для согласования времени в разных частях мира используются различные временные зоны, которые отличаются от UTC на определенное количество часов. Например, время в Нью-Йорке отличается от UTC на 5 часов в зимнее время и на 4 часа в летнее время из-за перехода на летнее время.Поэтому, чтобы узнать время UTC в определенный момент времени, необходимо знать разницу между местным временем и временной зоной, в которой находится это местоположение.

Часы на NEO-6M GPS достаточно простые, дополнительно в часах используется цифровой датчик температуры для вывода температуры в помещении. Дополнительно в часах установлен датчик освещенности в виде фоторезистора, который позволяет менять яркость свечения дисплея в зависимости от освещенности.

Как прошить микроконтроллер LGT8F328P в статье — LGT8F328P-LQFP32 MiniEVB в Arduino IDE. Более подробная информация о модуле NEO-6M описана в NEO-6M GPS (Arduino), про дисплей описано в Дисплей 0.54″ 14-segment LED HT16K33 Backpact (Arduino библиотека).

Схема часов

Показания времени выводятся на дисплей 0.54″ 14-segment LED HT16K33 Backpact, который представляет собой четырех разрядный 14 сегментный (15 сегмент — запятая на каждом разряде) индикатор которым управляет светодиодный драйвер HT16K33.

ИМС HT16K33 – матричный драйвер светодиодов, также рассчитан на подключение и считывание матричной клавиатуры. Напряжение питания светодиодного драйвера от 4.5 до 5.5 В, ток потребления в активном режиме до 2 мА, а режиме ожидания до 10 мкА. Уровни интерфейса связи с микроконтроллером – 5 В, не совместимы с 3.3 В. Управление осуществляется посредством интерфейса I2C на скорости до 400 кГц, к одной шине I2C можно подключить до 8-и устройств (начальный адрес 0х70).

Скетч часов нуждается в корректировке двух параметров:

#define time_offset 21600 // смещение от UTC 1 час = 3600
#define KORR_T —4.5 // DS18B20 коррекция температуры

Первый параметр это сдвиг в секундах от времени UTC, второй параметр это корректировка показаний температуры датчика.

Рекомендуется устанавливать датчик температуры DS18B20 вне корпуса часов, при установке в корпусе возможен дополнительный нагрев датчика от других элементов схемы.

После включения часов модуль NEO-6M GPS начнет искать спутники, на это может потребоваться определенное время, при этом на дисплей будет выводится надпись SCAN.