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[经验] 【Arduino】108种传感器模块系列实验(75)--- 6MV2飞控GPS模块

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  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-8 06:11
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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2019-7-26 08:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本帖最后由 eagler8 于 2019-8-30 08:43 编辑

    37款传感器与模块的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手试试做实验,不管成功与否,都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题,希望能够抛砖引玉。

    【Arduino】108种传感器模块系列实验(资料+代码+图形+仿真)

    实验七十五: GY-NEO-6MV2新款飞控GPS模块 (带大天线)

    NEO-6M
    是 ALIENTEK 生成的一款高性能 GPS 模块,模块核心采用 UBLOX 公司的 NEO-6M 模组,具有 50 个通道,追踪灵敏度高达-161dBm,测量输出频率最高可达 5Hz。NEO-6M 模块自带高性能无源陶瓷天线(无需再购买昂贵的有源天线了),兼容 3.3V 和5V 单片机系统,并自带可充电后备电池(支持温启动或热启动)。NEO-6M 模块非常小巧(25.5mm*31mm),模块通过 4 个 2.54mm 间距的排针与外部连接。
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     楼主| 发表于 2019-7-26 19:07 | 显示全部楼层
    本帖最后由 eagler8 于 2019-8-3 14:48 编辑

    Arduino 系列传感器和模块实验目录清单:
    一块扩展板完成Arduino的9类18项实验(代码+图形+仿真)
    https://www.arduino.cn/thread-88696-1-1.html
    实验一:干簧管传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86350-1-1.html
    实验二:光敏电阻传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86393-1-1.html
    实验三:微波雷达感应开关模块
    https://www.arduino.cn/thread-86397-1-1.html
    实验四:振动传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86512-1-1.html
    实验五:热敏电阻温度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86520-1-1.html
    实验六:KY-038高感度声音传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86576-1-1.html
    实验七:旋转电位器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86866-1-1.html
    实验八:湿度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-87993-1-1.html
    实验九:火焰(红外线)传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88283-1-1.html
    实验十:敲击传感器模块KY-031
    https://www.arduino.cn/thread-88401-1-1.html
    实验十一:金属触摸传感器模块KY-36
    https://www.arduino.cn/thread-88422-1-1.html
    实验十二:开关霍尔磁力传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88461-1-1.html
    实验十三:触摸传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88523-1-1.html
    实验十四:倾斜传感器模块(角度开关)
    https://www.arduino.cn/thread-88530-1-1.html
    实验十五:手指侦测心跳传感器模块KY-039
    https://www.arduino.cn/thread-88557-1-1.html
    实验十六:电容式数字触摸传感器模块(TTP223 )
    https://www.arduino.cn/thread-88567-1-1.html
    实验十七:HC-SR312微型热释电传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88578-1-1.html
    实验十八:0.25W太阳能滴胶板传感器模块(45X45毫米)
    https://www.arduino.cn/thread-88669-1-1.html
    实验十九:常闭型SW-420震动开关传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88672-1-1.html
    实验二十:水银开关传感器模块(KY-017)
    https://www.arduino.cn/thread-88787-1-1.html
    实验二十一:激光头传感器模块(KY-008)
    https://www.arduino.cn/thread-88842-1-1.html
    实验二十二:MAX7219点阵显示模块(8X8 LED共阴)
    https://www.arduino.cn/thread-88851-1-1.html
    实验二十三:NE555频率可调脉冲发生器模块(方波简版)
    https://www.arduino.cn/thread-88867-1-1.html
    实验二十四:水位水滴传感器模块(Water Sensor)
    https://www.arduino.cn/thread-88886-1-1.html
    实验二十五:MQ-2气敏式烟雾传感器模块(甲烷等)
    https://www.arduino.cn/thread-88906-1-1.html
    实验二十六:4X4矩阵键盘模块(轻触式按键)
    https://www.arduino.cn/thread-88966-1-1.html
    实验二十七:GY-BMP280-3.3 高精度大气压强传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89010-1-1.html
    实验二十八:三色5050 RGB全彩LED模块 KY-009
    https://www.arduino.cn/thread-89022-1-1.html
    实验二十九:DS1302实时时钟模块(带电池  掉电走时)
    https://www.arduino.cn/thread-89070-1-1.html
    实验三十:光敏二极管传感器模块(英语photodiode )
    https://www.arduino.cn/thread-89129-1-1.html
    实验三十一:ISD1820录音语音模块(8-20秒)
    https://www.arduino.cn/thread-89154-1-1.html
    实验三十二:雨滴传感器模块(雨水/雨量/叶面湿度)
    https://www.arduino.cn/thread-89184-1-1.html
    实验三十三:ESP8266串口WIFI收发无线模块 (ESP-01S)
    https://www.arduino.cn/thread-89245-1-1.html
    实验三十四:三色LED交通灯模块(红绿黄灯)
    https://www.arduino.cn/thread-89273-1-1.html
    实验三十五:模拟量声音传感器模块(4线制)
    https://www.arduino.cn/thread-89289-1-1.html
    实验三十六:WS2812B智能外控集成LED四位彩灯模块
    https://www.arduino.cn/thread-89297-1-1.html
    实验三十七:MQ-3酒精乙醇传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89300-1-1.html
    实验三十八:joystick双轴XY按键摇杆模块(游戏控制杆)
    https://www.arduino.cn/thread-89365-1-1.html
    实验三十九:DS18B20单总线数字温度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89368-1-1.html
    实验四十:360度旋转增量编码器模块(KY-040)
    https://www.arduino.cn/thread-89427-1-1.html
    实验四十一:IS0203激光接收管传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89428-1-1.html
    实验四十二:DSM501A韩国PM2.5灰尘粉尘传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89441-1-1.html
    实验四十三:5V低电平触发单路继电器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89445-1-1.html
    实验四十四:类比霍尔磁性传感器 KY-035(模拟量)
    https://www.arduino.cn/thread-89464-1-1.html
    实验四十五:红外避障传感器模块(光电接近开关)
    https://www.arduino.cn/thread-89473-1-1.html
    实验四十六:350Ω高精度电阻式应变片传感器 (BF350)
    https://www.arduino.cn/thread-89474-1-1.html
    实验四十七:七段LED数码管模块(共阴/共阳)
    https://www.arduino.cn/thread-89475-1-1.html
    实验四十八:GY-291三轴重力加速度模块 (IIC/SPI传输)
    https://www.arduino.cn/thread-89567-1-2.html
    实验四十九:有源蜂鸣器报警器发声模块(低电平触发)
    https://www.arduino.cn/thread-89568-1-2.html
    实验五十:W25Q64 FLASH外扩存储模块 (SPI接口 )
    https://www.arduino.cn/thread-89570-1-2.html
    实验五十一:自锁点动触摸按键传感器模块(TTP223芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-89721-1-1.html
    实验五十二:SPI接口Micro SD卡模块(带电平转换芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-89729-1-1.html
    实验五十三: 土壤湿度水分传感器模块(电阻式)
    https://www.arduino.cn/thread-89734-1-1.html
    实验五十四: 大按键点动轻触开关模块(高电平输出)
    https://www.arduino.cn/thread-89785-1-1.html
    实验五十五:DHT11 温湿度传感器(数字型单总线通信)
    https://www.arduino.cn/thread-89786-1-1.html
    实验五十六: 8路LED流水的灯跑马灯模块SUNLEPHANT
    https://www.arduino.cn/thread-89832-1-1.html
    实验五十七: 四档频率占空比可调矩形波信号发生器(NE555)
    https://www.arduino.cn/thread-89868-1-1.html
    实验五十八: HC-SR04超声波测距传感器模块(通用款)
    https://www.arduino.cn/thread-89869-1-1.html
    实验五十九: RS232转TTL2代串口模块刷机板(MAX3232)
    https://www.arduino.cn/thread-89895-1-1.html
    实验六十:ATTINY85 Digispark kickstarter 微型usb开发板
    https://www.arduino.cn/thread-89898-1-1.html
    实验六十一: 直条8位 WS2812B 5050 RGB LED全彩模块
    https://www.arduino.cn/thread-90147-1-1.html
    实验六十二:电压检测模块 Voltage Sensor 电压传感器
    https://www.arduino.cn/thread-90149-1-1.html
    实验六十三: 1排4键薄膜开关 Arduino扩展键盘模块控制面板
    https://www.arduino.cn/thread-90150-1-1.html
    实验六十四: TCS3200D颜色识别传感器(可编程彩色光频模块)
    https://www.arduino.cn/thread-90168-1-1.html
    实验六十五: 5MM三色RGB全彩LED模块颜色传感器KY-016
    https://www.arduino.cn/thread-90400-1-1.html
    实验六十六: TCRT5000红外反射光电开关寻迹传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-90402-1-1.html
    实验六十七:HC-SR501 热释电人体红外感应传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-90404-1-1.html
    实验六十八: GY-68 BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器
    https://www.arduino.cn/thread-90411-1-1.html
    实验六十九: AT24C256 I2C接口 EEPROM 存储模块 IIC
    https://www.arduino.cn/thread-90412-1-1.html
    实验七十: GY-30 数字光强度传感器模块(BH1750FVI芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-90413-1-1.html
    实验七十一:电容式土壤湿度传感器模块(TL555I)
    https://www.arduino.cn/thread-90471-1-1.html
    实验七十二:HX1838红外无线遥控套件红外扩展模块(遥控器+接收板)
    https://www.arduino.cn/thread-90473-1-1.html
    实验七十三:人体秤50kg称重传感器模块(电阻应变半桥式)
    https://www.arduino.cn/thread-90545-1-1.html
    实验七十四:4位LED数码管显示模块0.36英寸亮度可调带时钟点( TM1637)
    https://www.arduino.cn/thread-90546-1-1.html
    实验七十五: GY-NEO-6MV2新款飞控GPS模块 (带大天线)
    https://www.arduino.cn/thread-90547-1-1.html
    实验七十六:TTL转RS-485模块 MAX485 RS485模块
    https://www.arduino.cn/thread-90549-1-1.html
    实验七十七: 2路继电器模块 带光耦保护Arduino扩展板
    https://www.arduino.cn/thread-90557-1-1.html
    实验七十八: LGT8F328P LQFP32 MiniEVB开发板(替代NANO V3.0 )
    https://www.arduino.cn/thread-90724-1-1.html
    实验七十九: 模拟灰度传感器 (反射式光电模块)
    https://www.arduino.cn/thread-90725-1-1.html
    实验八十: ov7670摄像头模块30W采集拍照模组(替OV7725)
    https://www.arduino.cn/thread-90726-1-1.html
    实验八十一:槽型光耦对射光电开关模块(红外计数测速传感器)
    https://www.arduino.cn/thread-90833-1-1.html
    实验八十二: MQ135空气质量检测传感器模块(有害物体 氨气 硫化物检测)
    https://www.arduino.cn/thread-90834-1-1.html
    实验八十三: 4路TTP224电容式触摸模块 人体数字触摸传感器
    https://www.arduino.cn/thread-90835-1-1.html
    实验八十四: 8位LED数码管MAX7219模块(支持级联八位串行3个IO口控制)
    https://www.arduino.cn/thread-90864-1-1.html
    实验八十五: 开源 Mini MP3 Player 播放器模块 sd卡DFPlayer (BY8001)
    https://www.arduino.cn/thread-90865-1-1.html
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     楼主| 发表于 2019-7-31 13:18 | 显示全部楼层
    特性
    • u-blox 6 定位引擎:
    o 跟踪灵敏度 –162dBm ,冷启动灵敏度–148 dBm
    o 更快的捕获速度,带有 AssistNow Autonomous功能
    o 可配置的电源管理
    o GPS/SBAS 混合型引擎(WAAS、EGNOS、MSAS)
    o 抗干扰技术
    • 易于与 u-blox 无线模块集成
    • A-GPS:AssistNow Online 和 AssistNow Offline 服务,符合 OMA SUPL 规范
    • 向后兼容(硬件和固件);可从 NEO-5 系列或NEO-4S 轻松迁移
    • 采用可靠的 LCC 封装,制造性价比高
    • 工作温度范围:–40° C 至 85° C


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     楼主| 发表于 2019-7-31 13:21 | 显示全部楼层
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     楼主| 发表于 2019-7-31 13:29 | 显示全部楼层
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    注 1:冷启动是指模块所有保存的 GPS接收历史信息都丢失了(相当于主电源和后备电池都没电了),这种情况下重启,称之为冷启动。温启动是指模块保存了 GPS 接收历史信息,但是当前可视卫星的信息和保存的信息不一致了,这样的条件下重启,称之为温启动。热启动则是指在模块保存了 GPS 接收历史信息且与当前可视卫星信息一致,这样的条件下重启,称之为热启动。
    注 2: 此电流为连续工作模式下的电流,可以选择省电模式(Power Save Mode)以节省用电。
    注 3: 当 VCC 大于 3.3V 时 VCCX=3.3V,否则 VCCX=3.3V。
    注 4: 模块的 TXD 和 RXD 脚内部接了 510 欧电阻,做输出电平兼容处理,所以在使用的时候要注意,导线电阻不可过大(尤其是接 USB 转 TTL 串口模块的时候,如果模块的 TXD、RXD 上带了 LED,那就会有问题),否则可能导致通信不正常。NEO-6M GPS 模块支持多种通信波特率,通过串口进行设置,并可以保存在模块自带的 EEPROM 里面,模块默认波特率为:38400(8 位数据位,1 位停止位,无奇偶校验)。


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     楼主| 发表于 2019-7-31 13:41 | 显示全部楼层
    精确度
    定位2.5MCEP
    SBAS 2.0mCEP
    捕获冷启动29s
    温启动27s
    辅助启动<3s
    热启动<1s

    灵敏度
    捕获-162dBm
    跟踪-147dBm
    冷启动-146dBm

    多径抑制
    智能化多径检测与抑制
    A-GPS
    支持AssistNow Online及AssistNow Offline

    运行限制
    速度515m/s(1000节)
    串口1个UART接口
    1个USB V2.0,全速12Mbit/s
    1个DDC接口
    1个SPI接口
    串口和I/O电压3V电平
    协议NMEA、UBX二进制
    数字I/O接口可配置的时间脉冲
    1个EXTINT输入接口
    电压2.7V – 3.6V
    功耗<80mW @ 1.8V 
    120mW @ 3.0V
    备用电源1.3V -4.8V有 30uA
    天线类型有源与无源

    运行温度-40℃- +85℃
    存储温度-40℃- +85℃

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     楼主| 发表于 2019-7-31 14:18 | 显示全部楼层
    GPS陶瓷有源天线
    GPS就是通过接受卫星信号,进行定位或者导航的终端。而接收信号就必须用到天线。 GPS卫星信号分为L1和L2,频率分别为1575.42MHZ和1228MHZ,其中L1为开放的民用信号,信号为圆形极化。信号强度为-166dBW左右,属于比较弱的信号。 这些特点决定了要为GPS信号的接收准备专门的天线。GPS天线是由接收天线和前置放大器两个部件组成。GPS接收天线的作用,是将卫星来的无线电信号的电磁波能量变换成接收机电子器件可摄取应用的电流。绝大部分内置GPS天线为右旋极化陶瓷介质,其组成部分为:陶瓷天线、低噪音信号模块、线缆、接头。

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     楼主| 发表于 2019-7-31 14:29 | 显示全部楼层
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     楼主| 发表于 2019-7-31 14:31 | 显示全部楼层
    GPS天线工作原理
    1)陶瓷片:陶瓷粉末的好坏以及烧结工艺直接影响它的性能。现市面使用的陶瓷片主要是25×25、18×18、15×15、12×12。陶瓷片面积越大,介电常数越大,其共振频率越高,接受效果越好。陶瓷片大多是正方形设计,是为了保证在XY方向上共振基本一致,从而达到均匀收星的效果。

    2)银层:陶瓷天线表面银层可以影响天线共振频率。理想的GPS陶瓷片频点准确落在1575.42MHz,但天线频点非常容易受到周边环境影响,特别是装配在整机内,必须通过调整银面涂层外形,来调节频点重新保持在1575.42MHz。

    3)馈点:陶瓷天线通过馈点收集共振信号并发送至后端。由于天线阻抗匹配的原因,馈点一般不是在天线的正中央,而是在XY方向上做微小调整。这样的阻抗匹配方法简单而且没有增加成本。仅在单轴方向上移动称为单偏天线,在两轴均做移动称为双偏。

    4)放大器:承载陶瓷天线的PCB形状及面积。由于GPS接收信号有触地反弹的特性,当背景是7cm×7cm无间断大地时,天线的效能可以发挥到极致。虽然受外观结构等因素制约,但尽量保持相当的面积且形状均匀。放大器增益的选择必须配合后端LNA增益。Sirf的GSC3F要求信号输入前总增益不得超过29dB,否则信号过饱和会产生自激。

    GPS天线在室外空旷地区接受信号较好,在车内,因金属外壳和玻璃的防爆膜尤其是含金属粉的车膜,以及车内音响等都会对内置GPS天线接收信号产生干扰甚至阻碍,在室内受钢筋混凝土的遮挡,甚至无法接受GPS信号。

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