Kit GPS
Nombre: Kit GPS Fecha: Bilbao - Enero 2009 Versión: 1.00 Autor: Mikel Etxebarria Isuskiza Empresa: Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. (www.microcontroladores.com)
1.- DESCRIPCION Ya está disponible el presente “Kit GPS”. Se trata de un kit eminentemente didáctico y experimental que permitirá al usuario configurar y realizar múltiples aplicaciones relacionadas con el fascinante mundo de los Sistemas de Posicionamiento Global (GPS). El Kit se basa en el receptor GPS #28146 de nuestra representada Parallax y diseñado y fabricado conjuntamente con Grand Idea Studio. Se trata de un módulo receptor de bajo coste y con antena integrada. Se presenta en una pequeña placa impresa con unas dimensiones de 36.16 x 46.57 mm y necesita tan sólo 4 conexiones con el controlador principal que se realizan a través de un conector de otros tantos pines con paso 2.54mm. Ver la figura 1. Figura 1. El receptor GPS #28146 Este receptor tiene dos modos de funcionamiento que se podrán comprobar en los sucesivos ejemplos propuestos. Uno de esos modos es el conocido como modo “Raw” en el que el receptor GPS transmite periódicamente, al controlador principal, una trama completa según el estándar NMEA0183 de National Marine Electronics Association (http://www.nmea.org/) , con toda la información procedente de los satélites captados en un momento dado. El otro modo de funcionamiento, el “Smart”, permite enviar desde el controlador principal una serie de comandos a los que el receptor GPS #28146 responde con una determinada información: latitud, longitud, altura, rumbo, velocidad, hora UTC y fecha UTC. En la documentación que acompaña al presente kit se incluye el manual de usuario original que proporciona el fabricante y que también se puede descargar desde el sitio: http://www.parallax.com/Portals/0/Downloads/docs/prod/acc/GPSManualV1.1.pdf La alimentación del receptor GPS #28146 es de 5 Vcc con un consumo aproximado de 115mA. Se comunica con el controlador principal o Host vía serie TTL a través de una única línea y a 4800 baudios, lo que permite conectarlo a cualquier tipo de controlador: PIC, BASIC Stamp, SX, etc.. Las posibilidades del presente Kit permite la realización de múltiples aplicaciones de carácter didácticas y comerciales: navegación, sistemas de seguimiento, sistemas de marcado de puntos de interés (POI’s), piloto automático, robótica y un largo etcétera. El Kit GPS se complementa con una potente pantalla LCD de 4x20 caracteres para visualizar múltiples parámetros, componentes y todos los accesorios necesarios, tal y como se muestra en la figura 2. También proporcionamos las funciones básicas de gestión así como programas de ejemplo de aplicación. Las posibilidades son casi ilimitadas, todo queda en las manos e imaginación del usuario.
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Figura 2. El kit de demostración GPS El montaje de todos los componentes se realiza sobre la tarjeta de prototipos PIC’PROJECT. Estos se cablean mediante hilo “wire wrap” por la parte inferior de la misma. También se muestra la conexión con la tarjeta PIC’CONTROL. Todas las conexiones realizadas se muestran en el esquema eléctrico que se adjunta al final de esta documentación. 2.- MATERIALES NECESARIOS Todos los componentes necesarios para implementar los ejemplos propuestos se puede adquirir en un lote completo o kit. Para aquellos usuarios que ya dispongan de parte de estos componentes, también se pueden adquirir sólo los que se precisen. A continuación se presenta la lista de materiales necesarios para implementar este proyecto. En cada componente se indica la referencia empleada por Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. para su adquisición por separado. Sugerimos visitar las secciones de Instrumentos, Herramientas y Bricolage de nuestra página web. En ellas se podrá encontrar aquellas herramientas o complementos necesarios para el montaje electrónico. KIT GPS REFERENCIA PIC’CONTROL
CANTIDAD 1
PIC’PROJECT
1
06LCD4X20 P26146 ZUMB1 30R1C103 34PT10V103 54BASE361PT7 54TIRA361D 61KSA CABLE CC3015X ESTAÑOTUBO
1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1
DESCRIPCION Tarjeta base de control dotada de serie de un PIC18F4550 y oscilador de 4MHz Tarjeta de prototipos para el montaje de componentes, que se conecta directamente a PIC’CONTROL mediante la cinta de cable plano incluida. Pantalla LCD de 4 x 20 caracteres Receptor GPS de Parallax Zumbador piezo eléctrico Resistencia de carbón de 10K ohmios Potenciómetro horizontal de ajuste de 10K Tira hembra 36p altura 7 mm Tira postes macho dorada Pulsador de 6 x 6 para c. impreso Rollo de 10 m cable rígido de conexiones de 0.6 mm Rollo de 15 m de hilo de rapinar de 0.25mm (30AWG) Estaño en tubo (20 gr)
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NOTA 1: Se puede adquirir el kit o lote completo de materiales, o bien sólo los componentes que se necesiten según las referencias de los mismos. NOTA 2: No está incluido el sistema de alimentación. Esta puede ser mediante pilas y/o baterías o bien mediante alimentador de 9-12VDC, a voluntad del usuario, y alimenta a la tarjeta PIC’Control. De aquí, a través del PIC’Bus, se alimenta también a la tarjeta PIC’Project y a los componentes contenidos en ella. 3.- MONTAJE A continuación se indican los pasos mas elementales para implementar el presente proyecto. 1.-
Cortar, de la tira de pines macho 54TIRA361D, un trozo con 14 pines que se soldarán a la pantalla LCD tal y como se muestra en la figura 3. Procurar que la tira quede perfectamente perpendicular a la pantalla LCD.
Figura 3. Cortar una tira de 14 pines para soldarla en el LCD
2.-
Cortar, de la tira de pines hembra 54BASE361PT7, un trozo de 4 pines tal y como se muestra en la figura 4. Sobre estos pines hembra insertaremos, posteriormente, el módulo receptor GPS. .
Figura 4. Cortar una tira de 4 pines hembra
3.-
El trozo de 4 pines hembra cortado en el punto anterior, se suelda ahora sobre la tarjeta PIC’PROJECT. Procurar posicionarlo en la misma ubicación que la mostrada en la figura 5.
Figura 5. Colocación de las tiras de 4 pines
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4.-
Tal y como se muestra en la figura 6, procedemos a distribuir, colocar y soldar el resto de componentes procurando que queden distribuidos en la misma posición que la mostrada en la fotografía.
Figura 6. Colocación del resto de los componentes a) b) c) d) 5.-
Cortar, de la tira de pines hembra 54BASE361PT7, un trozo de 14 pines que se soldará en PIC’Project, en la misma posición que se muestra en la imagen. Sobre esta tira se insertará mas adelante la pantalla LCD a la que se le soldó, en el paso 1, una tira macho de otros tantos pines. Colocar y soldar en la misma posición el potenciómetro de 10K 34PT10V103 (P1) que se empleará para el ajuste de contraste de la pantalla LCD. Colocar y soldar los 4 pulsadores 61KSA (SW1:SW4) Colocar la resistencia 30R1C103 de 10K ohmios (R1) y el zumbador piezo eléctrico LS1. Asegurarse de que la patilla + de este último queda orientada hacia la resistencia. Al final del presente documento se muestra el esquema eléctrico del montaje. Hacer las conexiones siguiéndolo fielmente. Se recomienda emplear cable de 0.6 mm (ref. CABLE) para las conexiones de alimentación. El resto de conexiones se puede realizar con nuestro hilo de rapinar CC3015X de 0.25 mm (30AWG). Prestar atención a los cortocircuitos entre las distintas patillas. Ver la figura 7
Figura 7. Realización del conexionado según el esquema adjunto
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6.-
La pantalla LCD se conecta sobre la tira de 14 pines que se soldaron sobre la tarjeta PIC’Project en el paso 4 (a). También podemos poner unas pegatinas rotuladas con el nombre o función asignado a los pulsadores en los diferentes ejemplos propuestos. Ver la figura 8.
Figura 8. Colocación de la pantalla LCD
7.-
Conectamos ahora el módulo receptor GPS tal y como se muestra en la figura 9. Sus cuatro pines macho de conexión se insertan sobre los 4 pines hembra que colocamos en el paso 3.
Figura 9. Conexión del receptor GPS #28146
8.-
Por último conectamos, mediante la cinta de cable plano, tarjeta PIC’Project con la tarjeta PIC’Control tal y como se mostró en la figura 10. Mediante separadores también podemos apilar ambas tarjetas para obtener un conjunto mas compacto y manejable donde, además, podemos alojar la batería. Ver la figura 10.
Figura 10. Apilando ambas tarjetas
9.-
Grabar el PIC con el programa ejemplo deseado. Para la grabación se puede emplear: ●
Un grabador externo (p.e. PIC’BURNER). Requiere extraer el PIC de la tarjeta PIC’CONTROL, grabarlo y volverlo a insertar.
●
Un grabador externo dotado de salida ICSP (p.e. PIC’BURNER + CABLERJ11). En este caso no es necesario extraer el PIC. Basta con unir el grabador PIC’BURNER con la tarjeta PIC’CONTROL mediante el cable CABLERJ11. Es aconsejable no tener conectado ningún periférico en PIC’CONTROL durante el proceso de grabación.
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●
Emplear el grabador GTP-USB+. Esta es la opción óptima. Este grabador se conecta, por un lado, con un puerto USB del PC. Por otro lado dispone de un interface ICSP que se conecta directamente con PIC’Control mediante el conecto RJ11, tal y como se puede apreciar en la figura 11.
Figura 11. Grabación desde el GTP-USB+
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4.- EJEMPLOS
Con este kit proporcionamos una serie de ejemplos que permiten experimentar con las múltiples posibilidades del receptor GPS #28146 de Parallax. También proponemos ejemplos de aplicación práctica propias de cualquier sistema GPS. Estos ejemplos están resueltos tanto en el ensamblador MPASMWIN de Microchip como en lenguaje C de la firma CCS (PCWH 4.023). Proporcionamos todos los programas fuente debidamente comentados, los ejecutables correspondientes listos para grabar y todos los ficheros de cabecera y/o de librerías. 4.1 LCD_TEST Programa de demostración para comprobar el correcto funcionamiento de la pantalla LCD.
Programas fuente:
LCD_TEST.ASM y LCD_TEST.C
Programas ejecutables: LCD_TEST.HEX Descripción: El ejemplo está pensado para hacer una rápida comprobación del funcionamiento de la pantalla LCD. La pantalla está conectada mediante un interface de 4 bits a la puerta D del controlador. Sobre ella aparece el mensaje de “Microsystems Engineering” de forma intermitente, como se muestra en la figura 12. Mediante el potenciómetro P1 de 10K podemos ajustar el contraste de la pantalla.
Figura 12. El ejemplo LCD_TEST
4.2 GPS_RAW_TEST Programa de demostración para comprobar el correcto funcionamiento del receptor GPS en el modo “Raw” de funcionamiento. Programas Fuente:
GPS_RAW_TEST.ASM y GPS_RAW_TEST.C
Programas ejecutables:
GPS_RAW_TEST.HEX
Descripción: En este modo de trabajo, el receptor se limita a transmitir al controlador, una trama completa cada segundo con toda la información procedente de los satélites que en ese momento sean captados y según el estándar NMEA0183. Este ejemplo consiste en recibir, por un lado la trama procedente del receptor GPS y, por otro, retransmitirla para su posterior estudio o análisis. La línea RA0 se emplea como entrada de datos desde el GPS y la recepción se gestiona mediante funciones por software a 4800 baudios. Para la retransmisión se usa el propio USART integrado en el dispositivo PIC18F4550 (gestión por hardware) y se emplea la línea RC6/TX que, en la tarjeta PIC’CONTROL, está conectada al circuito de interface RS232. La velocidad de transmisión también es de 4800 baudios. En MSE, hemos conectado el canal serie de la tarjeta PIC’CONTROL con el canal serie de un PC que ejecuta el programa Hyperterminal de comunicaciones. El ejemplo por tanto hace que la tarjeta PIC’CONTROL actúe como un puente de enlace entre el receptor GPS y el PC con el Hyperterminal Una vez que el GPS sintoniza con diferentes satélites, el Hyperterminal irá recibiendo y visualizando la trama de una forma similar a la mostrada en la figura 13.
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Figura 13. Recepción de tramas sobre el Hyperterminal Analizando la figura anterior se puede apreciar que la trama NMEA0183 recibida periódicamente cada segundo, consta de 4 sentencias distintas. Cada sentencia empieza por la cadena $GP seguida de un identificador de línea. A continuación vienen los distintos campos de información separados entre sí mediante comas. Todo lo que se recibe es siempre en cadenas ASCII. Las cuatro líneas recibidas en el ejemplo son: •
$GPGGA Datos del sistema de posicionamiento global
•
$GPGSA Modo de operación del recibidor GPS
•
$GPGSV Nº de satélites a la vista, identificación, elevación, azimut, etc..
•
$GPRMC Mínimo de datos GPS recomendados
La codificación de los campos de estas sentencias están especificados por National Marine Electronics Association (http://www.nmea.org/). Por ejemplo, la sentencia $GPRMC consta de 12 campos separados por comas: 1. Hora UTC (Tiempo Universal coordinado) . En el ejemplo11h54’19” 2. Estado de los datos 3. Latitud en decimal (4316.0570) 4. Orientación Norte/Sur 5. Longitud en decimal (00255.9101) 6. Orientación Este/Oeste 7. Velocidad en nudos (000.0) 8. Track en grados 9. Fecha UTC (Tiempo Universal Coordinado). En el ejemplo 27/01/09
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10. Grados magnéticos 11. Orientación Este/Oeste 12. Checksum
4.3 GPS_TEST_0 Programa de ejemplo para gestionar el receptor GPS en el modo Smart. En este modo de trabajo el receptor GPS sólo responde puntualmente cuando recibe determinados comandos. En este y en el resto de ejemplos la comunicación serie entre el GPS y el controlador se realiza mediante funciones gestionadas por software, dejando así libre el USART del PIC para las aplicaciones propias del usuario. El GPS recibe los comandos a través de la línea RA1 que actúa como línea de transmisión TxD del PIC. Las respuestas que transmite el GPS se reciben por RA0 que actúa como línea de recepción RxD del PIC.
Programas Fuente:
GPS_TEST_0.ASM y GPS_TEST_0.C
Programas ejecutables:
GPS_TEST_0.HEX
Descripción: En este ejemplo se hace uso de los comandos GetInfo, GetValid y GetSats que son transmitidos al GPS. Este, por cada uno de los comandos recibidos, devuelve respectivamente la versión de hardware y firmware del GPS, el estado de la señal (válida o no) y el número de satélites visibles (máximo 12). El ejemplo visualiza sobre la pantalla LCD la información recibida desde el GPS tal y como se muestra en la figura 14. Con objeto de mejorar la presentación, se han generado una serie de caracteres gráficos para la pantalla LCD: el carácter ‘ñ’ y dos símbolos para representar si la señal es o no válida.
Figura 14. Ejecución del ejemplo GPS_TEST_0
4.4 GPS_TEST_1 Programa de ejemplo para gestionar el receptor GPS en el modo Smart. En este modo de trabajo el receptor GPS sólo responde puntualmente cuando recibe determinados comandos. En este y en el resto de ejemplos la comunicación serie entre el GPS y el controlador se realiza mediante funciones gestionadas por software, dejando así libre el USART del PIC para las aplicaciones propias del usuario. El GPS recibe los comandos a través de la línea RA1 que actúa como línea de transmisión TxD del PIC. Las respuestas que transmite el GPS se reciben por RA0 que actúa como línea de recepción RxD del PIC.
Programas Fuente:
GPS_TEST_1.ASM y GPS_TEST_1.C
Programas ejecutables:
GPS_TEST_1.HEX
Descripción: Este ejemplo hace uso de los comandos GetTime y GetDate que son transmitidos al GPS. Este devuelve la hora y la fecha que se visualiza sobre la pantalla LCD tal y como se muestra en la figura 15. Tanto la hora como la fecha se proporcionan según la norma UTC (Tiempo Universal Cordinado), también conocido como tiempo civil. Es la zona horaria de referencia respecto a la cual se calculan todas las otras zonas del mundo. Es el sucesor del GMT (Greenwich Mean Time: tiempo promedio del Observatorio de Greenwich, en Londres) aunque
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todavía coloquialmente algunas veces se le denomina así. La nueva denominación fue acuñada para eliminar la inclusión de una ubicación específica en un estándar internacional, así como para basar la medida del tiempo en los estándares atómicos, más que en los celestes.. (http://es.wikipedia.org/wiki/Coordinated_Universal_Time) El ejemplo también nos proporciona una idea de cómo corregir la hora en función de la zona horaria en que nos encontremos y según estemos en la estación de verano o de invierno. En este caso nos basamos considerando únicamente el mes en que nos encontremos: Invierno de Noviembre a Marzo; Verano de Abril a Octubre.
Figura 15. Ejecución del ejemplo GPS_TEST_1
4.5 GPS_TEST_2 Programa de ejemplo para gestionar el receptor GPS en el modo Smart. En este modo de trabajo el receptor GPS sólo responde puntualmente cuando recibe determinados comandos. En este y en el resto de ejemplos la comunicación serie entre el GPS y el controlador se realiza mediante funciones gestionadas por software, dejando así libre el USART del PIC para las aplicaciones propias del usuario. El GPS recibe los comandos a través de la línea RA1 que actúa como línea de transmisión TxD del PIC. Las respuestas que transmite el GPS se reciben por RA0 que actúa como línea de recepción RxD del PIC.
Programas Fuente:
GPS_TEST_2.ASM y GPS_TEST_2.C
Programas ejecutables:
GPS_TEST_2.HEX
Descripción: El ejemplo hace uso de los comandos GetLat, Getlong, GetValid y GetSats para obtener el valor de la latitud, la longitud, estado de la señal y número de satélites visibles respectivamente. Toda esta información se visualiza sobre la pantalla LCD tal y como se muestra en la figura 16. Añadimos una nueva prestación. La longitud y la latitud se puede representar tanto en sexagesimal (a la izda. de la figura) como en decimal (a la dcha de la figura). Para ello empleamos el pulsador S/D (SW1) conectado en la línea de entrada RB7. Cada vez que se acciona, se emite una señal sonora o “beep” y la visualización pasa de sexagesimal a decimal o viceversa.
Figura 16. Visualización en sexagesimal y/o en decimal de la latitud y la longitud
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4.6 GPS Programa de ejemplo para gestionar el receptor GPS en el modo Smart. En este modo de trabajo el receptor GPS sólo responde puntualmente cuando recibe determinados comandos. En este y en el resto de ejemplos la comunicación serie entre el GPS y el controlador se realiza mediante funciones gestionadas por software, dejando así libre el USART del PIC para las aplicaciones propias del usuario. El GPS recibe los comandos a través de la línea RA1 que actúa como línea de transmisión TxD del PIC. Las respuestas que transmite el GPS se reciben por RA0 que actúa como línea de recepción RxD del PIC.
Programas Fuente:
GPS.ASM y GPS.C
Programas ejecutables:
GPS.HEX
Descripción: Se trata de un ejemplo de aplicación real. Mediante el empleo de todos los comandos disponibles, se trata de obtener del GPS toda la información útil propia de un navegador para visualizarla constantemente sobre el LCD. Para ello se envían al receptor GPS los siguientes comandos con objeto de recabar la correspondiente información: •
GetValid Æ Devuelve el estado de la señal (0=No válida y 1= válida)
•
GetSats Æ Devuelve el nº de satélites visibles por nuestro receptor en un momento dado.
•
GetLat Æ Devuelve la latitud del punto donde se encuentra el receptor GPS
•
Getlong Æ Devuelve la longitud del punto donde se encuentre el receptor GPS
•
GetAlt Æ Devuelve la altura del GPS sobre el nivel del mar
•
GetSpeed Æ Devuelve la velocidad (en nudos) a la que se está desplazando el GPS (si se está desplazando)
•
GetHead Æ Devuelve, en grados a modo de brújula, el rumbo o dirección respecto al norte a la que se desplaza el GPS (si se está desplazando)
•
GetTime Æ Devuelve la hora UTC
•
GetDate Æ Devuelva la fecha UTC
La información recibida por cada comando es debidamente tratada y procesada para su visualización tal y como se muestra en la figura 17. La latitud y longitud se puede visualizar en sexagesimal o decimal según se accione el pulsador S/D (SW1) conectado en RB7. La velocidad se visualiza en Km/h tras realizar la conversión correspondiente (nudos * 1.852). Finalmente la hora se ajusta según la zona horaria y la estación de invierno o verano en que nos encontremos.
Figura 17. Navegador GPS
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4.7 GPS_POI Programa de ejemplo para gestionar el receptor GPS en el modo Smart. En este modo de trabajo el receptor GPS sólo responde puntualmente cuando recibe determinados comandos. En este y en el resto de ejemplos la comunicación serie entre el GPS y el controlador se realiza mediante funciones gestionadas por software, dejando así libre el USART del PIC para las aplicaciones propias del usuario. El GPS recibe los comandos a través de la línea RA1 que actúa como línea de transmisión TxD del PIC. Las respuestas que transmite el GPS se reciben por RA0 que actúa como línea de recepción RxD del PIC.
Programas Fuente:
GPS_POI.ASM y GPS_POI.C
Programas ejecutables:
GPS_POI.HEX
Ficheros adicionales: Microsystems.ASC Microsystems.KML Ermitas de Orozko.ASC Ermitas de Orozko.KML Lanzarote Tour.ASC Lanzarote Tour. KML Software auxiliar: Para realizar los ejemplos propuestos así como visualizar los resultados obtenidos en esta aplicación, proponemos el empleo de algunas herramientas software para Windows: •
Hyperterminal. Programa de comunicaciones incluido en las plataformas Windows. Entre sus diversas prestaciones permite la comunicación serie RS232 entre el PC y cualquier periférico (PIC’Control) así como capturar los caracteres recibidos para luego almacenarlos en un fichero tipo texto.
•
PoiEdit. Este programa shareware permite manejar, editar y visualizar archivos POI (Puntos de Interés) de diferentes formatos, desde el PC. Se puede descargar desde el sitio www.poiedit.com
•
Google Earth. Permite desplazarnos a cualquier lugar de la Tierra para ver imágenes de satélite, mapas, relieve y edificios en 3D e incluso explorar galaxias del firmamento. Puedes recorrer contenido geográfico muy variado, guardar los lugares que visites y compartirlos con otros. La versión gratuita se puede descargar en http://earth.google.es/download-earth.html
Descripción: Presentamos otro ejemplo de aplicación real. Mediante el empleo de los comandos del receptor GPS ya estudiados, en la pantalla LCD se visualizan los parámetros típicos de un navegador GPS: Latitud/Longitud, nº de satélites visibles, estado de la señal y nº de POI’s (Puntos de Interés) registrados. Ver la figura 18. Un POI o Punto de Interés no es ni mas ni menos que las coordenadas (latitud/longitud) de un determinado punto geográfico que se registra y memoriza para su posterior tratamiento. En la presente aplicación práctica es posible registrar hasta 100 POI’s diferentes (entre 00 y 99). El ejemplo emplea 4 pulsadores de entrada: •
S/D (SW1=RB7) Selecciona el modo de visualización entre sexagesimal y decimal
•
MEM (SW2=RB6) Memoriza y registra las coordenadas actuales como un nuevo punto de interés (POI)
•
DUMP (SW3=RB5) Transmite vía serie RS232 todos los POI’s registrados actualmente en la memoria del controlador PIC18F4550. El canal serie de un PC, con un programa de comunicaciones (como el Hyperterminal), puede recoger dichos puntos y almacenarlos en un fichero con extensión ASC para el posterior tratamiento con los programas de edición y/o visualización (PoiEdit y/o Google Earth).
•
CLEAR (SW4=RB4) Borra de la memoria todos los POI’s registrados actualmente en la memoria Flash del controlador.
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Figura 18. Ejecución del ejemplo GPS_POI
4.7.1 Una primera toma de contacto La primera prueba realizada por Ingeniería de Microsistemas Programados se hizo buscando y visualizando la propia ubicación de nuestras instalaciones. Vamos a enumerar los pasos a seguir. 1.- Con ayuda de nuestro Kit GPS y ejemplo de aplicación GPS_POI, salimos al exterior y visualizamos las coordenadas sobre la pantalla LCD. La posición de Ingeniería de Microsistemas Programados es la siguiente: Lat.= 43º 16’ 4” N (43.2678) y Long. 2º 55’ 56” O (-2.9323) 2.- Accionamos el pulsador MEM con lo que esas coordenadas se memorizan como un punto de interés POI. 3.- De vuelta al interior de nuestras instalaciones, conectamos el canal serie de PIC’Control con el canal serie del PC donde se ejecuta el programa Hyperterminal (9600 baudios, 8 bits de datos y sin paridad). 4.- Mediante Transferir Æ Capturar texto... seleccionamos el modo “captura de texto” del Hyperterminal: En este modo, el programa Hyperterminal espera a recibir caracteres procedentes del canal serie al que esté conectado. Aparece una nueva ventana donde se nos invita a indicar la carpeta y el nombre del archivo donde se almacenarán los bytes recibidos. Para el caso que nos ocupa le damos el nombre Microsystems.asc que se almacena en la carpeta Temp. Ver la figura 19 Empleamos la extensión ASC. Esto crea un archivo tipo texto según el estándar “Navio Ascii” que puede ser manipulado por distintos programas para la edición y visualización de archivos POI (p.e. el PoiEdit aquí propuesto).
Figura 19. Capturando texto desde el hyperterminal
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5.- Ahora procedemos a volcar el contenido de la memoria del PIC, donde hemos almacenado los distintos POI’s (en nuestro ejemplo la ubicación de MSE). Para ello basta accionar el pulsador DUMP de nuestro montaje. En la pantalla del Hyperterminal vemos las líneas de caracteres que se transmiten desde la tarjeta PIC’Control. La primera de estas líneas es una información de cabecera. Las sucesivas líneas representan a cada uno de los POI’s que estuvieran grabados en la memoria y expresan la longitud Figura 20. Detener la captura de texto recibido y latitud en decimal de cada punto según el estándar “Navio Ascii”. Para finalizar la captura y crear físicamente el fichero con la información recibida, hay que teclear Transferir Æ Capturar texto Æ Detener, como se aprecia en la figura 20. 6.- El fichero recién generado es un fichero tipo texto que se puede editar con cualquier procesador de textos como puede ser el WorPad incluido en Windows. Tal y como se muestra en la figura 21, se puede distinguir claramente la línea de cabecera que se inicia siempre con ‘;’. También se aprecia las coordenadas de los distintos POI’s que hubieramos volcado desde la tarjeta PIC’Control. Tantos POI’s como hayan sido grabados (un POI en nuestro ejemplo). Cada POI va en una línea o renglón. Empieza con la coordenada de longitud (-2.93230). Separada mediante coma “,” viene la coordenada de latitud (43.2678). Separado mediante coma “,” y encerrado entre comillas (“ “) podemos añadir un texto explicativo de cada POI en particular. Nosotros hemos añadido “Microsystems Engineering” como nombre del POI en cuestión. Una vez editado y/o modificado el fichero ASC, procedemos a salvarlo.
Figura 21. Visualización/edición del fichero POI recién creado 7.- Ahora podemos ejecutar el programa PoiEdit para la edición/visualización de ficheros POI. Si disponemos de conexión a Internet y abrimos nuestro fichero “Microsystems.asc” recién generado y editado, podremos ver nuestra localización en un mapa tipo callejero que proporciona Google Maps tal y como se muestra en la figura 22.
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Figura 22. Nuestra ubicación en Google Maps 8.- Gracias a PoiEdit también podemos exportar nuestro fichero de POI’s (Microsystems.asc) a otro formato muy utilizado como es el formato KLM empleado por el programa Google Earth. Para ello basta ejecutar Archivo Æ Guardar como y seleccionar Tipo Google Earth (*.klm). Asignamos el nombre al nuevo fichero (Microsystems.klm). 9.- Ahora ejecutamos la aplicación Google Earth que suponemos debidamente descargada e instalada. Ejecutamos Archivo Æ Abrir y seleccionamos nuestro recién creado fichero “Microsystems.klm”. El programa realizará un “vuelo” virtual que nos llevará a nuestra ubicación a “vista de pájaro”, tal y como se muestra en la figura 23.
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Figura 23. Ubicación de MSE a “vista de pájaro” 4.7.2 Trabajo de campo Presentamos aquí otra aplicación de nuestro kit GPS con el programa de ejemplo GPS_POI. En este caso se trata de un verdadero “trabajo de campo” que nos permite verificar y contrastar la más que aceptable precisión del receptor GPS de Parallax. Junto con mis amigos y compañeros Federico Alberdi y José Julián Sautua, ambos en la fotografía de la figura 24, nos planteamos hacer una marcha montañera que incluye el recorrido de las Ermitas del Valle de Orozko en Bizkaia, en total 16. Figura 24. Los “guías”
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El planteamiento consiste en hacer el recorrido visitando las Ermitas en el mismo orden con el que el se realiza anualmente la misma marcha organizada por el grupo de montaña “Itxinape Mendiko Taldea” de Orozko-Bizkaia. Una vez alcanzamos cada una de las Ermitas, se toma nota de sus coordenadas que se comparan con las que nos proporciona el GPS comercial “Magellan Explorist” que llevamos como GPS de referencia. Al mismo tiempo accionamos el pulsador MEM de nuestro Kit GPS y registramos sus coordenadas o POI’s en la memoria Flash del controlador PIC18F4550 que incorpora de serie tarjeta de PIC’Control. Tras la perceptiva y obligada parada para almorzar y, una vez finalizado el recorrido, procedemos al volcado de los datos recogidos sobre el PC, siguiendo los pasos 3 - 5 explicados en el apartado 4.7.1 anterior. Generamos así un fichero al que llamaremos “Ermitas de Orozko.asc”. Mediante el WordPad de Windows editamos ese fichero, asignamos nombres a cada uno de los POI’s recogidos y finalmente lo salvamos. Ver la figura 25.
Figura 25. Edición del fichero “Ermitas de Orozko.asc” para asignar los nombres de cada POI Es hora de visualizar sobre los mapas la ubicación real de cada POI o Ermita. Para ello podemos ejecutar el programa PoiEdit y abrir el fichero “Ermitas de Orozko.asc”, tal y como se muestra en la figura 26. En la ventana de la derecha vemos el listado de todas las Ermitas registradas y editadas previamente. Seleccionando cualquiera de ellas se puede visualizar su ubicación en el mapa suministrado por Google Maps. Estos mapas son mas bien del tipo callejero. Es por ello que con las Ermitas próximas a zonas urbanas se muestra el nombre de las calles o barrios. Con las Ermitas situadas en zonas o alejadas de núcleos urbanos (p.e. Santa Marina), la ubicación visualizada no tiene utilidad alguna.
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Figura 26. Visualizando la ubicaci贸n de las Ermitas mediante el programa PoiEdit
Figura 27. Nuestra marcha por las Ermitas del valle de Orozko - Bizkaia
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Como se hizo anteriormente aprovechamos las prestaciones del programa EditPoi para generar y exportar otro fichero en formato KLM que puede ser leído e interpretado por Google Earth. Para ello pulsamos Archivo Æ Guardar como y seleccionamos Tipo Google Earth (*.klm). Asignamos el nombre al nuevo fichero (Ermitas de Orozko.klm). Llegados a este punto ejecutamos el programa Google Earth y abrimos el fichero “Ermitas de Orozko.klm” recién generado. Nos aparecerá una imagen, a “vista de pájaro” como la mostrada en la figura 27. En ella se aprecian los 16 puntos de interés correspondientes a las Ermitas registradas. Las posibilidades de Google Earth son numerosas. Podemos hacer zoom sobre cualquiera de los puntos para hacer una aproximación y apreciar los detalles geográficos de la ubicación. Mediante el botón Play se puede reproducir un viaje que nos va llevando secuencialmente sobre cada uno de los puntos y en el orden en que fueron grabados. Se produce una sensación de “vuelo virtual” Podemos hacer click en cualquiera de los puntos y se nos desplegará un menú como el de la figura 28 que nos permite seleccionar cómo llegar hasta ese punto o desde ese punto. Así, Google Earth puede calcular cómo llegar desde una ubicación cualquiera hasta ese punto, o cómo llegar desde ese punto a una ubicación cualquiera o bien cómo llegar desde un punto hasta otro punto.
Figura 28. ubicaciones
Navegación
entre
distintas
4.7.3 Mini vacaciones El último trabajo de campo se realizó aprovechando unas pequeñas vacaciones transcurridas en la isla de Lanzarote (Canarias) que permitió comprobar, una vez mas, la precisión del Kit GPS en otras latitudes y longitudes. Siguiendo los mismos pasos que hasta ahora, fuimos viajando a distintos puntos de la isla, grabando los correspondientes POI’s sobre la memoria flash del controlador PIC18F4550 del kit GPS. Esos datos se vuelcan sobre un fichero llamado “Lanzarote Tour.asc” para posteriormente editarlo con WordPad y asignar los nombres de los diferentes POI’s capturados. Con el Programa EditPoi visualizamos dichos puntos sobre el mapa callejero de Google Maps y generamos un nuevo fichero “Lanzarote Tour.klm” Con el programa Google Earth abrimos el fichero recién generado y visualizamos la ubicación de cada punto apreciando los detalles del terreno tal y como se muestra en la figura 29.
Kit GPS -19
Kit GPS
Figura 29. Mini vacaciones por Lanzarote Como conclusi贸n final podemos destacar la precisi贸n del receptor GPS #28146 de Parallax y las numerosas posibilidades de nuestro Kit GPS construido en torno al mismo. Esto, unido a la disponibilidad de aplicaciones software libres o shareware como son PoiEdit y Google Earth, hacen que los l铆mites a la hora de aplicar y utilizar este Kit dependan casi exclusivamente de la imaginaci贸n del usuario.
Kit GPS -20
8
7
6
D
5
4
2
U2
ParallaxGPS SW1
RB7 MEM
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
SW2 /RAW
SIO
P1 10K
VCC
GND
RB6
7 8 9 10 11 12 13 14
RS R/W E 4 5 6
GND VCC VLC 1 2 3
S/D
Parallax GPS #28146
4x20
SW3
DUMP
4
3
2
RB5 RD3 RD2 RD1 RD0
1
+5Vcc
1
D
U1
LCD4x20
3
SW4
RD4 RD5 RD6
C
CLEAR RB4
RB0 RA0/Rx
C
RA1/Tx
+5Vcc +5Vcc
2
LS1 1
RB1
Tarjeta: PIC'PROJECTS
R1 10K PIEZO
J1
PICBUS-2
B
B
MCLR/RE3 RA0 RA1 RA2 RA3 RA4 RA5 RE0 +5Vcc RE1 RE2 CLKIN/RA7 CLKOUT/RA6 RC0 RC1 RC2 RC3/SCL RD0 RD1
A
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
RB7/PGD RB6/PGC RB5 RB4 RB3 RB2 +5Vcc RB1 RB0 RD7 RD6 RD5 RD4 RC7/RX RC6/TX RC5 RC4/SDA RD3 RD2
Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. Ald. Mazarredo, 47 -1º; 48009 Bilbao - Bizkaia Tlfno./Fax: 944230651; www.microcontroladores.com
Tarjeta: PIC'CONTROL
A4 8
7
6
Kit GPS Parallax #28146
Nombre: Tamaño
5
4
3
A
Fecha:
Revisión
Nº de hoja
A
1 2
de
Firma: 1 1