Проект Arduino GPS и TFT-сенсорного экрана: отображение местоположения в реальном времени

Компоненты и материалы

Arduino UNO	×	1
Makerfabs GPS Shield	×	1
ILI9341 2.4" TFT Touchscreen Shield для Arduino	×	1

Приложения и онлайн-сервисы

Visuino — графическая среда разработки для Arduino

Arduino IDE

О проекте

Недавно ребята из Makerfabs прислали мне Arduino GPS Shield для поддержки разработки Visuino и создания новых туториалов. Я также хотел сделать больше уроков с моим ILI9341 TFT Touchscreen Display Shield, и решил объединить два щита в один проект.

В этом туториале я покажу, как легко подключить щиты к Arduino и запрограммировать их в Visuino для отображения GPS-координат на дисплее.

Шаг 1: Компоненты

• Одна плата Arduino UNO (может работать с Mega, но не тестировалось);
• Один Makerfabs Arduino GPS Shield (обратная сторона на фото 2);
• Один ILI9341 2.4" TFT Touchscreen Shield для Arduino.

После публикации Makerfabs выпустили специальный набор со всеми компонентами для этого проекта!

Шаг 2: Запуск Visuino, добавление и настройка TFT-щита

Так как у Arduino UNO только один аппаратный Serial-порт, который нужен для прошивки, Arduino нужно запрограммировать до подключения GPS-щита.

Для программирования понадобятся:

• Arduino IDE версии 1.6.7 или выше (обязательно!);
• Visuino: visuino.com.

1. Запустите Visuino (скриншот 1).
2. Нажмите стрелку вниз у компонента Arduino, чтобы открыть меню (скриншот 1).
3. Выберите «Add Shields...» (скриншот 1).
4. В диалоге «Shields» разверните категорию «Displays», выберите «TFT Color Touch Screen Display ILI9341 Shield», нажмите кнопку добавления (скриншот 2).
5. В Object Inspector раскройте свойство «Text» (скриншот 3).
6. Установите подсвойство «Size» = «2» (скриншот 3) — увеличит размер текста по умолчанию.

Шаг 3: В Visuino — добавление текстовых полей для GPS-данных

Добавим графические элементы для отображения широты, долготы и высоты от GPS:

1. В Object Inspector нажмите «...» у свойства «Elements» компонента «TFT Display» (скриншот 1).
2. В редакторе элементов выберите «Text Field», трижды нажмите кнопку добавления (скриншот 2) — добавятся 3 элемента (скриншот 2).
3. Выделите все 3 элемента «Text Field» (скриншот 3).
4. Установите свойство «Auto Size» = «False» для всех трех (скриншот 3).
5. Установите свойство «Width» = «10» для всех трех (скриншот 3).
6. Установите свойство «X» = «10» для всех трех (скриншот 3).

Шаг 4: Настройка остальных свойств текстовых полей

1. Выберите элемент «Text Field1» (скриншот 1).
2. Свойство «Initial Value» = «Update» (скриншот 1) — будет отображаться до прихода первых данных от GPS.
3. Свойство «Y» = «20» (скриншот 2).
4. Выберите «Text Field2» (скриншот 3).
5. Свойство «Y» = «40» (скриншот 3).
6. Выберите «Text Field3» (скриншот 4).
7. Свойство «Y» = «60» (скриншот 4).

Шаг 5: В Visuino — добавление и подключение компонента Serial GPS

Для декодирования GPS-данных от щита добавим и соединим GPS-компонент в Visuino:

1. Введите «GPS» в фильтре Component Toolbox, выберите «Serial GPS» (скриншот 1), перетащите в область дизайна.
2. Соедините выход «Latitude» в блоке «Location» компонента GPS1 с входом «In» элемента «Shields.TFT Display.Elements.Text Field1» компонента Arduino (скриншот 2).
3. Соедините выход «Longitude» блока «Location» GPS1 с входом «In» элемента «Text Field2» (скриншот 3).
4. Соедините выход «Altitude» блока «Location» GPS1 с входом «In» элемента «Text Field3» (скриншот 4).
5. Соедините выход «Out» компонента GPS1 (скриншот 5) с входом «In» компонента «Serial[0]» Arduino (скриншот 6).

Шаг 6: Генерация, компиляция и загрузка кода в Arduino

1. В Visuino нажмите F9 или кнопку на скриншоте 1 — сгенерируется код и откроется Arduino IDE.
2. В Arduino IDE нажмите «Upload» для компиляции и загрузки (скриншот 2).

Шаг 7: Настройка и подключение GPS-щита к Arduino

Arduino запрограммирован, теперь устанавливаем щиты.

Makerfabs GPS Shield имеет джамперы для настройки пинов последовательного обмена с GPS-чипом (скриншот 1). Настроим на Hardware Serial пины 0 и 1 Arduino UNO:

• Джампер TX → соединить TX с Pin 0 (скриншот 1);
• Джампер RX → соединить RX с Pin 1 (скриншот 1);
• Установить TFT Shield сверху на Arduino Uno (скриншоты 2-5).

Шаг 8: Подключение ILI9341 TFT Touchscreen Display Shield к Arduino

Установите TFT Shield сверху на Arduino Uno как показано на фото.

Шаг 9: Запуск и проверка

Поздравляем! Проект завершен.

Скриншоты 2-5 и видео показывают подключенный и включенный проект.

• Подайте питание на Arduino UNO;
• Изначально на TFT дисплее отобразится «Update» (скриншот 1);
• Через некоторое время (смотрите сбоку, скриншот 2) синий LED на Makerfabs GPS Shield начнет мигать — значит, щит нашел GPS-спутники (скриншот 3);
• Вскоре после этого GPS-координаты появятся на TFT дисплее (скриншот 4).

В зависимости от местоположения, получение данных может занять несколько минут. Если через несколько минут данные не появились, выключите питание, подождите минуту и включите снова для сброса GPS.

На скриншоте 1 показана полная схема Visuino. Скачать и открыть в Visuino: visuino.com

Если нужны компоненты, Makerfabs сделали специальный набор со всем необходимым!

FJV6QQLIWMR2MVJ.zip (файл проекта Visuino)