如何使用Arduino和OLED設計一個GPS車速表

　　車速表用于測量車輛的行駛速度。我們之前使用 IR 傳感器和霍爾傳感器分別構建了模擬車速表和數字車速表。今天我們將使用 GPS 來測量移動車輛的速度。GPS車速表比標準車速表更準確，因為它可以連續(xù)定位車輛并計算速度。GPS 技術廣泛用于智能手機和車輛中，用于導航和交通警報。

　　在這個項目中，我們將使用帶有 OLED 顯示屏的 NEO6M GPS 模塊 構建一個Arduino GPS 速度計。

　　使用的材料

　　Arduino納米

　　NEO6M GPS模塊

　　1.3英寸I2C OLED顯示屏

　　面包板

　　連接跳線

　　NEO6M GPS模塊

　　這里我們使用 NEO6M GPS 模塊。NEO-6M GPS模塊是一款流行的GPS接收器，內置陶瓷天線，提供強大的衛(wèi)星搜索能力。該接收器能夠感知位置并跟蹤多達 22 顆衛(wèi)星并識別世界任何地方的位置。通過板載信號指示燈，我們可以監(jiān)控模塊的網絡狀態(tài)。具有數據備份電池，當主電源意外關閉時，模塊可以保存數據。

　　GPS 接收器模塊內部的核心是 u-blox 的 NEO-6M GPS 芯片。它可以在 50 個通道上跟蹤多達 22 顆衛(wèi)星，并具有令人印象深刻的靈敏度水平，即 -161 dBm。這款 50 通道 u-blox 6 定位引擎擁有不到 1 秒的首次定位時間 （TTFF）。該模塊支持的波特率范圍為 4800-230400 bps，默認波特率為 9600。

　　特征：

　　工作電壓：（2.7-3.6）V DC

　　工作電流：67毫安

　　波特率：4800-230400 bps（9600 默認）

　　通訊協(xié)議：NEMA

　　接口：UART

　　外置天線和內置 EEPROM。

　　GPS模塊的引腳排列：

　　VCC： 模塊輸入電壓引腳

　　GND： 接地引腳

　　RX， TX： 與微控制器的 UART 通信引腳

　　我們之前已經將 GPS 與 Arduino 連接，并使用 GPS 模塊 構建了許多 項目， 包括 車輛跟蹤。

　　1.3英寸I2C OLED顯示屏

　　OLED 一詞代表“有機發(fā)光二極管”， 它使用與我們大多數電視中使用的技術相同的技術，但與它們相比像素更少。將這些看起來很酷的顯示模塊與 Arduino 連接起來真的很有趣，因為它會讓我們的項目看起來很酷。我們在此處介紹了有關 OLED 顯示器及其類型的完整文章。在這里，我們使用的是 單色 4 針 SH1106 OLED 1.28 英寸 OLED 顯示屏。此顯示器只能在 I2C 模式下工作。

　　技術規(guī)格：

　　驅動IC：SH1106

　　輸入電壓：3.3V-5V DC

　　分辨率：128x64

　　接口：I2C

　　電流消耗：8毫安

　　像素顏色：藍色

　　視角：》160度

　　引腳說明：

　　VCC：輸入電源3.3-5V DC

　　GND：接地參考引腳

　　SCL： I2C接口的時鐘管腳

　　SDA： I2C 接口的串行數據引腳

　　Arduino 社區(qū)已經為我們提供了很多庫，可以直接使用這些庫來簡化此操作。我嘗試了幾個庫，發(fā)現 Adafruit_SH1106.h 庫非常易于使用并且有一些圖形選項，因此我們將在本教程中使用相同的庫。

　　電路原理圖

　　下面給出了這個使用 OLED 的 Arduino GPS 速度計的電路圖。

　　完整的設置如下所示：

為 Arduino OLED 車速表編程 Arduino

該項目的完整代碼在教程的底部給出。這里我們逐行解釋完整的代碼。

首先，包括所有庫。這里TinyGPS++.h 庫用于使用 GPS 接收器模塊獲取 GPS 坐標，Adafruit_SH1106.h用于 OLED。

?

#include  
#include  
#include  
#include 

?

然后，定義 OLED I2C 地址，可以是 OX3C 或 OX3D，在我的例子中是 OX3C。此外，必須定義顯示器的復位引腳。在我的例子中，它被定義為 -1，因為顯示器共享 Arduino 的復位引腳。

?

#define OLED_ADDRESS 0x3C 
#define OLED_RESET -1 
Adafruit_SH1106 display(OLED_RESET);

?

接下來，TinyGPSPlus和Softwareserial類的對象定義如下所示。軟件串行類需要 Arduino 引腳號。用于串口通信，這里定義為2和3。

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int RX = 2，TX = 3；
TinyGPSPlus 全球定位系統(tǒng)；
SoftwareSerial gpssoft(RX, TX);

?

在setup()中，為串行通信和 OLED 進行了初始化。軟件串行通信的默認波特率定義為 9600。這里SH1106_SWITCHCAPVCC用于在內部從 3.3V 生成顯示電壓，display.begin函數用于初始化顯示。

?

無效設置（）
{
  序列.開始（9600）；
  gpssoft.開始（9600）；
  display.begin(SH1106_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDRESS); 
  display.clearDisplay(); 
}

?

在while?true 循環(huán)內部，驗證接收到的串行數據，如果接收到有效的 GPS 信號，則調用displayspeed()以在 OLED 上顯示速度值。

?

while (gpssoft.available() > 0) 
    if (gps.encode(gpssoft.read())) 
      displayspeed();

?

在displayspeed()函數中，使用函數gps.speed.isValid()檢查來自 GPS 模塊的速度數據，如果它返回真值，則速度值顯示在 OLED 顯示屏上。這里 OLED 上的文本大小使用display.setTextSize函數定義，光標位置使用display.setCursor函數定義。來自 GPS 模塊的速度數據使用gps.speed.kmph()函數解碼，最后使用display.display()顯示。

?

if (gps.speed.isValid()) 
  { 
    display.setTextSize(2); 
    display.setCursor(40, 40); 
    display.print(gps.speed.kmph()); 
    顯示.顯示（）；
  }

?

　　最后，在 Arduino Uno 中上傳代碼并將系統(tǒng)放在移動的車輛中，您可以在 OLED 顯示屏上看到速度，如下圖所示。

?

#include
#include
#include
#include
#define OLED_ADDRESS 0x3C
#define OLED_RESET -1
Adafruit_SH1106 顯示器（OLED_RESET）；
int RX = 2，TX = 3；
TinyGPSPlus 全球定位系統(tǒng)；
SoftwareSerial gpssoft(RX, TX);
無效設置（）
{
序列號.開始（9600）；
gpssoft.開始（9600）；
display.begin(SH1106_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDRESS);
display.clearDisplay();
顯示.顯示（）；
}
無效循環(huán)（）
{
display.clearDisplay();
display.setTextSize(1);
display.setTextColor（白色）；
display.setCursor(27, 2);
display.print("電路文摘");
display.setTextSize(1);
display.setCursor(35, 20);
display.print("速度(公里)");
顯示.顯示（）；
而 (gpssoft.available() > 0)
如果 (gps.encode(gpssoft.read()))
顯示速度（）；
if (millis() > 5000 && gps.charsProcessed() < 10)
{
display.setTextSize(1);
display.setCursor(35, 40);
display.print("錯誤?。?！");
顯示.顯示（）；
而（真）；
}
}
無效顯示速度（）
{
如果 (gps.speed.isValid())
{
display.setTextSize(2);
display.setCursor(40, 40);
display.print(gps.speed.kmph());
顯示.顯示（）；
}
別的
{
display.setTextSize(1);
display.setCursor(35, 40);
display.print("沒有數據?。?！");
顯示.顯示（）；
}
延遲（100）；
}

?