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Sistema de posicionamiento global GPS con el módulo SkyLab SKM53 y el sistema Bolt 18F2550.

Desarrollo del proyecto: Moisés Meléndez Reyes

 

Ver video demostrativo

Kit para desarrollo de proyectos GPS SkyLab SKM53

 

Antecedentes:

Con la aparición de los teléfonos inteligentes -smartphones- es posible ya para un usuario disponer de las funciones del sistema de posicionamiento global GPS en su móvil. Ésto le permite ubicar su posición en la esfera terrestre, definida por 3 coordenadas geográficas: la latitud, la longitud y la altitud.

La miniaturización de los circuitos receptores GPS en los teléfonos móviles, ha hecho a su vez posible la aparición de módulos comerciales especialmente diseñados para su acoplamiento con microcontroladores y que utilizan una interfaz serial estándar TTL como es el caso del módulo GPS SkyLab SKM53.

Vea aquí el tutorial de los sistemas GPS

 

FIGURA 1

 

Descripción general:

Con base en la figura 1, en este proyecto se describe la implementación de un sistema de localización GPS, basado en el módulo GPS SkyLab SKM53 y el sistema microcontrolador Bolt 18F2550. La visualización de los datos de salida, como son la latitud, longitud, altitud y velocidad (en kms/hora), se realiza simultáneamente en el display LCD y a través del puerto serial estándar RS232 de la tarjeta Bolt. Alternativamente, puede utilizarse un módulo Bluetooth HC-06 con puerto serial para observar los datos en un teléfono móvil.

La conexión del módulo GPS y la tarjeta Bolt 18F2550 se realiza a través de su puerto auxiliar, por medio de una interfaz serial manejada por software en los bits RC0 y RC1 del 18F2550, con niveles compatibles con TTL, como se muestra en la figura 2:

 

FIGURA 2

 

En la foto de la figura 3 se muestran todos los dispositivos conectados para las pruebas, incluyendo el pequeño protoboard para alambrar el regulador de 3.9 volts para alimentar el módulo GPS.

Para la comunicación entre el GPS SKM53 y el sistema Bolt, se utilizan las señales TX y RX, y manejando por medio de software (a través del llamado 'bit bang'), la trasmisión y recepción serial en los bits de entrada/salida RC0 y RC1 en el puerto auxiliar. Para el correcto funcionamiento del sistema, los dip switches SW3 y SW4 deben posicionarse en estado OFF.

El intercambio de información entre el módulo GPS y la tarjeta Bolt, se realiza utilizando el protocolo NMEA-0183, cuya especificación puede consultar en el link de abajo.

Puerto auxiliar del sistema Bolt 18F2550

NMEA-0183-PROTOCOL.pdf

 

Regulador de 3.9 volts:

Para su acoplamiento con el puerto auxiliar del sistema Bolt, el módulo GPS SKM53 debe alimentarse con 3.9 volts, lo que requiere un regulador del tipo AMS1117-3.3, junto con un diodo 1N4148 conectado entre el pin de 5 volts del puerto auxiliar y el módulo GPS. El diagrama electrónico del regulador es el siguiente:

Bolt-Pic18F2550_Skylab-SKM53_adapter_SCH.pdf

 

Firmware:

El fimware de aplicación de la tarjeta Bolt, realiza 2 tareas básicas en forma constante: recibir cada 10 segundos la información del módulo GPS, el cual proporciona la latitud, longitud, altitud y velocidad actuales y mostrar estas variables tanto en el display LCD como a través del puerto serial RS232 de la tarjeta. Al puerto serial RS232 puede conectarse ya sea directamente una computadora PC ó Laptop utilizando un cable USB-Serial ó bien utilizar un módulo Bluetooth HC-06 con puerto serial para recibir la información en un teléfono móvil.

 

Archivos completos del firmware para el sistema Bolt 18F2550. Se empleó el software MPLAB IDE v.8.89 y el compilador C18 v.3.46.

BOLT-SKM53-GPS.zip

 

Para mostrar los datos en el LCD:

Para mostrar la información en el LCD de la tarjeta (ver foto de la figura 3), en los dip switches de la tarjeta Bolt, el usuario puede seleccionar  la variable que desea observar como sigue. Mantenga SW3 y SW4 en el estado OFF.

 

SW1

SW2

DISPLAY LCD

ON ON LATITUD
ON OFF LONGITUD
OFF ON ALTITUD
OFF OFF VELOCIDAD

 

FIGURA 3

 

Para mostrar los datos en una computadora PC ó Laptop y en el teléfono móvil:

Si desea mostrar la información en su PC ó Lap, debe conectar su computadora a través de un cable USB-Serial al puerto DB9 de la tarjeta Bolt. Puede usar cualquier emulador de terminal (configuración: 9600,n,8,1)  para recibir los datos en su computadora. Sin embargo, para poder observar correctamente el símbolo de grados ° se recomienda el uso del software emulador llamado "Termite v.3.1" del distribuidor CompuPhase. La información que el usuario observará en su computadora es similar al siguiente ejemplo:

 

 

Si desea observar la información en un teléfono móvil, ó bien en su Laptop (si está equipada con interfaz USB-Bluetooth), conecte un módulo Bluetooth HC-06 con puerto serial como se muestra en la figura 4. En su móvil, previamente debe cargar la aplicación BlueTerm desde Google Play. Al enlazar el móvil con el módulo Bluetooth y abrir la aplicación BlueTerm, automáticamente se observará la información proveniente del módulo GPS, la cual se actualiza cada 10 segundos.

Cómo detectar y vincular el módulo Bluetooth HC-06 desde un teléfono móvil Samsung

Consulte este link para realizar la instalación de un módulo Bluetooth USB en su PC

Para configurar la funcionalidad Bluetooth en su móvil, así como el programa BlueTerm, por favor vaya a este link

 

FIGURA 4

 

Nota importante: recuerde que para generar la información de geolocalización, el módulo receptor GPS debe mantener comunicación con al menos 3 satélites del sistema GPS. Los muros y techos pueden impedir que la señal de dichos satélites alcancen al receptor GPS, por lo que se recomienda utilizarlo en espacios abiertos. Cuando el receptor GPS no tiene suficiente información, en el LCD ó en su computadora PC, usted observará el mensaje: 'Lat: unavailable'