GY-NEO6MV2 - плата GPS-модуля NEO-6M с активной керамической антенной и интерфейсом UART

Данная плата содержит на себе GPS-модуль NEO-6M от u-blox и была приобретена пару месяцев назад с целью создания GPS-логгера своими руками.

В статье описывается «комплект» с модулем, программа u-center, немного USB-to-TTL-адаптер CH340G, а также проводится срвнение записи трека.

В «комплект» входит: сам модуль u-blox NEO-6M, стабилизатор напряжения (чтоб можно было питат от 5В) и активная керамическая антенна. ИМХО, реальная цена раза в два ниже, поскольку есть более дешевый конкурент — VK172 ($8.58) — с поддержкой ГЛОНАСС и USB-интерфейсом — $8.58, например. Может, и в нём есть UART, но его я в руках не держал.
Антенна телепается на тонком на экранированном кабеле длинной 2.5 см. Сильно телепать ею не стоит: за два дня телепаний у меня нарушился контакт экрана кабеля с землей антенны — и спутники перестали ловиться. Пришлось её разбирать и восстанавливать контакт экрана. Разбирается активная антенна при помощи паяльника ватт на 40-60, снимаем припой лёгкими прикосновениями к краям металлической крышки, одновременно подковыривая её:
(фото сделано через пару месяцев, взято из из этого обзора).

Практика показала, что, несмотря на металлическую пластину с обратной стороны, положение антенны в пространстве на точность определения позиции слабо влияет. Близкое расположение домов, и низкая скорость, как мне показалось, сильнее снижает точность. Если стоять на одном месте, начинают появляться точки на 5-30 метров от реальной позиции.

В описании сказано...

А ничего там не сказано, продавец снимает с себя всю ответственность =)
Модуль NEO-6M питается от напряжения 3.3В, он может выйти из строя при подключении к большему напряжению или некорректно работать при меньшем, но здесь имеется стабилизатор — и питать можно от 5В. Также, есть энергонезависимая память и батарейка:
Светодиод — зелёный, по умолчанию «мигает при 3D-виксации», настроить его поведение можно из приложения u-ctnter.
Пробовал подключать к 3.3В — вместо нужных данных, выдает текстовые сообщения с какой-то информацией, думаю, мощности не хватает. Вывод контактов J1 состоит из:
GND — минуса питания,
TX — линии передачи данных (от модуля),
RX — линии приёма данных (модулем),
VCC — плюса питания (5В).

Из всех особенностей UART для взаимодействия с данным модулем нужно знать только одну — скорость работы, у меня она установлена в 9600 бод. Из коробки пакетика, модуль, когда поймает, выдает такую информацию:

$GPRMC,100732.00,A,***0792,N,***3668,E,0.065,,160216,,,A*70
$GPVTG,,T,,M,0.065,N,0.120,K,A*23
$GPGGA,100732.00,***0792,N,***3668,E,1,05,2.58,128.2,M,16.8,M,,*51
$GPGSA,A,3,07,23,06,09,03,,,,,,,,4.78,2.58,4.03*0B
$GPGSV,3,1,10,02,22,306,20,03,26,148,32,06,30,258,24,07,39,215,30*70
$GPGSV,3,2,10,09,74,295,27,16,34,080,,23,67,080,23,26,24,049,*76
$GPGSV,3,3,10,29,02,001,,30,09,219,*70
$GPGLL,***0812,N,***3682,E,100731.00,A,A*68

Это — текстовые сообщения протокола NMEA, подробнее о них можно почитать в Википедии, они могут немного отличаться от задокументированных.
По сути, этот модуль — микроконтроллер, который анализирует данные со спутников и производит действия, заданные в его настройках — не только выводит текущее положение… Есть подозрение, что он может вести объект по заданному маршруту (по треку, сохранённому в его памяти). Такие модули используют любители квадрокоптеров, они должны знать о нём больше.

CH340

Подключить GPS-модуль к компьютеру (или планшету) через USB можно с помощью USB to TTL модуля CH340 ($0.60) — это переходник USB-UART с возможностью выбора напряжения питания: 3.3 или 5В.
С верхней стороны, имеются три светодиода: питания — красный и два одинаковых синих, мигающих в унисон передаче или приёма данных… Так как цвета светодидов одинаковы, отличить передачу от приёма можно, разве что, выучив их расположение =)
С торца имеются следующие контакты:
первые три контакта — вывод плюса питания: ненужный соединяется с VCC, нужный — со входом питания устройства;
TXD — линия передачи данных (от компьютера к внешнему устройству);
RXD — линия приёма данных (от устройства);
GND — минус питания.

Таким образом, для подключения GPS-модуля к компьютеру, нужно соединить: RX с TXD; TX с RXD; GND с GND; VCC с 5V,
затем вставить USB в компьютер. После подключения к компьютеру и установки драйверов (кажется, сами ставятся), появляется виртуальный COM-порт, при подключении к новому USB-порту, создается еще один COM-порт…
После установки драйверов запускаем программу, указываем скорость обмена данными и выбираем в нужный COM-порт:

Показано на примере программы разработчика GPS-модуля, но в любой другой программе работы с COM-портом, будет то же самое. Если после сопряжения устройств ожидаемых данных не появляется (в терминале), то можно попробовать изменить скорость порта: вдруг мы забыли ее правильно вставить.
После работы — сначала в программе отключиться от пота, затем выдернуть USB; имхо, так более безопасно. Если ошибаюсь, — поправьте; также, могу слишком подробно описывать очевидные вещи, но я хотел бы изъясняться максимально понятно для минимально осведомлённого читателя.

Этим же модулем можно «прошивать» и популярный микроконтроллер Arduino...
Вообще-то, можно было на один из компьютерных COM-портов или на LPT-порт резисторов напаять и не покупать модуль… Но его еще можно к планшету с OTG подключать! Кстати, не всякая программа поддерживает данный адаптер; я успешно мониторил порт пргграммой UsbTerminal,
если скорость низкая (выбранного бодрейта недостаточно для объемов передачи данных), плохой контакт или неправильно настроены биты чётности, то будут теряться части строк;
если же бодрейт на двух устройствах не одинаков, то будут выводиться либо «крякозябрики», либо вообще не будет виден никакой вывод…

u-center

Разработчик модуля предоставляет специализированную программу для работы с ним, скачать её и другие программы можно бесплатно с официального сайта — www.u-blox.com/en/evaluation-software-and-tools — однако, их использование требует не только понимания английского, но и знания предметной области.

Посмотреть на передающиеся данные, можно открыв одну из консолей, или все вместе:
через меню, иконку или нажав соответствующий хоткей.

Настройки сообщений, GPS-модуля находятся в окне View -> Messages, иконкой или по F9:

Когда приходит то или иное сообщение, подсвечивается соответствующая ветка, из меню этого дерева можно отключать или подключать ненужные сообщения. Стоит отметить, что интерфейс программы рассчитан на множество разных модулей и некоторые функции не будут работать с нашим, например, даже если мы разрешим сообщения GLRMC, они не будут приходить, так как модуль не поддерживает ГЛОНАСС. Особо продвинутые отключают все NMEA-, подключают нужные UBX-сообщения — и экономят на этом гигабиты трафика и километры строк кода!
Кстати, у автора видео такой же модуль. Как видно из того же видео, можно настроить скорость работы GPS-модуля из окна
UBX -> CFG -> PRT:

А из UBX -> CFG -> RATE, путем подбора Measurement Period выставляется значение Navigation Frequency — на сколько я понял, это частота, с которой данные приходят в порт, если выставить 0.5 Гц, то порция данных будет отправляться нам по порту раз в две секунды.

Если нужно сохранить текущую конфигурацию устройства, выбираем из меню Receiver -> Action -> Save Config, после чего можно проверить, сохранилась ли конфигурация, отключив его (USB) и подключив обратно.

Там имеется еще много всякоразных настроек, как то частота кварцевого резонатора или энергосбережение; я еще не разбираюсь в них на столько, чтобы кому-то рассказывать. К сожалению, на русском я не нашел подробного описания настроек, применимого к реальным задачам. Но для их понимания можно прочесть документацию и подумать, как ими пользоваться.

Тест в реальных условиях

Подключив данный GPS-модуль и MicroSD-карту к Arduino Promini, я собрал GPS-логгер:

Положил его в сумку вместе с планшетом Asus MemoPad 7, запустил запись трека и прокатился на велике по району, по пути выехал к огородом, где нет домов, затем вернулся обратно, сделав круг и заехал в пару дворов.
Белым пунктиром отмечен путь, который не зафиксировал ни модуль, ни планшет; синяя линия — планшет, красная — модуль.
Постояв минуты три, мне надоело ждать, когда GPS на планшете стартанёт — и я поехал в огороды, вернувшись обратно, достал планшет, посмотрел, как там дела — и трек на нём начал записываться с этого места.

Оцениваю работу данного модуля по записи велотрека как достойную замену телефонного, главным образом, потому что он стартует быстрее; однако его поведение при стационарном положении меня немного пугает. Трек с него был получен путем конвертирования упомянутых выше NMEA-сообщений в GPX-файл посредством команды:

gpsbabel -w -r -t -i nmea -f IN.GPS -x discard,hdop=1.2 -o gpx -F OUT.GPX

-x discard,hdop=1.2 — фильтр по hdop, теоретически, чем меньше величина — тем больше менее достоверных точек удаляется из трека; практически же, если поставить в 1, — удалятся все позиции.
За время поездки (20 минут), аккумулятор пятилетней давности BL-5CP (телефона Nokia 1616), от которого питается микроконтроллер, записывающий лог, разрядился с 4.10 до 3.97В. Ток GPS-модуля при старте, если верить дешёвому мультиметру DT832, составляет 70мА.

Более подробная статья о GPS-треккере, с кодом для Atmega328 — mySKU.me/blog/aliexpress/39653.html
Неплохая статья о данном модуле — radiolaba.ru/microcotrollers/gps-modul-podklyuchenie-k-mikrokontrolleru.html