看儀表盤會蒙圈？那就自制一個GPS速度計吧

本文作者：大壯旅

2015-11-23 14:44

導語：比車上的儀表盤更加的直觀哦。

今天硬創(chuàng)邦給大家?guī)淼漠a品是一款GPS速度計，當然，它可不是計算步行速度的，它可以用在車里。聽到這兒肯定許多人會感到奇怪，車里不是有儀表盤嗎？難道你開的是自行車?。渴前?，但很多人的單任務運行的大腦總覺得簡單易懂的數字速度計更符合我的要求，而且可以直接把它固定在面前。

此外，本次教程的作者做的GPS版本并不會像其他人改裝車一樣，把車里弄的亂七八糟的。接下來我們就看一下教程吧。

制作速度計所需的零部件：

看儀表盤會蒙圈？那就自制一個GPS速度計吧

1. Arduino Uno開發(fā)板（其他版本的Arduino開發(fā)板也可以使用）。
2.GPS模塊，購買地址：https://www.dfrobot.com/wiki/index.php?title=GPS_M...
3.液晶顯示屏，購買地址：http://www.aliexpress.com/item/20PIN-LCD12864-Graphic-LCD-Module-KS0107-KS0108-Drive-IC-5V-Yellow-Backlight/2037961119.html?spm=2114.01020208.3.40.olQVGl&ws_ab_test=searchweb201556_7_79_78_77_80,searchweb201644_5,searchweb201560_9
4.一個10K的微調電位，用來調整LCD的對比度。
5.4.7k的電位計，用來調整LCD的亮度。
6.100歐姆的電阻器，用來限制通過LCD的電流。
7.線材，吸盤，自粘魔術貼，廚房鋁箔或類似的東西，烙鐵，鉗子和熱熔膠槍等等。
可選配件：
8.可為Arduino開發(fā)板和LCD等設備供電的USB線。
9.兩個5V的USB車載電源適配器，電流輸出至少要達到1A。
10.塑料外殼（你也可以自己做一個）。
11.當然，首先你得有輛車。

第一步：

請各位注意：

我建議你在正式制作前先試做一個，在完成測試工作后再正式開始制作。

想要順利將sketch上傳至Arduino開發(fā)板，你需要先斷開GPS模塊的連接，因為它和Arduino IDE用的是相同的RX和TX接口。我試過不斷開就上傳，但一直都沒能成功。

此外，上傳過程中還要斷開LCD的電源連接，因為重置接口會對Arduino IDE造成干擾。有人說，連接Arduino上的+5V電源也能完成上傳，不過我覺得上傳時拔掉線纜貌似更簡單。

看儀表盤會蒙圈？那就自制一個GPS速度計吧

首先，之前因為快遞不給力，我的LCD還沒到，所以我只能用LED顯示屏先測試GPS模塊了。

好不容易盼來了LCD，我又發(fā)現了個蛋疼的問題，這線也太難接了。好嘛，我只好去翻了那本意大利語的教程（鏈接：http://www.mauroalfieri.it/elettronica/lcd-grafico-128x64-arduino.html）。不過最終我也沒能找到正確的方法，所以我只好做了些許變通：

-在10k微調電位的布線上，我做了一些調整。
-我將另一個4.7k的電位計和100歐姆的電阻器串聯了起來，這樣就可以控制LCD的亮度了。

另外，為了使用方便，我希望引擎啟動時速度計就會開始顯示，不過這樣做耗電量可能會有些大。所以只有引擎啟動時Arduino開發(fā)板和LCD才會開始工作，不過GPS模塊會一直處于開機狀態(tài)（這樣就不用每次啟動都要等著GPS去搜星了）。

不過，你也可以根據需要自行決定供電方式。

只需一個車載電源適配器就能穩(wěn)定的給GPS模塊供電，另一個電源適配器則可在車輛啟動后為Arduino開發(fā)板和LCD供電。

還有一個點需要注意：連接電源適配器時我用了保險絲，所以如果發(fā)生短路它們會即使熔斷，以防損壞其他車載電子元件。

看儀表盤會蒙圈？那就自制一個GPS速度計吧

第二步：

這一步我測試了LCD的線路。不過當時我還沒用電阻器替代微調電位。

第三步：

看儀表盤會蒙圈？那就自制一個GPS速度計吧

如圖所示，我在備好的塑料外殼上打了個洞，這樣就能把LCD裝進去了，下一步點上熱熔膠固定好LCD，接著在上面鋪一層鋁箔，對了，記得在塑料殼周圍也加一層鋁箔。此外，你要將Arduino開發(fā)板封在一個簡易的法拉第籠中，這樣就能避免來自其他設備的干擾。這玩意真的這么有用嗎？實話說，我也不知道，不過照做就是了。

看儀表盤會蒙圈？那就自制一個GPS速度計吧

但可要記得理好線路，省的引起LCD或者Arduino開發(fā)板短路。

第四步：

這個項目里的線是真不少，除了兩個電源適配器需要連接，我們還需要通過電位計來調整屏幕亮度，這下一共就有4根線了，所以我決定將這些線換成USB線，以便后期檢查。

看儀表盤會蒙圈？那就自制一個GPS速度計吧

我將Arduino開發(fā)板里的USB接口拔了下來（當時我只有這一個接口，不過在那之前我已經上傳了sketch而且對速度計進行了初步的測試），而且在塑料盒上又開了個口，留給所需的電源連接。如果你想后期給開發(fā)板升級sketch，一定要再去買個USB接口。

當然，你還可以選擇其他類型的接口。我這樣處理是為了將這四根線都放進盒子里收納整齊，這樣會比較美觀。

第五步：

正好我手邊有個閑置的導航，它上面有個吸盤，所以我就直接用它將速度計吸在了前擋風玻璃上。此外，我用魔術貼將GPS模塊綁在速度計的塑料外殼上。不過可要記得在外殼上給四條線纜留口哦。

看儀表盤會蒙圈？那就自制一個GPS速度計吧

第六步：

此時，速度計的硬件就組裝完成了，現在我們需要用USB線將它連接到電源適配器上。而電位計則安裝在方向盤旁邊（請各位注意，我開的是右舵車，如果你的車是左舵車，請對電位計的位置作相應調整）。

看儀表盤會蒙圈？那就自制一個GPS速度計吧

第七步：

好啦，該搞定代碼的問題了。

首先，你得先去下載兩個庫（確認你的Arduino開發(fā)板里沒有這兩個庫）。

OpenGLCD，下載鏈接：https://code.google.com/p/glcd-arduino/downloads/list

更多詳細信息請參閱：http://playground.arduino.cc/Code/GLCDks0108和https://bitbucket.org/bperrybap/openglcd/wiki/Home。

TinyGPS，下載地址：http://arduiniana.org/libraries/tinygps/

解壓下載好的文件并將它們放入你的Arduino庫文件夾中（一般為C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries\）。如果Arduino IDE處于開機狀態(tài)，請關掉并重啟，這樣才能加載出新的庫。

第八步：

剛剛解決了庫的問題后，我又發(fā)現了新問題，那就是生成的新字體看起來很違和。于是我創(chuàng)建了一個新的位圖，它會直接顯示在LCD上。

安裝了OpenGLCD庫之后，請找到那個名為"glcdMakeBitmap.pde"的文件，一般情況下它都保存在：

C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries\openGLCD\bitmaps\utils\glcdMakeBitmap\

想要運行這個文件，你需要下載并安裝另一款名叫Processing的免費軟件，它和Arduino IDE非常相似。下面附上下載地址：https://processing.org/download/

在軟件中打開"glcdMakeBitmap.pde"并點擊左上角的運行按鍵。

"glcdMakeBitmap.pde"可以讓你不斷喂給OpenGLCD庫新的圖片文檔，隨后一些.h文檔就會自動在新的位圖文件夾中生成，最終它們將成為LCD上不斷跳動的數字。

在第八步的最下方我還貼了一個名為"numbers.zip"的文件，你可以下載后解壓，隨后將其中的.BMP文件拖到運行中的"glcdMakeBitmap.pde"中去，這樣就可以創(chuàng)建11個頭文件（0到9，還有空格）。不過如果你是這方面的大神，你還可以設計自己的字體并保存為BMP或其他文檔，隨后再創(chuàng)建出獨一無二的頭文件，這樣你的速度計就會變得狂拽酷炫叼炸天了。

備注：你們可能會覺得很奇怪，為什么我不直接用.h文檔來替代.BMP文檔，留給你們一個爛攤子（下載安裝Processing并運行"glcdMakeBitmap.pde"）來收拾呢？因為只是簡單的將.h文檔復制粘貼到位圖文件夾中的話，一個名為"allBitmaps.h" 的文件就會自動更新。此外，這樣你們也能學會怎么設計字體，創(chuàng)造自己的個性速度計了。

第九步：

最后我們要搞定sketch，這一步不是很復雜，我就不詳細來講了。

下面我會附上.ino sketch供大家參考。

#include //math library to use for round function
#include "TinyGPS.h" //GPS module library
#include // LCD library
TinyGPS gps; //create a gps object
float fLat, fLong; //floats for longitude and latitude; will be used to determine whether the GPS data is up to date or not
unsigned long fix_age; // returns +- latitude/longitude in degrees
int digit1, digit2, digit3; //integers to hold the three digits making up the speed
int iSpeed; //integer to hold the speed value from the GPS module
void setup()
{
Serial.begin(9600); //start the serial communication
// initialise the library, non inverted writes pixels onto a clear screen
GLCD.Init(NON_INVERTED);
}
void loop()
{
while (Serial.available())
{
//incoming serial data from GPS
int c = Serial.read();
if (gps.encode(c))
{
// process new gps info here, in case you want to display more details
}
}
gps.f_get_position(&fLat, &fLong, &fix_age); //get longitude and latitude, used to find if data is up to date
if (fix_age == TinyGPS::GPS_INVALID_AGE || fix_age > 2000)
{
//data was not updated for some time, assume that GPS connection is lost
iSpeed = 0;
}
else
{
//GPS connection is up to date, get the speed information, and round it to closest integer value
iSpeed = round(gps.f_speed_kmph()); // speed in km/h
}
//when not moving, the GPS module will still read some "speed" value, not necessarily zero
//in that case assume the car is not moving; only display values greater than 2
if (iSpeed == 1) iSpeed = 0;
displaySpeed(iSpeed); //call function to display the speed, digit by digit
}
void displaySpeed(int iSpeed)
{
//"simple" maths to extract each digit value
digit1 = iSpeed / 100;
iSpeed = iSpeed - (digit1 * 100);
digit2 = iSpeed / 10;
digit3 = iSpeed - (digit2 *10);
//display "blank" bitmap when necessary, instead of number zero
if (digit2 == 0 && digit1 == 0) digit2 = -1; //digit 2 is blank
if (digit1 == 0) digit1 = -1; //digit 1 is blank
//call function to display each digit, at their required position
drawDigit(digit1, 0);
drawDigit(digit2, 45);
drawDigit(digit3, 90);
}
void drawDigit(int digit, int pos)
{
switch (digit)
{
case 0:
GLCD.DrawBitmap(Number0, pos, 0);
break;
case 1:
GLCD.DrawBitmap(Number1, pos, 0);
break;
case 2:
GLCD.DrawBitmap(Number2, pos, 0);
break;
case 3:
GLCD.DrawBitmap(Number3, pos, 0);
break;
case 4:
GLCD.DrawBitmap(Number4, pos, 0);
break;
case 5:
GLCD.DrawBitmap(Number5, pos, 0);
break;
case 6:
GLCD.DrawBitmap(Number6, pos, 0);
break;
case 7:
GLCD.DrawBitmap(Number7, pos, 0);
break;
case 8:
GLCD.DrawBitmap(Number8, pos, 0);
break;
case 9:
GLCD.DrawBitmap(Number9, pos, 0);
break;
default:
GLCD.DrawBitmap(NumberBlank, pos, 0);
break;
}
}