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Ler dados de GPS - Raspberry Pi

Nesta parte da lição, você adicionará um sensor GPS ao seu Raspberry Pi e lerá os valores dele.

Hardware

O Raspberry Pi precisa de um sensor GPS.

O sensor que você usará é o sensor Grove GPS Air530. Este sensor pode se conectar a vários sistemas GPS para obter uma localização rápida e precisa. O sensor é composto por duas partes: os componentes eletrônicos principais e uma antena externa conectada por um fio fino para captar as ondas de rádio dos satélites.

Este é um sensor UART, então ele envia dados GPS via UART.

Conectar o sensor GPS

O sensor Grove GPS pode ser conectado ao Raspberry Pi.

Tarefa - conectar o sensor GPS

Conecte o sensor GPS.

Insira uma extremidade do cabo Grove no conector do sensor GPS. Ele só encaixará de uma maneira.
Com o Raspberry Pi desligado, conecte a outra extremidade do cabo Grove ao conector UART marcado como UART no Grove Base Hat conectado ao Pi. Este conector está na fileira do meio, no lado mais próximo ao slot do cartão SD, oposto às portas USB e ao conector Ethernet.
Posicione o sensor GPS de forma que a antena conectada tenha visibilidade para o céu - idealmente próximo a uma janela aberta ou ao ar livre. É mais fácil obter um sinal claro sem obstruções na frente da antena.

Programar o sensor GPS

Agora o Raspberry Pi pode ser programado para usar o sensor GPS conectado.

Tarefa - programar o sensor GPS

Programe o dispositivo.

Ligue o Pi e aguarde o boot.
O sensor GPS possui 2 LEDs - um LED azul que pisca quando os dados são transmitidos e um LED verde que pisca a cada segundo ao receber dados dos satélites. Certifique-se de que o LED azul esteja piscando ao ligar o Pi. Após alguns minutos, o LED verde começará a piscar - se isso não acontecer, pode ser necessário reposicionar a antena.
Abra o VS Code, diretamente no Pi ou conecte-se via a extensão Remote SSH.

⚠️ Você pode consultar as instruções para configurar e abrir o VS Code na lição 1, se necessário.
Com versões mais recentes do Raspberry Pi que suportam Bluetooth, há um conflito entre a porta serial usada para Bluetooth e a usada pelo conector Grove UART. Para corrigir isso, faça o seguinte:
1. No terminal do VS Code, edite o arquivo /boot/config.txt usando nano, um editor de texto integrado ao terminal, com o seguinte comando:
```
sudo nano /boot/config.txt
```
  Este arquivo não pode ser editado pelo VS Code, pois você precisa de permissões elevadas (sudo). O VS Code não executa com essas permissões.
2. Use as teclas de navegação para ir até o final do arquivo e copie o código abaixo, colando-o no final do arquivo:
```
dtoverlay=pi3-miniuart-bt
dtoverlay=pi3-disable-bt
enable_uart=1
```
  Você pode colar usando os atalhos normais do teclado para o seu dispositivo (Ctrl+v no Windows, Linux ou Raspberry Pi OS, Cmd+v no macOS).
3. Salve o arquivo e saia do nano pressionando Ctrl+x. Pressione y quando perguntado se deseja salvar o buffer modificado e, em seguida, pressione enter para confirmar que deseja sobrescrever /boot/config.txt.
  
  Se cometer um erro, você pode sair sem salvar e repetir os passos.
4. Edite o arquivo /boot/cmdline.txt no nano com o seguinte comando:
```
sudo nano /boot/cmdline.txt
```
5. Este arquivo contém vários pares de chave/valor separados por espaços. Remova quaisquer pares de chave/valor para a chave console. Eles provavelmente serão semelhantes a isto:
```
console=serial0,115200 console=tty1 
```
  Você pode navegar até essas entradas usando as teclas de navegação e excluí-las usando as teclas del ou backspace.
  
  Por exemplo, se o arquivo original for assim:
```
console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=058e2867-02 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait
```
  A nova versão será:
```
root=PARTUUID=058e2867-02 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait
```
6. Siga os passos acima para salvar este arquivo e sair do nano.
7. Reinicie o Pi e reconecte-se ao VS Code após o reinício.
No terminal, crie uma nova pasta no diretório home do usuário pi chamada gps-sensor. Crie um arquivo nesta pasta chamado app.py.
Abra esta pasta no VS Code.
O módulo GPS envia dados UART por uma porta serial. Instale o pacote Pip pyserial para se comunicar com a porta serial no seu código Python:
```
pip3 install pyserial
```
Adicione o seguinte código ao seu arquivo app.py:
```
import time
import serial

serial = serial.Serial('/dev/ttyAMA0', 9600, timeout=1)
serial.reset_input_buffer()
serial.flush()

def print_gps_data(line):
    print(line.rstrip())

while True:
    line = serial.readline().decode('utf-8')

    while len(line) > 0:
        print_gps_data(line)
        line = serial.readline().decode('utf-8')

    time.sleep(1)
```
Este código importa o módulo serial do pacote Pip pyserial. Em seguida, conecta-se à porta serial /dev/ttyAMA0 - este é o endereço da porta serial que o Grove Pi Base Hat usa para sua porta UART. Ele então limpa quaisquer dados existentes dessa conexão serial.

Em seguida, uma função chamada print_gps_data é definida para imprimir no console a linha passada para ela.

Depois, o código entra em um loop infinito, lendo o máximo de linhas de texto possível da porta serial em cada iteração. Ele chama a função print_gps_data para cada linha.

Após ler todos os dados, o loop aguarda 1 segundo e tenta novamente.

Execute este código. Você verá a saída bruta do sensor GPS, algo como o seguinte:

$GNGGA,020604.001,4738.538654,N,12208.341758,W,1,3,,164.7,M,-17.1,M,,*67
$GPGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,,,*1E
$BDGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,,,*0F
$GPGSV,1,1,00*79
$BDGSV,1,1,00*68

Se você receber um dos seguintes erros ao parar e reiniciar o código, adicione um bloco try - except ao seu loop while.

UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0x93 in position 0: invalid start byte
UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xf1 in position 0: invalid continuation byte

while True:
    try:
        line = serial.readline().decode('utf-8')

        while len(line) > 0:
            print_gps_data()
            line = serial.readline().decode('utf-8')

    # There's a random chance the first byte being read is part way through a character.
    # Read another full line and continue.

    except UnicodeDecodeError:
        line = serial.readline().decode('utf-8')

time.sleep(1)

💁 Você pode encontrar este código na pasta code-gps/pi.

😀 Seu programa para o sensor GPS foi um sucesso!

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Este documento foi traduzido utilizando o serviço de tradução por IA Co-op Translator. Embora nos esforcemos para garantir a precisão, esteja ciente de que traduções automatizadas podem conter erros ou imprecisões. O documento original em seu idioma nativo deve ser considerado a fonte autoritativa. Para informações críticas, recomenda-se a tradução profissional realizada por humanos. Não nos responsabilizamos por quaisquer mal-entendidos ou interpretações equivocadas decorrentes do uso desta tradução.

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