Décodage d'une trame NMEA 0183

Cette activité pédagogique permet de mettre en oeuvre le décodage d'une trame NMEA à l'aide d'un GPS grove en direct.

La problématique proposée est la recherche d'un sac perdu. Les élèves doivent identifier la position de ce sac pour le récupérer.

L'intérêt de cette activité, est qu'elle utilise un récepteur GPS réel avec des trames NMEA réelles à décoder en live sur une problématique concrête.

 

Pour cela on utilise un récepteur GPS grove de Seed Studio (Merci à la société A4 pour la fourniture du capteur). Il est totalement compatible avec une alimentation en 3.3V.

L'acquisition des satellites est assez rapide.

recepteur gps grove

Ce capteur fonctionne parfaitement à l'intérieur d'une salle. Ce capteur fournit des trames NMEA 0183 en live.

L'idée est de mettre à disposition des élèves, qui sont équipés d'une carte Microbit, la trame NMEA à partir d'un seul récepteur GPS. 

Une solution est de connecter le récepteur GPS à une carte Microbit maître qui symbolise le sac perdu. Puis cette même carte maître va envoyer en mode radio les trames GPS dans groupe donné (réseau de cartes Microbit).

Il suffira alors que les élèves se connectent sur ce réseau local pour lire les trames en live. Pour gagner en efficacité et rapidité, on fournit le programme de réception des trames NMEA par la carte Microbit réceptrice.

Les élèves vont dans un premier temps visualiser des trames à l'aide d'une application smartphone par exemple (pas obligatoire), puis identifier la trame NMEA voulu. En effet, il existe de nombreuses trames NMEA qui donnent un grand nombre d'information. On souhaite décoder uniquement la latitude et la longitude du sac perdu.

Pour cela les élèves vont identifier le type de récepteur de géolocalisation, ici le système Américain GPS, puis identifier ensuite le type de trame pour les coordonnées GPS.

Les élèves visualisent les trames reçus par le GPS Grove sur leur PC à l'aide de Teraterm ou termite qui permet de lire des données sur un port COM.

Ils identifient la trame et la position de la latitude et longitude dans la trame.

Ils mettent en oeuvre ensuite un programme (à compléter) en Python pour extraire les coordonnées géographiques de latitude et longitude dans une trame NMEA. Puis affiche le point recherché directement sur une carte d'un navigateur. Le décodage de la trame est simplifié par la bibliothèque pynmea2 très pratique. Pour éviter des tests dabs tous les sens, on utilise une gestion d'exceptions qui permet de simplifier le programme.

Bons essais.

 

Activité pédagogique

Programme Python à installer sur la carte Microbit Maître (connectée sur une carte d'extension avec connecteurs Grove) avec le récepteur GPS Grove. Attention à bien voir le numéro de pin sur lequel est connecté le récepteur GPS. Modifier alors le numéro de Pin dans le programme Python.

Programme Python à installer sur la carte Microbit récepteur qui sera connectée via USB sur le PC.

Programme Python de décodage incomplet donné aux élèves.

 

GPS smartphone-> microbit ->

Ce projet permet de récupérer les données GPS d'un smartphone pour les afficher sur un PC via un Microbit.

Le principe est simple, on créer une application avec Appinventor qui va s'appairer avec une carte Microbit pour envoyer les coordonnées Lat et Long dès que l'on appuie sur un bouton.

Vous avez remarqué que l'on utilise la bibliothèque Blocklytalky super pratique. On utilise un timer pour permettre la réception de la latitude et longitude. On ne peut pas transmettre les lat et long en même temps. Limitation à 11 caractères d'envoi à la fois. Déjà pas mal! Donc le timer va envoyer la deuxième partie après 300ms modifiable dans les propriétés du timer.

Il faudra bien sur activer la localisation sur le smartphone.

Sur le Microbit, le programme est très simple, il suffit de recevoir les données. Vous avez remarqué que pour identifier la Lat et Long, on utilise un numéro de clé au choix. On peut ainsi extraire facilement Lat et Long.

Puis ensuite on envoie via le port COM les données qui peuvent être récupérer sur Python sur un PC.

Mais la restriction pédagogique est qu'il faut autant de smartphones que de PC. Pas très cool.

Une solution est donc de connecter en filaire (UART) une deuxième carte Microbit à la première qui fera un pont et envera les données en mode radio. Ainsi toute la classe pourra récupérer les données GPS à partir de son Microbit. Solution à venir...

fichier microbitfichier microbit

fichier appinventor

fichier android (apk)

teraterrmgps

microbit gps

appgps

 

 

 

Principe de fonctionnement geolocalisation

Activité qui permet en mode débranché de toucher du doigt de façon pratique le principe de fonctionnement de la géolocalisation.

Cette activité est décomposée est deux parties.

 

Partie n°1: On demande à 3 élèves de venir devant la classe et de se positionner.

2 élèves (satellites) sont positionnés à 3m l'un de l'autre parallèlement à un mur de la classe pour simplifier le repère.

Le troisième élève se positionne entre les 2 élèves comme il veut.

Puis ce troisième élève relève à l'aide d'un mètre les distance d1 et d2 qui le sépare des deux autres élèves.

Les élèves recherchent comment positionner le troisième élève dans un repère en ne connaissant que les distances d1 et d2.

Utilisation de Jéogébra et dessin à l'aide d'un compas sur papier. Puis lecture des coordonnées de ce troisième élève dans le repère choisi.

 

Partie n°2: Même investigations, mais cette fois-ci en ajoutant un troisième élève, comme troisième satellite.

Même travail.

 

Puis analyse de vidéo qui présente le fonctionnement de galiléo.

Explication de l'intersection de sphères, au lieu des cercles.

Les élèves pourront rechercher l'expression mathématique à partir de d1 et d2 dans le cas de l'expérience n°1.

Activité pédagogique

Fichier géogebra partie 1

Fichier géogebra partie 2

Localisation à partir de photos.

Cette activité est tirée de la vidéo de Guillaume Martin, et des photos d'un collègue (perdu son nom, toutes mes excuses).

Elle présente une problématique autour de la recherche de la vitesse de déplacement d'une personne à partir de ses photos par exemple poster sur un site de réseautage.

Les élèves utilisent les données Exif d'une photo pour en tirer les coordonnées GPS, puis créer un fichier geojson pour l'importer dans geoportail. En, les élèves mesurent la distance à l'aide de geoportail, puis recherche les horaires de prises de vues sur les photos. Ils en déduisent alors la vitesse de déplacement.

Cette activité permet de valider des compétences sur le thème localisation données structurées, photo numérique.

L'activité pédagogique.