Получение данных с GPS (GY-NEO-6M)
==================================

GPS-модуль NEO-6M даёт:

- координаты (широта, долгота);
- высоту над уровнем моря;
- UTC-время и дату;
- количество спутников и качество приёма (HDOP).

Это самый «капризный» из всех модулей кубсата — его нужно правильно
подключить, дождаться холодного старта и понимать особенности
прошивки. Прочитайте раздел «Важно» ниже **до** того, как приступать
к тесту.

Важно: GPS «съедает» Serial Monitor
-----------------------------------

В кубсате GPS подключён к ``D0`` (``RX0``) — это **аппаратный UART**
Arduino. На этой же линии работает и USB-канал общения Nano с
компьютером (Serial Monitor). Из этого следуют три практически важных
последствия:

1. **Скорость UART жёстко 9600 бод.** Это естественная скорость NEO-6M
   (NMEA по умолчанию). И ``main_full``, и ``gps_sd_logger`` используют
   ``Serial.begin(9600)``.
2. **Скетчи с GPS почти не пишут в Serial Monitor.** Шина занята
   входящим потоком NMEA — если параллельно выводить отладку, она
   будет смешиваться с RAW-строками от GPS. Поэтому
   ``gps_sd_logger.ino`` сделан «молчащим»: проверка результата = вынуть
   SD-карту и прочитать ``GPSLOG.CSV``.
3. **При прошивке нужно физически отсоединять TX-провод GPS от ``D0``.**
   Иначе компьютер и GPS оба пытаются говорить в ``RX0`` Nano —
   ``avrdude`` не может синхронизироваться, выдаёт
   ``stk500_getsync()``.

.. note::

   Почему так сделано? SoftwareSerial на Arduino Nano работает, но
   занимает ~1.5 КБ Flash и съедает прерывания. ``main_full`` уже
   близок к лимиту памяти Nano, и каждый килобайт на счету.
   Жертвуем удобной отладкой ради того, что сборка вообще помещается.

Workflow перепрошивки
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Каждый раз когда вы хотите залить новый скетч на Nano, в котором
работает GPS:

1. **Отсоедините белый/жёлтый провод TX модуля GPS** от пина ``D0``
   Nano. Достаточно вытянуть один провод.
2. ``Sketch → Upload``.
3. Дождитесь сообщения ``Done uploading``.
4. **Подключите TX-провод GPS обратно** в ``D0``.
5. Нажмите ``Reset`` на Nano (или просто переподключите USB) — скетч
   стартует заново и GPS начнёт отдавать NMEA.

Если попытаться залить с подключённым GPS — почти всегда получите
``avrdude: stk500_getsync(): not in sync: resp=0x00``.

Необходимые библиотеки
----------------------

- ``TinyGPSPlus`` (Mikal Hart) — парсинг NMEA;
- ``SD`` (встроена в Arduino IDE).

Тестовый скетч: GPS → SD логгер
-------------------------------

.. literalinclude:: ../../../examples/gps_sd_logger/gps_sd_logger.ino
   :language: cpp
   :caption: examples/gps_sd_logger/gps_sd_logger.ino

Что он делает:

- читает поток NMEA с ``Serial`` (= с GPS);
- раз в секунду пишет на microSD строку CSV в файл ``GPSLOG.CSV``.

В Serial Monitor скетч **ничего не печатает** — Serial занят GPS. Это
нормально.

Как запустить и проверить
-------------------------

1. Соберите кубсат / положите его на улицу или у окна с открытым
   видом на небо. **NEO-6M практически не ловит спутники в помещении.**
2. Залейте ``gps_sd_logger.ino`` (не забудьте отключить TX GPS на
   время заливки!).
3. Подключите TX GPS обратно. Reset.
4. Подождите **30 секунд - 5 минут** — это «холодный старт» NEO-6M.
   Если это первое включение модуля или после долгого простоя —
   могут потребоваться все 5 минут на улице.
5. Извлеките microSD, вставьте в компьютер, откройте ``GPSLOG.CSV``.

Что должно быть в ``GPSLOG.CSV``
--------------------------------

Заголовок и строки лога раз в секунду. Первые секунды (нет fix'а)::

    ms,fix,sats,hdop,lat,lon,alt_m,utc_hhmmss,date_ddmmyyyy,chars,crc_ok,crc_bad
    1010,0,0,0,0,0,0,0,0,1234,15,0
    2010,0,0,0,0,0,0,0,0,2456,32,0
    3010,0,1,0,0,0,0,0,0,3678,48,0

После того как пойман сигнал (``fix=1`` и заполнились координаты)::

    62015,1,7,1.2,52.456789,4.123456,12.5,143012,8052026,205314,1812,3
    63015,1,7,1.1,52.456789,4.123456,12.6,143013,8052026,208645,1839,3

Колонки:

- ``fix`` — есть позиционирование (``0``/``1``);
- ``sats`` — спутников в решении;
- ``hdop`` — горизонтальная погрешность (меньше = лучше; ``< 2`` —
  отлично, ``> 5`` — плохо);
- ``lat``/``lon``/``alt_m`` — координаты и высота;
- ``utc_hhmmss``/``date_ddmmyyyy`` — UTC время и дата;
- ``chars`` — сколько байт NMEA скетч получил с модуля (растёт всегда);
- ``crc_ok``/``crc_bad`` — целостность NMEA-предложений.

Если ``chars=0`` и ``crc_ok=0``
-------------------------------

GPS вообще не передаёт ничего на Nano:

- проверьте, что **TX модуля GPS подключён к ``D0`` Nano** (после
  заливки часто забывают воткнуть обратно);
- индикатор на модуле должен моргать (когда есть связь со
  спутниками — раз в секунду);
- проверьте питание ``5V`` и ``GND`` модуля.

Если ``chars`` растёт, но ``fix=0`` много минут
-----------------------------------------------

- Антенна не на открытом небе — занесите кубсат к окну, ещё лучше на
  балкон/улицу;
- Холодный старт после долгого хранения — дайте до 15 минут;
- Многоэтажки/металлические балконы экранируют сигнал — попробуйте
  открытое место.