Old GPS receiver and Arduino = speedometer

   I made a speedometer with GPS coordinates and clock using: an old GPS receiver, Arduino board, alphanumeric LCD with 20 columns and 4 rows.

   To find offered datas from GPS receiver, I followed the information provided in article tronixstuffial – Arduino and EM406A GPS:

   After I study article named NMEA data and I selectet usefull datas for speed:

   I use TinyGPS++ library made by Mikal Hart and I extract speed:

TinyGPSCustom zdop(gps, "GPVTG", 7); // $GPVTG sentence, 7th element 

   I designed this schematic for tests:

   I write more sketches but last is 1.6.5 version:

// source: http://arduiniana.org/libraries/tinygpsplus/
// for see your position: http://www.gps-coordinates.net/
// for new article made by niq_ro: http://nicuflorica.blogspot.com/
// & http://arduiniq.blogspot.com/
#include <TinyGPS++.h>
#include <SoftwareSerial.h>

/*
   This sample code demonstrates the normal use of a TinyGPS++ (TinyGPSPlus) object.
   It requires the use of SoftwareSerial, and assumes that you have a
   4800-baud serial GPS device hooked up on pins 4(rx) and 3(tx).
*/
static const int RXPin = 4, TXPin = 3;
static const uint32_t GPSBaud = 4800;

// The TinyGPS++ object
TinyGPSPlus gps;

// The serial connection to the GPS device
SoftwareSerial ss(RXPin, TXPin);

#include <LiquidCrystal.h>
// folosesc libraria pentru afisaje LCD simple
LiquidCrystal lcd(7, 8, 9, 10, 11, 12);
// indic modul de legare, vezi mai jos:
/*                                    -------------------
                                      |  LCD  | Arduino |
                                      -------------------
 LCD RS pin to digital pin 7          |  RS   |   D7    |
 LCD Enable pin to digital pin 6      |  E    |   D8    |
 LCD D4 pin to digital pin 5          |  D4   |   D9    |
 LCD D5 pin to digital pin 4          |  D5   |   D10   |
 LCD D6 pin to digital pin 3          |  D6   |   D11   |
 LCD D7 pin to digital pin 2          |  D7   |   D12   |
 LCD R/W pin to ground                |  R/W  |   GND   |
                                      -------------------
niq_ro adapted this sketch for see data on 2004 LCD
*/

/* A set of custom made large numbers for a 16x2 LCD using the 
 LiquidCrystal library. Works with displays compatible with the 
 Hitachi HD44780 driver. Made by Michael Pilcher, 2/9/2010
*/ 

int x = 0;
// the 8 arrays that form each segment of the custom numbers
byte LT[8] = 
{
  B00111,
  B01111,
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B11111
};
byte UB[8] =
{
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B00000
};
byte RT[8] =
{
  B11100,
  B11110,
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B11111
};
byte LL[8] =
{
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B01111,
  B00111
};
byte LB[8] =
{
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B11111,
  B11111,
  B11111
};
byte LR[8] =
{
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B11110,
  B11100
};
byte UMB[8] =
{
  B11111,
  B11111,
  B11111,
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B11111,
  B11111
};
byte LMB[8] =
{
  B11111,
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B11111,
  B11111,
  B11111
};


// for speed in knots (noduri) 
//TinyGPSCustom sdop(gps, "GPVTG", 5); // $GPVTG sentence, 5th element
// for speed in kilometers per hour
TinyGPSCustom zdop(gps, "GPVTG", 7); // $GPVTG sentence, 7th element 

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  ss.begin(GPSBaud);

  Serial.println(F("FullExample.ino"));
  Serial.println(F("An extensive example of many interesting TinyGPS++ features"));
  Serial.print(F("Testing TinyGPS++ library v. ")); Serial.println(TinyGPSPlus::libraryVersion());
  Serial.println(F("by Mikal Hart"));
  Serial.println();
  Serial.println(F("Sats HDOP Latitude   Longitude   Fix  Date       Time     Date Alt    Course Speed Card  Distance Course Card  Chars Sentences Checksum"));
  Serial.println(F("          (deg)      (deg)       Age                      Age  (m)    --- from GPS ----  ---- to London  ----  RX    RX        Fail"));
  Serial.println(F("---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------"));


lcd.begin(20, 4); // set up the LCD's number of columns and rows: 

// assignes each segment a write number
  lcd.createChar(8,LT);
  lcd.createChar(1,UB);
  lcd.createChar(2,RT);
  lcd.createChar(3,LL);
  lcd.createChar(4,LB);
  lcd.createChar(5,LR);
  lcd.createChar(6,UMB);
  lcd.createChar(7,LMB);

 lcd.clear(); // clear the screen
 lcd.setCursor(1, 0); // put cursor at colon x and row y
 lcd.print("GPS data - 7.2014"); // print a text
 lcd.setCursor(0, 1); // put cursor at colon x and row y
 lcd.print("ver 1.6.5 by niq_ro"); // print a text
 lcd.setCursor(1, 2); // put cursor at colon x and row y
 lcd.print("Craiova - Romania"); // print a text
 lcd.setCursor(0, 3); // put cursor at colon x and row y
 lcd.print("(TinyGPS++ library)"); // print a text
 
 delay (2000);
 lcd.clear(); // clear the screen
 
/* 
// testare la inceput mod afisare viteza
lcd.setCursor(2,0);
 lcd.print("niq_ro testeaza");
 lcd.setCursor(1,1);
 lcd.print("afisarea vitezei:"); 
for (int q=0; q<120; q=q++)
 {
 vitezamare(q); 
 lcd.setCursor(12,3); 
 lcd.print("km/h");
 delay(200);
 lcd.setCursor(0,2);
 lcd.print("           ");
 lcd.setCursor(0,3);
 lcd.print("           ");
}
*/
 lcd.clear(); // clear the screen
 delay(500);
}


void loop()
{
  // partea de ecran LCD 20x4
  afisareecran();


  // scot viteza 
 int viteza = atoi (zdop.value());
 //int viteza = 123;
 //int viteza = 456;
 //int viteza = 789;
 //int viteza = 92;
 //int viteza = 6;
 //int viteza = 0;
 vitezamare(viteza); 
 lcd.setCursor(12,3); 
 lcd.print("km/h");
  
  
  
  static const double LONDON_LAT = 51.508131, LONDON_LON = -0.128002;

  printInt(gps.satellites.value(), gps.satellites.isValid(), 5);
  printInt(gps.hdop.value(), gps.hdop.isValid(), 5);
  printFloat(gps.location.lat(), gps.location.isValid(), 11, 6);
  printFloat(gps.location.lng(), gps.location.isValid(), 12, 6);
  printInt(gps.location.age(), gps.location.isValid(), 5);
  printDateTime(gps.date, gps.time);
  printFloat(gps.altitude.meters(), gps.altitude.isValid(), 7, 2);
  printFloat(gps.course.deg(), gps.course.isValid(), 7, 2);
  printFloat(gps.speed.kmph(), gps.speed.isValid(), 6, 2);
  printStr(gps.course.isValid() ? TinyGPSPlus::cardinal(gps.course.value()) : "*** ", 6);

  unsigned long distanceKmToLondon =
    (unsigned long)TinyGPSPlus::distanceBetween(
      gps.location.lat(),
      gps.location.lng(),
      LONDON_LAT, 
      LONDON_LON) / 1000;
  printInt(distanceKmToLondon, gps.location.isValid(), 9);

  double courseToLondon =
    TinyGPSPlus::courseTo(
      gps.location.lat(),
      gps.location.lng(),
      LONDON_LAT, 
      LONDON_LON);

  printFloat(courseToLondon, gps.location.isValid(), 7, 2);

  const char *cardinalToLondon = TinyGPSPlus::cardinal(courseToLondon);

  printStr(gps.location.isValid() ? cardinalToLondon : "*** ", 6);

  printInt(gps.charsProcessed(), true, 6);
  printInt(gps.sentencesWithFix(), true, 10);
  printInt(gps.failedChecksum(), true, 9);

  // speed in km/h
  Serial.print(" ");
  Serial.print(zdop.value());
  int vitesa1 = atoi (zdop.value());
  Serial.print("/");
  Serial.print(vitesa1);
  Serial.println();
  
  smartDelay(1000);

  if (millis() > 5000 && gps.charsProcessed() < 10)
    Serial.println(F("No GPS data received: check wiring"));
}

// This custom version of delay() ensures that the gps object
// is being "fed".
static void smartDelay(unsigned long ms)
{
  unsigned long start = millis();
  do 
  {
    while (ss.available())
      gps.encode(ss.read());
  } while (millis() - start < ms);
}

static void printFloat(float val, bool valid, int len, int prec)
{
  if (!valid)
  {
    while (len-- > 1)
      Serial.print('*');
    Serial.print(' ');
  }
  else
  {
    Serial.print(val, prec);
    int vi = abs((int)val);
    int flen = prec + (val < 0.0 ? 2 : 1); // . and -
    flen += vi >= 1000 ? 4 : vi >= 100 ? 3 : vi >= 10 ? 2 : 1;
    for (int i=flen; i<len; ++i)
      Serial.print(' ');
  }
  smartDelay(0);
}

static void printInt(unsigned long val, bool valid, int len)
{
  char sz[32] = "*****************";
  if (valid)
    sprintf(sz, "%ld", val);
  sz[len] = 0;
  for (int i=strlen(sz); i<len; ++i)
    sz[i] = ' ';
  if (len > 0) 
    sz[len-1] = ' ';
  Serial.print(sz);
  smartDelay(0);
}

static void printDateTime(TinyGPSDate &d, TinyGPSTime &t)
{
  if (!d.isValid())
  {
    Serial.print(F("********** "));
  }
  else
  {

    char sz[32];
   sprintf(sz, "%02d/%02d/%02d ", d.month(), d.day(), d.year());
//    sprintf(sz, "%02d/%02d/%02d ", gps.date.month(), gps.date.day(), gps.date.year());
    Serial.print(sz);
  }
  
  if (!t.isValid())
  {
    Serial.print(F("******** "));
  }
  else
  {
    char sz[32];
    sprintf(sz, "%02d:%02d:%02d ", t.hour(), t.minute(), t.second());
//  sprintf(sz, "%02d:%02d:%02d ", gps.time.hour(), gps.time.minute(), gps.time.second());
    Serial.print(sz);

  }

  printInt(d.age(), d.isValid(), 5);
  smartDelay(0);
}

static void printStr(const char *str, int len)
{
  int slen = strlen(str);
  for (int i=0; i<len; ++i)
    Serial.print(i<slen ? str[i] : ' ');
  smartDelay(0);
}

static void afisareecran()
{
// lcd.clear(); // clear the screen

// partea de ora
// ora de vara a Romaniei - 
// trebuie sa pun un comutator pentru selectie de iarna si de vara
 int ora = 3 + gps.time.hour();
 if (ora ==24) ora=0;
 if (ora ==25) ora=1;
 if (ora ==26) ora=2;
 lcd.setCursor(12,2); // put cursor at colon 2 and row 2
 if (ora<10) lcd.print(" "); 
 lcd.print(ora); 
 lcd.print(":");
 if (gps.time.minute()<10) lcd.print("0"); 
 lcd.print(gps.time.minute()); 
 lcd.print(":");
 if (gps.time.second()<10) lcd.print("0"); 
 lcd.print(gps.time.second()); 


// parte de coordonate GPS
 lcd.setCursor(0,0); // put cursor at colon 0 and row 0 = left/up
 lcd.print("LAT:");
 lcd.print(gps.location.lat(),6);
 lcd.write(0b11011111);
 lcd.setCursor(0,1); // put cursor at colon 0 and row 1 
 lcd.print("LON:");
 lcd.print(gps.location.lng(),6);
 lcd.write(0b11011111);

// numar sateliti receptionati
 lcd.setCursor(16,0); // put cursor at colon 15 and row 2
 lcd.print(gps.satellites.value());
// if (gps.satellites.value() == 1) lcd.print(" satelit ");
// else
 lcd.print("sat");

// viteza
/*
lcd.setCursor(10,3); // put cursor at colon x and row y
double viteza = gps.speed.kmph(); 
// tests
// double viteza = 0.;
// double viteza = 5;
// double viteza = 14;
// double viteza = 104;
 if (viteza>100.0) lcd.print(viteza);
 else
 if (viteza>10.0) {lcd.print(" "); lcd.print(viteza);}
 else 
 if (viteza<10.0) {lcd.print("  "); lcd.print(viteza);}
// lcd.print(viteza);
// lcd.print(gps.speed.kmph());
 lcd.print("km/h");
*/

/*
// altitudine
  lcd.setCursor(16,0); // put cursor at colon 16 and row 0
  lcd.print("ALT:");
  int cota = gps.altitude.meters();
  lcd.setCursor(15,1); // put cursor at colon 15 and row 1
// cota=5;
//cota=15;
//cota=497;
//cota=2056;
 if (cota>1000) lcd.print(cota);
 else
 if (cota>100) {lcd.print(" "); lcd.print(cota);}
 else
 if (cota>10) {lcd.print("  "); lcd.print(cota);}
 if (cota<10) {lcd.print("   "); lcd.print(cota);}
 lcd.print("m");
*/

/* 
// viteza extrasa custom
 lcd.setCursor(0,3); // put cursor at colon x and row y
 lcd.print("viteza: ");
 int viteza = atoi (zdop.value());
// lcd.print(zdop.value());
 if (viteza>100.0) lcd.print(viteza);
 else
 if (viteza>10.0) {lcd.print(" "); lcd.print(viteza);}
 else 
 if (viteza<10.0) {lcd.print("  "); lcd.print(viteza);}
 lcd.print("km/h");
*/ 
 }  



 
void custom0O()  // uses segments to build the number 0
{ 
  lcd.setCursor(x, 2); 
  lcd.write(8);  
  lcd.write(1); 
  lcd.write(2);
  lcd.setCursor(x, 3); 
  lcd.write(3);  
  lcd.write(4);  
  lcd.write(5);
}

void custom1()
{
  lcd.setCursor(x,2);
  lcd.write(1);
  lcd.write(2);
  lcd.setCursor(x,3);
  lcd.write(4);
  lcd.write(255);
  lcd.write(4);
}

void custom2()
{
  lcd.setCursor(x,2);
  lcd.write(6);
  lcd.write(6);
  lcd.write(2);
  lcd.setCursor(x, 3);
  lcd.write(3);
  lcd.write(7);
  lcd.write(7);
}

void custom3()
{
  lcd.setCursor(x,2);
  lcd.write(6);
  lcd.write(6);
  lcd.write(2);
  lcd.setCursor(x, 3);
  lcd.write(7);
  lcd.write(7);
  lcd.write(5); 
}

void custom4()
{
  lcd.setCursor(x,2);
  lcd.write(3);
  lcd.write(4);
  lcd.write(2);
  lcd.setCursor(x+2, 3);
  lcd.write(255);
}

void custom5()
{
  lcd.setCursor(x,2);
  lcd.write(255);
  lcd.write(6);
  lcd.write(6);
  lcd.setCursor(x, 3);
  lcd.write(7);
  lcd.write(7);
  lcd.write(5);
}

void custom6()
{
  lcd.setCursor(x,2);
  lcd.write(8);
  lcd.write(6);
  lcd.write(6);
  lcd.setCursor(x, 3);
  lcd.write(3);
  lcd.write(7);
  lcd.write(5);
}

void custom7()
{
  lcd.setCursor(x,2);
  lcd.write(1);
  lcd.write(1);
  lcd.write(2);
  lcd.setCursor(x+1, 3);
  lcd.write(8);
}

void custom8()
{
  lcd.setCursor(x,2);
  lcd.write(8);
  lcd.write(6);
  lcd.write(2);
  lcd.setCursor(x, 3);
  lcd.write(3);
  lcd.write(7);
  lcd.write(5);
}

void custom9()
{
  lcd.setCursor(x,2);
  lcd.write(8);
  lcd.write(6);
  lcd.write(2);
  lcd.setCursor(x, 3);
  lcd.write(7);
  lcd.write(7);
  lcd.write(5);
}

// subrutina de afisare a numerelor
void afisarenumar(int numar)
{
  switch (numar)
  {
    case 0:
    custom0O();
    break;

    case 1:
    custom1();
    break;

    case 2:
    custom2();
    break;

    case 3:
    custom3();
    break;

    case 4:
    custom4();
    break;

    case 5:
    custom5();
    break;

    case 6:
    custom6();
    break;

    case 7:
    custom7();
    break;

    case 8:
    custom8();
    break;

    case 9:
    custom9();
    break;
  }
}

void vitezamare(int viteza)
{
  // sterg zona de afisare a vitezei
 lcd.setCursor(0,2);
 lcd.print("           ");
 lcd.setCursor(0,3);
 lcd.print("           ");
   
if (viteza>=100)
{
  x = 0;
  afisarenumar(int(viteza/100));
  viteza=viteza % 100;

  x = x + 4;
  afisarenumar(viteza/10);
  
  x = x + 4;
  afisarenumar(viteza % 10);
}
else
if (viteza>=10)
{
 lcd.setCursor(0,2);
 lcd.print("   ");
 lcd.setCursor(0,3);
 lcd.print("   ");
  
  x = 4;
  afisarenumar(viteza/10);
  
  x = x + 4;
  afisarenumar(viteza % 10);
}
else 
if (viteza<10)
{
 lcd.setCursor(0,2);
 lcd.print("       ");
 lcd.setCursor(0,3);
 lcd.print("       ");
  x = 8;
  afisarenumar(viteza);
}
}

   I made few pics with speedometer in moving car:

Also, I made few movies:

1) GPS speedometer (1)

2) GPS speedometer (2)

3) GPS speedometer (3)

   Bibliography:

1)Receptor GPS conectat la un Arduino

2)Receptor GPS conectat la un Arduino (2)

3)Receptor GPS conectat la un Arduino (3)

4)Arduiniana

5)Google Maps GPS Coordinates

6)NMEA data