Rejestrator GPS Arduino: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Czy kiedykolwiek chciałeś zapisać swoje współrzędne i sprawdzić trasę na mapie? Sprawdź trasę samochodu lub ciężarówki? Widzisz śledzenie swojego roweru po długiej podróży? (Albo szpieguj kogoś, kto używa twojego samochodu?:)) To wszystko jest możliwe z pomocą tego małego urządzenia. Nazywa się to rejestratorem GPS, a nie trackerem GPS, ponieważ nie masz możliwości sprawdzenia go w podróży. Dane są zapisywane na karcie SD i możesz później sprawdzić swoją podróż.

Urządzenie to niewielka plastikowa skrzynka, w której znajduje się Arduino. Nano wykorzystuje moduł GPS do śledzenia swojej pozycji i kartę SD do jej rejestrowania. Jest też mała dioda LED RGB do sprzężenia zwrotnego. Jeśli znasz używane rzeczy, możesz zrobić to urządzenie w godzinę. Zamierzam napisać instrukcję krok po kroku na temat kompilacji, więc zacznijmy.

Zwykle używam wyrażenia „karta SD” podczas instrukcji, ale tak naprawdę mam na myśli kartę micro SD.

Wiem, że każdy może użyć do tego smartfona, ale gdzie jest w tym zabawa?

PS: Całkowicie ufam mojej żonie (na razie:))

Kieszonkowe dzieci

Rzeczy, których będziesz potrzebować:

• Płytka kompatybilna z Arduino Nano
• Moduł GPS (U-blox NEO 6M z UART)
• Moduł karty SD
• karta SD
• LED RGB (opcja, ale bardzo przydatna)
• Rezystory dla diody LED (3 sztuki około 330 Ohm, mogą być nawet 1K z diodami LED o wysokiej intensywności)
• Małe plastikowe pudełko
• Złącze prądu stałego
• Wtyczka zapalniczki samochodowej 12 V (opcjonalnie)

Narzędzia:

• Lutownica i lut
• Podstawowe narzędzia
• Wiertarka elektryczna
• Taśma dwustronna lub klej na gorąco (Chodź, wszyscy kochają klej na gorąco)
• PC do programowania Arduino

Krok 1: Wywierć pudełko

Niestety nie posiadam drukarki 3D, więc muszę zamówić małą plastikową obudowę z Chin i wywiercić w niej otwory. Pudełko musi być małe, ale wystarczająco duże, aby zmieścić w nim całą elektronikę. Jeśli zbierzesz elementy, z pewnością zdasz sobie sprawę, jak duży powinien być. Zamówiłem 5 małych czarnych obudów, ponieważ potrzebowałem ich również do innego projektu. Obudowa nie może być metalowa, ponieważ moduł GPS nie będzie w stanie śledzić żadnych satelitów GPS.

Potrzebne będą dwie dziury. Jeden do złącza DC i jeden do diody LED. Jeśli nie chcesz używać diody LED, musisz oczywiście wywiercić tylko jeden otwór. Do mojego złącza DC potrzebowałem otworu 8mm, a dla diody LED otwór 5mm.

Krok 2: Lutowanie

Jeśli twój Nano jest dostarczany bez przylutowanych nagłówków, możesz je przylutować na miejscu lub pozostawić tak, jak jest, więc będzie naprawdę płaski. Jeśli zdecydujesz się nie używać nagłówków, przylutuj komponenty do Arduino w kroku Podłączanie rzeczy. Jeśli używasz Nano z męskimi złączami, przylutuj żeńskie złącza do przewodów. Możesz użyć rurek termokurczliwych, aby wszystko dobrze zaizolować.

Jeśli zdecydujesz się użyć diody LED RGB tak jak ja, będziesz musiał przylutować rezystory do katod. Używam zwykłego typu anody LED. (Jeśli używasz wspólnego typu katody, powinieneś przylutować rezystory do anod, zmodyfikować kod i podłączyć go do GND zamiast 5V.)

Moduł GPS NEO-6M posiada 4 złącza. Użyjemy tylko 3 z nich, VCC, GND i Tx. Moduł GPS wykorzystuje komunikację szeregową, a my użyjemy oprogramowania szeregowego do jego odczytania. VCC przechodzi do 5V, GND do GND, a Tx do pinu D9 Arduino.

Moduł karty micro SD posiada 6 złączy. Wykorzystuje komunikację SPI. Arduino D11 trafi do MOSI, D12 do MISO, D13 do SCK i D4 do Chip Select lub CS.

Do złącza DC potrzebne są dwa przewody. Jeden jest dla GND, a drugi dla 5-12 V DC. Do zasilania urządzenia można używać różnych zasilaczy. Możesz użyć samochodowej wtyczki samochodowej 12V (nie 24V ciężarówki samochodowej), 2 lub 3-ogniwowych akumulatorów LiPo, power banków 5V lub czegokolwiek, co daje 5-12V DC.

Krok 3: Programowanie

Możesz użyć mojego szkicu, aby zarejestrować pozycję urządzenia lub możesz napisać własny.

Jeśli zdecydujesz się użyć mojego szkicu, będziesz musiał pobrać kod programu i bibliotekę SdFat. Wyodrębnij pliki i przenieś foldery do folderu Arduino. Folder SdFat trafia do folderu biblioteki.

Podłącz Arduino do komputera. Upewnij się, że masz zainstalowane wszystkie niezbędne sterowniki. W Arduino IDE wybierz swoją płytkę i odpowiedni port. Otwórz projekt, wciśnij upload i módl się. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, nie powinno być żadnych błędów, a oprogramowanie rejestratora GPS jest gotowe do użycia.

Nie musisz tworzyć pliku dziennika ręcznie, program utworzy go, jeśli nie wykryje pliku log.txt na karcie SD.

Krok 4: Łączenie rzeczy

Powinieneś wykonać połączenia jak opisano poniżej. Zdjęcia mogą pomóc. Upewnij się, że masz bezpieczne kontakty, ponieważ urządzenie może ulec wstrząsom lub wstrząsom podczas jazdy.

Podłącz anodę LED do Arduino 5V, CZERWONĄ do D3, ZIELONĄ do D5 i NIEBIESKĄ do D6. Możesz użyć innych pinów, jeśli chcesz, ale pamiętaj, że musisz również zmienić definicje w kodzie programu.

Podłącz GPS VCC do Arduino 5V, GND do GND i Tx do D9.

Podłącz moduł SD MOSI do Arduino D11, MISO do D12, SCK do D13 i CS do D4. Nie możesz użyć innych pinów do tych połączeń, jedyną zmienną jest CS, którą musisz zmienić w kodzie programu.

Podłącz GND złącza DC do Arduino GND. Podłącz 5-12V złącza DC do Arduino VIN. Nie podłączaj go do 5V!

Zaleca się zamontowanie wszystkich elementów do podstawy obudowy, aby można było zdjąć górną część. (Zabezpieczyłem wszystko do góry, aby mieć łatwy dostęp do karty SD. Jedyną rzeczą na podstawie jest złącze DC. Nie stanowiłoby to problemu w przypadku specjalnie zaprojektowanej obudowy drukowanej w 3D.)

Możesz użyć taśmy dwustronnej lub kleju na gorąco. Możesz nawet zabezpieczyć moduły małymi śrubami.

Krok 5: Test i mapa

Aby przetestować urządzenie, musisz je włączyć. Dioda sprzężenia zwrotnego informuje o stanie urządzenia. Śledzenie wystarczającej liczby satelitów może zająć kilka minut (szczególnie za pierwszym razem). Gdy będzie mógł zobaczyć wystarczającą liczbę satelitów, czas i pozycja zostaną zapisane na karcie micro SD, a program odczeka 20 sekund. Możesz to rozpoznać po diodzie LED. Będzie zielony przez naprawdę krótki czas, potem niebieski. Możesz bawić się w moim kodzie, jeśli interwał rejestrowania jest dla ciebie za krótki (ustaw definicję czasu uśpienia zgodnie z wymaganiami w milisekundach). Jeśli urządzenie nie widzi satelitów, dioda LED będzie migać na CZERWONO. Jeśli zobaczy trochę, ale za mało, będzie migać na ŻÓŁTO. Urządzenie zarejestruje pozycję tylko wtedy, gdy śledzi więcej niż 5 satelitów, a jakość danych zgłaszanych przez GPS wynosi 1. Zarejestruje datę, czas, długość geograficzną, szerokość geograficzną, prędkość, jakość danych i liczbę śledzonych satelitów. Jeśli karta SD nie jest podłączona lub nie została wykryta, dioda LED będzie migać światłem CZERWONYM i NIEBIESKIM.

Aby zobaczyć trasę na mapie, potrzebujesz danych z karty micro SD. Musisz skopiować zawartość pliku dziennika txt i wkleić go do programu Excel. Będziesz musiał skopiować kolumny długości i szerokości geograficznej arkusza.

Wklej dane do tej witryny, aby zobaczyć wyniki:

www.gpsvisualizer.com/map_input?form=data

Musisz odznaczyć opcję „Otwórz w nowym oknie”. Może dać ostrzeżenie o danych, ale nie martw się, zadziała. Naciśnij przycisk „Narysuj mapę” naprawdę szybko i mocno i gotowe.

Krok 6: Gotowe i notatki

Gotowe! C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶h̶s̶u̶a̶t̶i̶o̶n̶!̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶s̶u̶l̶a̶t̶i̶o̶n̶!̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶! Gratki!

Uwagi:

• Nawiązanie połączenia GPS wymaga trochę czasu
• Jest szybszy, jeśli spróbujesz go na świeżym powietrzu, ale działa również w samochodach i ciężarówkach
• Nie używaj więcej niż 12 V do zasilania urządzenia
• Dioda sprzężenia zwrotnego jest opcjonalna
• Dane daty i godziny mogą być uszkodzone, w takim przypadku w miejscu uszkodzonych znaków pojawiają się znaki specjalne. Moduł GPS wysyła uszkodzone dane, więc nie mogłem znaleźć obejścia.
• Nie patrz bezpośrednio na działający koniec urządzenia
• Nie zanurzaj urządzenia w cieczy, nawet częściowo

Przy zasilaniu urządzenia z 12V przez dłuższy czas regulator napięcia na Arduino może się nagrzewać. Nie znajduje się w gorącym zakresie niedziałania lub resetowania, ale w zakresie gorącego dotyku, ale powinien być w porządku. Używanie więcej niż 12 V może spowodować uszkodzenie wbudowanego regulatora napięcia.

Teraz możesz użyć tego małego gadżetu, aby zarejestrować swoją podróż i odwzorować ją podczas jedzenia tortu. Kiedy skończysz, muszę powiedzieć: niewiarygodne! Ty, nazwa podmiotu tutaj, musisz być dumą miasta rodzinnego podmiotu tutaj.