Rejestrator GPS Raspberry Pi: 10 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Ta instrukcja wyjaśnia, jak zbudować kompaktowy rejestrator GPS z raspberry pi zero. Główną zaletą tego systemu jest to, że zawiera baterię, dzięki czemu jest bardzo kompaktowy.

Urządzenie przechowuje dane w pliku.nmea. Następujące dane można łatwo wyświetlić w Google Earth:

• Pozycja
• Prędkość
• Wysokość
• Dystans

System ten może być używany w miejscach, w których nie chcesz umieszczać swojego smartfona, na przykład:

• Longboarding (szczególnie zjazd)
• Na dronie

Krok 1: Materiał

Aby zrealizować tę instrukcję, potrzebujesz następującego sprzętu:

• Raspberry Pi Zero z adapterem HDMI i USB
• Karta micro sd
• Adafruit GPS
• Ładowarka Powerboost Adafruit 500 mAh
• Akumulator Li-Po, który może zapewnić wystarczającą moc do zwiększenia mocy (2500 mAh w przewodniku)
• Stripboard PCB (co najmniej 29x23 otwory)
• jakiś drut miedziany
• Rezystory 2x 200 Ohm (lub z większą rezystancją)
• Rezystory 3x 10 kiloomów
• zielone i czerwone diody LED (dioda LED i pakiet rezystorów)
• 3x przyciski

Narzędzia, których potrzebujesz:

• komputer z czytnikiem kart SD
• keboard na malinowe pi
• wyświetlacz z HDMI
• kabel HDMI
• kabel Ethernet
• Adapter USB na LAN
• Stacja lutownicza
• kilka szczypiec do cięcia i gięcia przewodów miedzianych

Możesz użyć innego raspberry pi (nie zera) do instalacji, jeśli nie masz odpowiednich adapterów.

Ostrzeżenie: Baterie litowe mogą być bardzo niebezpieczne! Wybierz baterię Li-Po, która może zapewnić wystarczającą moc i która ma wbudowany obwód ochronny. Nie ponoszę odpowiedzialności w razie wypadku.

Krok 2: Zainstaluj Raspberry Pi

Aby zainstalować raspberry pi, musisz pobrać dwie rzeczy:

Win32diskImager: https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/Raspbian Jessy lite:

Pamiętaj, aby pobrać 32-bitową wersję Raspbian.

Zainstaluj Win32DiskImager i otwórz go. Wybierz plik Raspbianimg i pustą kartę SD. Naciśnij przycisk zapisu, poczekaj, aż win32DiskImager zakończy pracę i wyjmij kartę SD z komputera.

Krok 3: Dodaj skrypt

Najprostszym sposobem dodania skryptu jest skopiowanie go na kartę SD za pomocą komputera.

Skopiuj pliki z tego repozytorium na partycję karty SD lub sklonuj repozytorium na raspberry pi i przenieś je do folderu /boot.

Repozytorium Github:

A jeśli lubisz programować kasę na moim Instagramie:)

Krok 4: Zainstaluj pakiety

Jeśli masz adapter Ethernet i HDMI, podłącz raspberry pi zero do wyświetlacza HDMI i do sieci. Włóż kartę SD i uruchom Raspberry Pi. Jeśli nie masz przejściówek, możesz użyć do instalacji innego raspberry pi. W tym projekcie wykorzystałem raspberry pi model B.

Uruchom raspberry pi i wprowadź domyślną nazwę użytkownika: pi oraz hasło: raspberry. Wpisz polecenie, aby uruchomić narzędzie konfiguracyjne.

sudo raspi-config

Rozwiń system plików, aby upewnić się, że cała karta SD jest używana i wyłącz terminal szeregowy w sekcji zaawansowanej. Możesz także zmienić hasło, układ klawiatury lub włączyć SSH.

Przed zainstalowaniem pakietu zrestartuj raspberry pi i wykonaj aktualizację:

aktualizacja sudo apt-get

Następnie zainstaluj wszystkie pakiety Pythona do komunikacji z GPS i GPIO.

sudo apt-get zainstaluj python-dev python-rpi.gpio python-serial

Krok 5: Skonfiguruj Crontab

W tym celu skrypt nasłuchuje przycisków podłączonych do GPIO, potrzebujemy go uruchomić zaraz po uruchomieniu raspberry pi. Aby to zrobić, potrzebujemy crontab. Crontab jest instalowany domyślnie.

sudo crontab -e

Jeśli pojawi się komunikat o błędzie, po prostu naciśnij enter.

na końcu pliku, zaraz po komentarzach, dodaj następującą linię:

@reboot sh /boot/gps.sh

Spowoduje to uruchomienie skryptu gps.sh po każdym uruchomieniu. Zapisz modyfikacje i zamknij edytor za pomocą CTRL+O i CTRL+X. Twoje raspberry pi jest teraz gotowe, możesz je wyłączyć za pomocą:

wyłączanie sudo teraz

Krok 6: Schemat PCB

Na zdjęciach widać schematy, które wykonałem do PCB tego projektu.

Dla schematu PCB:

• Linie pionowe to zworki.
• Kropki są punktami lutowniczymi
• Okręgi są połączeniami z komponentami poza płytką drukowaną
• A krzyże to przerwy w pasach miedzianych.
• Prostokąty to rezystory (symbol europejski)
• Linie poziome służą do lepszego zrozumienia obwodu

Drugi obraz wyjaśnia każde zewnętrzne połączenie głównej płytki drukowanej.

Możesz chcieć poprawić, zmienić moje schematy lub dodać inne funkcjonalności do obwodu. Na przykład możesz dodać czujnik temperatury, wilgotności lub przyspieszenia. Pamiętaj jednak, że potrzebujesz miejsca na każdy element (raspberry pi, gps, powerboost i baterię), a złącze USB powerboost musi być dostępne, aby można było naładować baterię.

Uwaga: Schematy są widokami płytek PCB od strony miedzi.

Krok 7: Przyciski lutownicze i dioda LED

Dla interfejsu użytkownika wytnij małą płytkę drukowaną, aby przylutować diody LED i przyciski na nich. Jeśli PCB ma miedziane rzędy, jak na obrazku, potrzebujesz narzędzia do przerwania paska miedzianego. Jeśli nie masz takiego narzędzia, po prostu użyj czegoś ostrego, jak kawałek aluminium ze starej dyskietki.

Na pierwszym obrazku widać wykonaną płytkę drukowaną, z przewodem dla każdego komponentu (dioda LED lub przycisk) i wspólnym przewodem uziemiającym. Każdy z tych przewodów musi być przylutowany do głównej płytki drukowanej.

Uwaga: Brązowa miedź na płytce drukowanej jest spowodowana ciepłem lutownicy.

Krok 8: Przygotuj PCB

Wytnij płytkę PCB z 23 liniami i 29 kolumnami. Bardzo pomocne jest, jeśli płytka PCB ma miedziane rzędy, a nie tylko pierścienie wokół każdego otworu. Przygotuj zworki z drutu, aby połączyć rzędy płytki drukowanej. Przerwij miedziany rząd w miejscach pokazanych na schemacie z kroku 6 (krzyżyki).

Krok 9: Przylutuj PCB

Zacznij lutować zworki, bo to jest najmniejszy element. Odetnij cały nadmiar drutu i szpilek.

Kontynuuj z rezystorami. Po rezystorach płytka drukowana jest gotowa.

Teraz musimy przygotować drugą płytkę (GPS, power boost i raspberry pi). Przylutuj potrzebne szpilki do tych elementów (patrz schemat).

Na koniec możesz zlutować wszystkie części razem. Zachowaj ostrożność przy lutowaniu, złącza baterii nie mogą się stykać.

Aby chronić urządzenie, umieść je w kartonie lub pudełku. Nie jest to konieczne, to zależy gdzie go używasz.

Krok 10: Użycie

Włóż zainstalowaną kartę SD do pi zero i włącz urządzenie, przełączając przełącznik. Dopóki nie zaświeci się czerwona dioda LED, raspberry pi jest gotowy do rejestrowania danych GPS z odbiornika GPS.

Czerwona dioda LED na odbiorniku GPS prawdopodobnie miga raz na sekundę, co oznacza, że odbiornik szuka satelitów. Wyjdź na zewnątrz i poczekaj kilka minut, miganie zmieni się z raz na sekundę na raz na 15 sekund, co oznacza, że znalazł wystarczająco dużo satelitów, aby obliczyć współrzędne.

Aby rozpocząć rejestrację współrzędnych należy nacisnąć przycisk obok zielonej diody LED (rozpocznij na schemacie)