GPS Penjimatan Kuasa Dengan Paparan E-Ink: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Setiap musim panas saya pergi mendaki di lokasi terpencil. Kadang-kadang, apabila jejak samar atau hilang, saya harus menggunakan GPS telefon saya untuk mendapatkan koordinat saya dan kemudian memeriksa kedudukan saya di peta kertas (saya sering tidak mempunyai isyarat sehingga peta kertas adalah wajib). Untuk menjimatkan bateri telefon saya, saya memutuskan untuk membina peranti GPS berkuasa rendah berdasarkan arduino dan menggunakan paparan E-Ink. Paparan E-Ink hanya memerlukan daya untuk mengaktualisasikan layar, oleh itu ia sangat sesuai untuk peranti penjimatan tenaga.

Apakah prinsip GPS ini?

Anda menghidupkan GPS dengan menekan butang tekan, paparan mewujudkan lokasi, ketinggian dan jumlah satelit yang digunakan untuk menghitung lokasi anda dan kemudian mati secara automatik untuk menjimatkan bateri. Terima kasih kepada paparan E-Ink, lokasi anda tetap di skrin walaupun GPS dimatikan. Anda boleh mengubah sistem koordinat yang digunakan oleh GPS (garis bujur / garis lintang dalam darjah perpuluhan, sistem UTM dan variannya …) menggunakan butang tekan, sehingga anda dapat menggunakannya dengan peta dari berbagai negara.

Saya belajar banyak perkara semasa projek kecil ini dan berharap anda akan bersenang-senang seperti saya melakukannya!

Penafian:

Saya cukup yakin dalam pembinaan ini sehingga saya akan menggunakannya semasa kenaikan seterusnya, namun saya akan selalu menjadikan telefon saya sebagai GPS sandaran. Sekiranya anda tidak pasti mengenai apa yang anda lakukan, saya sarankan anda membeli GPS komersial dan bukannya membina sendiri. Saya mendorong anda untuk memeriksa litar dan kod anda sendiri dan saya tidak akan bertanggungjawab sekiranya GPS yang anda buat mengikut arahan ini gagal

Perkara lain: GPS ini tidak akan berfungsi di Norway dan Svalbard dalam mod UTM. Sesungguhnya, grid UTM tidak dirancang dengan cara yang sama di tempat-tempat ini berbanding dengan dunia lain dan saya tidak dapat memasukkan kekhususan ini dalam arduino kerana kekangan memori…

Bekalan

- 1 x Arduino Nano

- 1 x modul GPS Ublox-6m

- 1 paparan E-Ink dengan modulnya. Saya menggunakan yang ini:

www.amazon.fr/gp/product/B072Q4WTWH/ref=pp…

- 1 x 18650 Li-Ion bateri (kira-kira 2000mah sepatutnya mencukupi)

- 1 x 18650 pemegang bateri

- 1 x modul pengecasan dan perlindungan untuk bateri Li-Ion berdasarkan TP4056 seperti ini:

www.amazon.fr/gp/product/B0798M12N8/ref=pp…

- 1 x dua posisi beralih (jenis ON / OFF)

- 3 suis butang tekan kecil

- Perintang 1 x 1 MΩ

- 1 x Mosfet saluran N tujuan umum (saya mencucinya dari unit bekalan kuasa komputer)

- 1 x Papan Lebar

- Wayar

- 1 x Papan Roti untuk prototaip

Langkah 1: Menaip GPS

Mula-mula anda perlu memasang peranti di papan roti untuk menguji komponen dan kod arduino.

Menghidupkan GPS

Untuk menghidupkan peranti, saya menggunakan bateri Li-Ion 18650 2000 mAh. Bateri jenis ini memerlukan, seperti bateri Li-Po, untuk dicas dan habis dengan cara terkawal. Mengecas bateri anda dengan cara yang salah boleh menyebabkan kebakaran atau meletup sama seperti Li-Po! Untuk dapat mengecasnya menggunakan pengecas telefon klasik, anda perlu menggunakan modul berasaskan TP4056.

Pada langkah pertama ini, anda hanya perlu memasangkan wayar positif (merah) dari pemegang bateri ke B + pada modul dan wayar negatif (hitam) dari pemegang bateri ke B-. Kemudian anda perlu memasangkan wayar ke OUT + dan OUT- pada modul, mereka akan menyambung kemudian ke peranti.

PENTING: Setelah peranti selesai, kita harus memasang arduino ke komputer, apabila melakukannya adalah PENTING UNTUK MENGHAPUSKAN BATERAI DARI PERANGKAT, jika tidak ada risiko bahawa arduino akan mula mengecas bateri dalam cara yang tidak betul dan, sekali lagi, ada risiko terbakar.

Memasang barang di papan roti

Langkah seterusnya boleh menjadi agak rumit: anda harus memasukkan semua perkara di papan roti supaya sesuai dengan skema di atas.

Petua kecil: gunakan maksimum ruang yang ada di papan roti anda, dan… luangkan masa anda;)

Langkah 2: Muat naik Kod

Kini tiba masanya untuk memuat naik kod di arduino!

Mula-mula pastikan bateri dilepaskan dari pemegang bateri, kemudian pasangkan arduino ke komputer, muat naik kod arduino yang dilampirkan dan cabut plag arduino. Anda akhirnya boleh memasukkan bateri ke dalam peranti.

Sekiranya anda mempunyai pertanyaan mengenai kod tersebut, silakan bertanya di bahagian komen di bawah!:)

Langkah 3: Jadikannya Berfungsi

Sekarang mari saya jelaskan bagaimana GPS ini berfungsi:

Apabila anda menekan butang yang menghubungkan tanah dan pin + 5V dari arduino selama sekitar 3 saat, GPS akan menaik.

GPS boleh boot dalam dua mod yang berbeza: mod konfigurasi dan mod GPS sebenarnya. Untuk memilih mod di mana anda boot, anda mesti menukar kedudukan suis dua posisi yang bersambung antara A0 dan ground.

Mod konfigurasi: Dalam mod ini, anda boleh memilih sama ada GPS memaparkan lokasi anda (garis lintang, garis bujur, ketinggian dan bilangan satelit yang digunakan untuk mengira lokasi anda) dalam darjah perpuluhan atau jika anda mahu ia menunjukkan lokasi anda (timur, utara, ketinggian, zon dan bilangan satelit yang digunakan untuk menghitung lokasi anda) yang diproyeksikan di grid UTM (atau variannya seperti yang akan kita lihat kemudian). Untuk beralih antara mod Easting / Northing dan Latitude / Longitude, tekan butang tekan yang menghubungkan A1 ke tanah sehingga paparan menunjukkan "MODE: E / N" (untuk Easting / Northing) atau "MODE: L / L" (untuk Latitud / Bujur).

Sekiranya anda mahukan koordinat anda dalam darjah perpuluhan, pilih mod "L / L" dan kemudian beralih kembali suis dua kedudukan ke mod GPS. Tetapan anda kini disimpan dalam memori arduino dan peranti kini akan diselaraskan dengan satelit dan memaparkan kedudukan anda, ketinggian dan jumlah satelit yang digunakan untuk menghitung lokasi anda. Hati-hati: anda mesti berada di luar atau dekat dengan tingkap untuk membolehkan GPS mendengar satelit! Peranti kemudian dimatikan secara automatik untuk menjimatkan bateri.

Untuk mendapatkan kedudukan anda di peta, anda mungkin perlu menggunakan koordinat anda dari segi Easting dan Northing. Sistem ini sebenarnya adalah unjuran koordinat GPS anda pada grid. Sebilangan besar masa peta akan ditingkatkan dalam sistem UTM, tetapi beberapa negara menggunakan varian sistem ini oleh itu anda harus menetapkan parameter lain untuk memilih antara sistem UTM dan varian peta anda.

Untuk mencari sistem peta anda, anda sering perlu memeriksa tulisan suci kecil di sudut itu. Sekiranya peta anda berada dalam sistem UTM maka parametrizing GPS adalah mudah: cukup tekan butang tekan yang menghubungkan A2 ke tanah sehingga layar menunjukkan "ZONE: AUTO".

Di banyak negara peta berada dalam varian tempatan sistem UTM: misalnya di Sweden peta sering terdapat dalam sistem SWEREF 99 TM. Sistem ini menggunakan unjuran yang sama dengan sistem UTM di zon 33 tetapi meluas ke seluruh negara! Ini bermaksud bahawa jika anda menggunakan peta di SWEREF 99 TM, anda harus memperbaiki zon GPS ke 33 secara manual. Untuk melakukannya tekan butang tekan yang menghubungkan A2 ke tanah sehingga paparan menunjukkan "ZONE: AUTO" dan kemudian tekan butang tekan yang menghubungkan A1 ke tanah sehingga paparan menunjukkan "ZONE: 33". Begitu juga di Finland, kebanyakan peta menggunakan sistem ETRS-TM35 yang merupakan sistem UTM di zon 35 yang diperluas ke seluruh negara (oleh itu anda perlu memilih di sini untuk memilih "ZONE: 35"). Banyak negara mempunyai varian sistem UTM seperti ini.

Sebaik sahaja anda membuat parametri dengan betul GPS hanya beralih kembali suis dua kedudukan ke mod GPS, tetapan anda kini disimpan dan peranti sekarang akan disegerakkan dengan satelit, memaparkan kedudukan anda dan mematikan.

Mod GPS:

Peranti akan dimuat dan menunjukkan kedudukan anda secara langsung mengikut parameter yang tersimpan dalam ingatannya. Setelah kedudukan dicetak, peranti akan ditutup secara langsung untuk menjimatkan bateri.

Langkah 4: Pateri Komponen pada Papan Jalur dan Pasang Peranti

Setelah semuanya berfungsi, pateri komponen pada papan jalur mengikut skema. Anda boleh bermula dari bagaimana anda mengatur komponen pada stripboad sebagai titik permulaan untuk reka bentuk papan jalur. Jangan teragak-agak untuk menggaru tembaga dari beberapa jalur untuk membuat litar yang lebih padat.

Penting: Jangan lupa mengeluarkan tembaga di pin arduino;)

Akhirnya, lekatkan skrin, pemegang bateri dan antena modul GPS ke papan jalur dengan gam panas. Gunakan pita elektrik penebat jika perlu untuk mengelakkan litar pintas.

Untuk melengkapkan peranti, kini anda mempunyai dua pilihan: anda boleh mencari dalam talian untuk kotak plastik yang sesuai dengan dimensi GPS anda yang sudah selesai (anda perlu memotong lubang untuk skrin, butang tekan, suis dan mikro Input pengecas USB) atau anda boleh mencetak 3D kotak plastik yang sangat sesuai dengan bangunan anda.