Pencatat GPS Arduino: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Adakah anda pernah mahu mencatat koordinat anda dan memeriksa laluan anda di peta? Periksa laluan kereta atau trak? Lihat jejak basikal anda setelah menempuh perjalanan yang panjang? (Atau mengintip y̶o̶u̶r̶ ̶w̶i̶f̶e seseorang menggunakan kereta anda?:)) Semuanya mungkin dilakukan dengan bantuan peranti kecil ini. Ia dipanggil logger GPS, bukan pelacak GPS, kerana anda tidak berpeluang untuk memeriksanya di mana sahaja. Data disimpan ke kad SD dan anda boleh memeriksa perjalanan anda selepas itu.

Peranti itu adalah kotak plastik kecil dengan Arduino di dalamnya. Nano menggunakan modul GPS untuk mengesan kedudukannya dan kad SD untuk mencatatnya. Terdapat juga LED RGB kecil untuk maklum balas. Sekiranya anda sudah biasa dengan perkara yang digunakan, anda boleh membuat peranti ini dalam masa satu jam. Saya akan menulis langkah demi langkah yang diarahkan pada binaan jadi mari kita mulakan.

Saya biasanya menggunakan frasa 'kad SD' semasa arahan, tetapi apa yang sebenarnya saya maksudkan ialah kad SD mikro.

Saya tahu bahawa ada yang boleh menggunakan telefon pintar untuk melakukan ini, tetapi di mana keseronokan itu?

PS: Saya sangat mempercayai isteri saya (buat masa ini:))

Bekalan

Perkara yang anda perlukan:

• Papan serasi Arduino Nano
• Modul GPS (U-blox NEO 6M dengan UART)
• Modul kad SD
• Kad SD
• LED RGB (pilihan, tetapi sangat berguna)
• Perintang untuk LED (3 keping sekitar 330 Ohm, boleh jadi 1K dengan LED intensiti tinggi)
• Kotak plastik kecil
• Penyambung DC
• Palam pemetik rokok kereta 12V (pilihan)

Alat:

• Pateri dan pateri
• Alat asas
• Gerudi elektrik
• Pita dua sisi atau gam panas (Ayuh, semua orang suka gam panas)
• PC untuk memprogram Arduino

Langkah 1: Gerudi Kotak

Malangnya saya tidak memiliki pencetak 3D, jadi saya perlu memesan sebuah kotak plastik kecil dari China dan menggerudi lubang ke atasnya. Kotak itu mestilah kecil, tetapi cukup besar untuk memuatkan semua elektronik di dalamnya. Sekiranya anda mengumpulkan komponennya, anda pasti akan menyedari betapa besarnya komponen itu. Saya memesan 5 kandang hitam kecil, kerana saya juga memerlukan beberapa daripadanya untuk projek lain. Sarungnya mestilah bukan logam, kerana modul GPS tidak akan dapat mengesan satelit GPS mana pun.

Anda akan memerlukan dua lubang. Satu untuk penyambung DC dan satu lagi untuk LED. Sekiranya anda tidak mahu menggunakan LED, anda hanya perlu menggerudi satu lubang. Untuk penyambung DC saya, saya memerlukan lubang 8mm, dan untuk LED lubang 5mm.

Langkah 2: Pematerian

Sekiranya Nano anda disertakan tanpa header disolder, anda boleh menyoldernya ke tempatnya atau membiarkannya seperti yang ada, jadi ia akan menjadi rata. Sekiranya anda memilih untuk tidak menggunakan tajuk, masukkan komponen ke Arduino pada langkah Menghubungkan perkara. Sekiranya anda menggunakan Nano dengan header lelaki, pasangkan header wanita ke wayar. Anda mungkin mahu menggunakan tabung sinki air untuk melindungi semuanya dengan baik.

Sekiranya anda memilih untuk menggunakan LED RGB seperti yang saya lakukan, anda perlu memasangkan perintang ke katod. Saya menggunakan jenis LED anod biasa. (Sekiranya anda menggunakan jenis katod biasa, anda harus menyolatkan perintang ke anod, mengubah kod dan menghubungkannya ke GND dan bukannya 5V.)

Modul GPS NEO-6M mempunyai 4 penyambung. Kami hanya akan menggunakan 3 daripadanya, VCC, GND dan Tx. Modul GPS menggunakan komunikasi bersiri dan kami akan menggunakan siri perisian untuk membacanya. VCC pergi ke 5V, GND ke GND dan Tx ke pin Arduino D9.

Modul kad SD mikro mempunyai 6 penyambung. Ia menggunakan komunikasi SPI. Arduino D11 akan pergi ke MOSI, D12 ke MISO, D13 ke SCK dan D4 ke Chip Select atau CS.

Anda memerlukan dua wayar untuk penyambung DC. Satu untuk GND dan yang lain untuk DC 5-12V. Anda boleh menggunakan pelbagai bekalan kuasa untuk menghidupkan peranti. Anda boleh menggunakan palam rokok kereta 12V (bukan palam rokok trak 24V), bateri LiPo 2 atau 3 sel, bank kuasa 5V atau apa sahaja yang memberi anda DC 5-12V.

Langkah 3: Pengaturcaraan

Anda boleh menggunakan lakaran saya untuk mencatat kedudukan peranti atau anda boleh menulis sendiri.

Sekiranya anda memilih untuk menggunakan lakaran saya, anda perlu memuat turun kod program dan perpustakaan SdFat. Ekstrak fail dan pindahkan folder ke folder Arduino anda. Folder SdFat menuju ke folder perpustakaan.

Pasang Arduino anda ke PC anda. Pastikan bahawa anda telah memasang semua pemacu yang diperlukan. Di Arduino IDE pilih papan anda dan port yang sesuai. Buka projek, tekan muat naik dan berdoa. Sekiranya semuanya berjalan lancar, anda seharusnya tidak mempunyai kesilapan dan firmware logger GPS anda sudah siap digunakan.

Anda tidak perlu membuat fail log secara manual, program akan membuatnya, jika tidak mengesan log.txt pada kad SD.

Langkah 4: Menghubungkan Perkara

Anda harus membuat sambungan seperti yang tertulis di bawah. Gambar-gambar dapat membantu. Pastikan anda mempunyai kenalan yang selamat, kerana peranti mungkin mengalami kejutan atau gegaran semasa perjalanan.

Sambungkan Anode LED ke Arduino 5V, MERAH ke D3, HIJAU ke D5 dan BIRU ke D6. Anda boleh menggunakan pin lain jika anda mahu, tetapi perlu diingat, anda juga harus mengubah definisi dalam kod program.

Sambungkan GPS VCC ke Arduino 5V, GND ke GND dan Tx ke D9.

Sambungkan modul SD MOSI ke Arduino D11, MISO ke D12, SCK ke D13 dan CS ke D4. Anda tidak boleh menggunakan pin lain untuk sambungan ini, satu-satunya pemboleh ubah adalah CS, yang harus anda ubah dalam kod program.

Sambungkan GND penyambung DC ke Arduino GND. Sambungkan 5-12V penyambung DC ke Arduino VIN. Jangan sambungkannya ke 5V!

Dianjurkan untuk memasang semua komponen ke dasar kandang sehingga bahagian atasnya dapat dilepaskan. (Saya mengamankan segalanya ke atas sehingga saya dapat mengakses kad SD dengan mudah. Satu-satunya perkara di pangkal adalah penyambung DC. Ini tidak akan menjadi masalah dengan lampiran bercetak 3D yang direka khas.)

Anda boleh menggunakan pita dua sisi atau gam panas. Anda juga boleh mengamankan modul dengan baut kecil.

Langkah 5: Uji dan Peta

Untuk menguji peranti, anda perlu menghidupkannya. LED maklum balas akan memberitahu anda mengenai status peranti. Mungkin memerlukan beberapa minit (terutama kali pertama) untuk mengesan satelit yang mencukupi. Setelah dapat melihat satelit yang mencukupi, waktu dan kedudukan akan dicatat ke kad SD mikro, dan program akan menunggu 20 saat. Anda boleh memberitahu dengan LED. Ia akan berwarna hijau untuk waktu yang sangat singkat, kemudian berwarna biru. Anda boleh bermain-main dalam kod saya, jika selang log terlalu pendek untuk anda (tetapkan definisi waktu tidur seperti yang dikehendaki dalam milisaat). Sekiranya peranti tidak melihat satelit, LED akan berkedip MERAH. Sekiranya ia melihat beberapa, tetapi tidak mencukupi, ia akan menyala KUNING. Peranti hanya akan mencatat kedudukan jika melacak lebih dari 5 satelit dan kualiti data yang dilaporkan oleh GPS adalah 1. Ia akan mencatat tarikh, masa, garis bujur, garis lintang, kelajuan, kualiti data dan jumlah satelit yang dilacak. Sekiranya tidak ada kad SD yang disambungkan atau tidak dikesan, LED akan berkelip dengan lampu MERAH dan BIRU.

Untuk melihat laluan anda di peta, anda memerlukan data dari kad SD mikro. Anda harus menyalin kandungan fail log txt dan menampalnya untuk cemerlang. Anda perlu menyalin lajur bujur dan garis lintang lembaran kerja anda.

Tampal data ke laman web ini untuk melihat hasilnya:

www.gpsvisualizer.com/map_input?form=data

Anda mesti hapus centang pilihan 'Buka di tetingkap baru'. Mungkin memberi peringatan mengenai data, tetapi jangan bimbang, ia akan berfungsi. Tekan butang 'Lukis peta' dengan pantas dan sukar dan di sana anda memilikinya.

Langkah 6: Selesai dan Catatan

Anda sudah selesai! C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶h̶s̶u̶a̶t̶i̶o̶n̶! ̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶s̶u̶l̶a̶t̶i̶o̶n̶! ̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶! Parut!

Catatan:

• Sambungan GPS memerlukan sedikit masa untuk dibuat
• Lebih pantas jika anda mencubanya di udara terbuka, tetapi ia juga berfungsi di dalam kereta dan trak
• Jangan gunakan lebih daripada 12V untuk menghidupkan peranti
• LED maklum balas adalah pilihan
• Data tarikh dan waktu boleh rosak, di mana watak khas muncul dalam kedudukan watak yang rosak. Modul GPS menghantar data yang rosak, jadi saya tidak dapat mencari jalan penyelesaiannya.
• Jangan melihat secara langsung hujung operasi peranti
• Jangan merendam peranti dalam keadaan cair, walaupun sebahagiannya

Semasa menghidupkan peranti dari 12V untuk jangka masa yang panjang, pengatur voltan di Arduino mungkin menjadi panas. Ini bukan dalam julat panas yang tidak berfungsi, tetapi dalam julat panas tetapi butang yang harus dilakukan. Menggunakan lebih daripada 12V boleh merosakkan pengatur voltan onboard.

Sekarang anda sudah bersedia untuk menggunakan alat kecil ini untuk mencatat perjalanan anda dan memetakannya semasa mempunyai kek. Setelah anda selesai, saya harus mengatakan: Tidak boleh dipercayai! Anda, Nama Subjek Di Sini, mestilah menjadi kebanggaan bagi Kediaman Subjek Di Sini.