Pencatat Data GPS Tanpa Wayar untuk Hidupan Liar: 9 Langkah (dengan Gambar)

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2025-01-23 15:01

Dalam arahan ini, kami akan menunjukkan kepada anda bagaimana membuat logger data GPS berasaskan Arduino yang kecil dan murah, dengan kemampuan tanpa wayar!

Menggunakan telemetri untuk mengkaji pergerakan hidupan liar boleh menjadi alat yang sangat penting bagi ahli biologi. Ia dapat memberitahu anda di mana haiwan tinggal, tempat mereka memberi makan dan sejauh mana perjalanan mereka setiap hari. Ahli biologi kemudian menggunakan maklumat ini untuk membantu memulihara haiwan dan persekitarannya.

Kami menggunakan data logger ini untuk terbang-rubah (juga disebut kelawar buah) dan bersama-sama dengan yang lain, mendapati bahawa musang terbang terbang lebih dari 40 km setiap malam, kembali untuk makan di pohon yang sama.

Pencatat data ini:

• mempunyai jarak jauh lebih dari 2 km
• jangka hayat bateri lebih dari 2 minggu (menggunakan bateri yang dinyatakan dalam Bahan dan Alat)
• menghantar lokasinya sekarang dalam 'degupan jantung' setiap 5 minit
• boleh menyimpan 100 lokasi di EEPROMnya
• dan dapat menghantar atau 'membuang' data ini ke penerima anda setiap hari atau apabila diperintahkan

Dengan mengembangkan logger data GPS berasaskan Arduino yang kecil dan murah, dengan kemampuan tanpa wayar, kami telah menyediakan peralatan yang diperlukan untuk pelajar, saintis warganegara dan kumpulan masyarakat untuk mengkaji pergerakan hidupan liar tempatan mereka.

Langkah 1: Bahan dan Alat

Untuk membina instruksional ini, anda perlu merapikan ruang pembuat anda, kumpulkan bahan (di bawah) dan pasangkan besi pemateri anda! Sekiranya anda tidak tahu hujung besi yang mana yang panas (petunjuk: ini adalah hujung runcing), anda mungkin harus mencari rakan yang membantu anda!

1 x Arduino Pro Mini 328 - 3.3V / 8MHz

1 x Modul GPS GTOP LadyBird 1 (PA6H)

Pemancar 2 x HM-TRP 433Mhz RF FSK

Di Australia, kami menggunakan 433Mhz, ia disediakan untuk amatur di bawah Lesen Kelas Komunikasi Radio (Peranti Berpotensi Rendah) 2015. Bergantung pada lokasi anda, anda mungkin perlu menggunakan pemancar yang beroperasi pada frekuensi lain! Cuba HM-TRP 868Mhz RF FSK Transceiver atau HM-TRP 915Mhz RF FSK Transceiver.

1 x Bateri Lithium AXIAL 1 / 2AA 3.6v

Resistor Filem Logam 1 x 10k Ohm 0.5 Watt - Pek 8

Langkah 2: Mulakan dengan Arduino Pro Mini

1. Solder pin header ke papan
2. Keluarkan butang set semula

Lihat gambar di atas untuk beberapa petua!

Langkah 3: Memasang Modul GPS ke Papan Arduino

Ikuti bersama gambar di atas

Biasakan diri anda menggunakan lembaran data GPS, atau anda hanya boleh memasangnya!

1. Memateri panjang wayar merah ke pin 4 modul GPS (VBACKUP)
2. Memateri panjang wayar hitam ke pin 12 modul GPS (GND)
3. Dengan menggunakan pita dua sisi, pasangkan GPS ke bahagian bawah papan Arduino
4. Lipat wayar hitam di sepanjang bahagian bawah papan Arduino dan pateri ke GND (di sebelah RAW!)
5. Tolak kaki perintang melalui pin 9 papan Arduino dan pateri ke pin 1 modul GPS
6. Potong dan lipat kaki perintang ke pin 9, 8, 7 dan 6 dan pateri
7. Lipat wayar merah di bahagian atas papan Arduino dan pateri ke VCC
8. Tolak kaki perintang melalui pin 5 dan 4 papan Arduino dan pateri ke pin 9 dan 10 modul GPS
9. Potong tahap perintang kaki dengan papan dan pateri Arduino

Modul GPS anda kini siap untuk diuji!

Langkah 4: Menguji Modul GPS

Adalah idea yang baik untuk menguji modul GPS anda sebelum anda meneruskan.

1. Pasang Arduino IDE di komputer anda
2. Muat naik kod di bawah ke logger data menggunakan pelarian FTDI - 3.3V
3. Buka Serial Monitor di Arduino IDE, anda kini dapat melihat data dihantar dari modul GPS anda ke papan Arduino
4. Anda juga boleh menggunakan perisian lain seperti pusat u untuk membaca data GPS dan memberi anda maklumat lain, seperti berapa banyak satelit yang dilihat dan ketepatan data lokasi anda!

Jangan lupa, anda mungkin perlu keluar sehingga modul GPS dapat mengambil isyarat dari satelit!

Langkah 5: Pergi Tanpa Wayar

Lihatlah lembaran data untuk pemancar ini. Apa papan pintar yang pintar, menghantar sejauh 60 mW Xbee Pro dengan antena wayar tetapi menggunakan arus lebih sedikit sehingga bateri kami akan bertahan lebih lama!

1. Selesaikan perintang 10K di atas papan transceiver antara VCC dan ENABLE, ini akan menarik ENABLE tinggi untuk tidur, menguap !!!
2. Memateri panjang wayar di bahagian bawah papan transceiver antara VCC dan CONFIG, ini akan menarik tinggi CONFIG untuk berkomunikasi
3. Letakkan beberapa pita penebat di sisi modul GPS, ini akan mengelakkan papan pemancar dari pemendekan pada sisi casing modul GPS
4. Selesaikan satu lagi panjang wayar merah ke VCC, kuning ke TX, hitam ke GND, putih ke RX dan biru untuk diaktifkan
5. Letakkan papan transceiver pada kepingan pita dua sisi yang tinggal
6. Tarik wayar merah di bawah papan Arduino dan pateri ke VCC
7. Mula-mula tarik wayar hitam ke atas perintang kemudian turun di bawah papan Arduino, solder ke GND
8. Kemudian kuning ke pin 2, putih ke pin 3 dan biru ke pin A2

Apa usaha. Syabas, anda sampai di sana!

Langkah 6: Anda Perlu Penerima

Tidak ada gunanya memiliki logger data GPS tanpa wayar jika anda tidak mempunyai penerima, dan ia tidak akan menjadi lebih mudah daripada penyediaan ini!

1. Raih transceiver kedua anda, anda mendapat dua, betul!
2. Memateri panjang wayar merah antara VCC dan CONFIG
3. Pateri panjang wayar hitam antara GND dan ENABLE
4. Selesaikan satu lagi panjang wayar merah ke VCC, hitam ke GND, kuning ke TX dan putih ke RX
5. Sekarang letakkan beberapa pin header dalam pelarian FTDI
6. Memateri wayar merah ke VCC, wayar hitam ke GND, kuning ke RX dan putih ke TX (lihat bagaimana kami membalikkan wayar yang menghubungkan TX dan RX, sukar, rumit, betul!)

Sekarang kami bersedia untuk komunikasi tanpa wayar!

Langkah 7: Catatan mengenai Antena

Antena membuat semua perbezaan, tetapi dengan hidupan liar, kadang-kadang kita harus menjadikannya kecil.

Antena terbaik untuk pencatat data dan penerima anda ialah antena dipole, dengan mudah, anda memasangkan wayar sepanjang 173 mm ke pin ANT pada transceiver dan wayar sepanjang 173 mm ke pin GND. Gabungan ini akan memberi kita jarak pandang lebih dari 2 km.

Kadang kala anda tidak boleh memasang kabel, hidupan liar umumnya mempunyai gigi besar dan akan menggigit dan mengunyah dan menghancurkan antena atau bahkan pembalak data! Untuk menyembunyikan antena, anda boleh menggulungnya, ini dipanggil antena heliks atau spring. Lekatkan wayar anda di sekeliling pemutar skru kecil, mulakan di hujungnya dan putar ke arah pemancar anda.

P. S. adakah anda tahu apa lagi yang menjadikan antena yang hebat, pemimpin dawai pancing. Mereka biasanya diperbuat daripada dawai keluli yang dikepang dengan lapisan plastik, sangat kuat dan sangat fleksibel. Sangat baik untuk digunakan pada hidupan liar yang mungkin merangkak di bawah atau di sekitar tumbuh-tumbuhan.

Langkah 8: Menguji Radio

1. Muat naik kod di bawah ke logger data menggunakan pelarian FTDI - 3.3V
2. Keluarkan pencatat data dari pelarian FTDI dan aktifkan pencatat data menggunakan bateri anda atau bekalan kuasa 3.3 v yang lain, + ke VCC dan - ke GND
3. Masukkan penerima anda ke pelarian FTDI (biasanya anda harus mengeluarkan pelarian FTDI dari port USB komputer anda sebelum menukar periferal)
4. Mulakan Arduino IDE dan buka Monitor Serial anda
5. Tetapkan Monitor Bersiri kepada 9600 bps dan 'Tanpa garisan berakhir'
6. Ketik 'tx' dan klik Hantar
7. Anda harus menerima mesej dari pencatat data GPS yang mengatakan 'UJI OK!"

Langkah 9: Menerapkan Logger Data GPS Tanpa Wayar Anda

Itu sahaja, ujian selesai, sekarang muat naik kod di bawah menggunakan Arduino IDE dan pelarian FTDI anda dan selesai! Anda kini mempunyai pencatat data GPS tanpa wayar untuk digunakan pada hidupan liar.

Kenali logger data anda sebelum menggunakannya, pelajari untuk mendengar degupan jantung menggunakan penerima dan Serial Monitor (akan ada satu setiap 5 minit dan jangan lupa logger data perlu berada di luar). Setelah anda menerima degupan jantung anda mempunyai 5 saat untuk mengetik 'tx' dan klik Send, maka semua data akan 'dibuang' ke skrin anda, cukup salin dan tampal ke dalam perisian pemetaan pilihan anda.

Ketahui kodnya, anda boleh mengubahnya untuk melakukan apa sahaja yang anda mahukan. Mengesan beruang, mengapa tidak menggunakan bateri yang lebih besar dan menerima degupan jantung setiap minit!

Saya tidak akan memberitahu anda bagaimana mengemas data logger anda atau bagaimana memasangnya ke hidupan liar anda, itu adalah keputusan anda dan jawatankuasa etika anda! Saya akan memberitahu anda bahawa kami hanya membungkus pembalak data kami dengan penyusutan panas, anda boleh 'pot' mereka dalam epoksi jika anda mahukan sesuatu yang lebih kukuh!

Jeritan besar kepada semua orang yang membantu saya selama ini dan semoga berjaya dengan pencatat data GPS tanpa wayar anda!

Hadiah Pertama dalam Peraduan Tanpa Wayar

Hadiah Pertama dalam Peraduan Arduino 2017