GPS záznamník Arduino: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Už ste niekedy chceli zaznamenať svoje súradnice a skontrolovať trasu na mape? Chcete skontrolovať trasu pre osobné alebo nákladné auto? Vidíte svoje sledovanie bicyklov po dlhej ceste? (Alebo špehujete niekoho, kto používa vaše auto?:)) To všetko je možné s pomocou tohto malého zariadenia. Hovorí sa mu GPS logger, nie GPS tracker, pretože ho nemáte možnosť skontrolovať na cestách. Údaje sa uložia na kartu SD a potom si môžete skontrolovať cestu.

Zariadenie je malá plastová škatuľka s Arduinom vo vnútri. Nano používa na sledovanie svojej polohy modul GPS a na zaznamenávanie kartu SD. K dispozícii je tiež malá RGB LED dióda pre spätnú väzbu. Ak ste oboznámení s použitými vecami, môžete toto zariadenie vyrobiť za hodinu. Budem písať krok za krokom pokyny týkajúce sa zostavy, takže začnime.

Bežne používam frázu „SD karta“, ale v skutočnosti mám na mysli kartu micro SD.

Viem, že každý môže na to použiť smartphone, ale kde je v tom zábava?

PS: Svojej manželke (zatiaľ:)) úplne dôverujem

Zásoby

Veci, ktoré budete potrebovať:

• Doska kompatibilná s Arduino Nano
• GPS modul (U-blox NEO 6M s UART)
• Modul karty SD
• SD karta
• RGB LED (voliteľné, ale veľmi užitočné)
• Rezistory pre LED (3 kusy okolo 330 Ohm, dokonca môžu byť 1K s LED s vysokou intenzitou)
• Malá plastová krabička
• DC konektor
• Zástrčka zapaľovača do auta 12V (voliteľné)

Náradie:

• Spájkovačka a spájkovačka
• Základné nástroje
• Elektrická vŕtačka
• Obojstranná páska alebo horúce lepidlo (Poďte, každý miluje horúce lepidlo)
• PC na programovanie Arduina

Krok 1: Vŕtajte do škatule

Žiaľ, nevlastním 3D tlačiareň, takže si musím objednať malý plastový kryt z Číny a vyvŕtať naň otvory. Krabica musí byť malá, ale dostatočne veľká, aby sa do nej zmestila všetka elektronika. Ak zhromaždíte komponenty, určite si uvedomíte, aké veľké by mali byť. Objednal som si 5 malých čiernych príloh, pretože som ich niekoľko potreboval aj na ďalší projekt. Plášť nesmie byť kovový, pretože modul GPS nebude schopný sledovať žiadne satelity GPS.

Budete potrebovať dva otvory. Jeden pre konektor DC a jeden pre LED. Ak nechcete používať LED diódy, musíte vyvŕtať iba jeden otvor. Na môj DC konektor som potreboval 8 mm otvor a na LED 5 mm otvor.

Krok 2: Spájkovanie

Ak vaše Nano prichádza bez spájkovaných hlavičiek, môžete ich spájkovať na miesto alebo nechať tak, ako sú, takže budú skutočne ploché. Ak sa rozhodnete záhlavia nepoužívať, v kroku Pripojenie vecí spájkujte komponenty k Arduinu. Ak používate Nano s konektormi samec, spájkujte konektory samice s vodičmi. Možno budete chcieť použiť zmršťovacie rúrky, aby ste všetko dobre izolovali.

Ak sa rozhodnete používať RGB LED ako ja, budete musieť na katódy spájkovať odpory. Používam bežný anódový typ LED. (Ak používate bežný typ katódy, mali by ste k anódam spájkovať odpory, upraviť kód a pripojiť ho k GND namiesto 5V.)

GPS modul NEO-6M má 4 konektory. Použijeme iba 3 z nich, VCC, GND a Tx. Modul GPS používa sériovú komunikáciu a na jeho čítanie použijeme sériový softvér. VCC ide na 5V, GND na GND a Tx na Arduino pin D9.

Modul karty micro SD má 6 konektorov. Využíva SPI komunikáciu. Arduino D11 prejde na MOSI, D12 na MISO, D13 na SCK a D4 na Chip Select alebo CS.

Na konektor DC potrebujete dva vodiče. Jeden je pre GND a druhý pre 5-12V DC. Na napájanie zariadenia môžete použiť rôzne zdroje napájania. Môžete použiť 12V automobilovú cigaretovú zástrčku (nie 24V automobilovú cigaretovú zástrčku), 2 alebo 3 článkové LiPo batérie, 5V powerbanky alebo čokoľvek, čo vám poskytne 5-12V DC.

Krok 3: Programovanie

Môžete použiť môj náčrt na zaznamenanie polohy zariadenia alebo môžete napísať svoj vlastný.

Ak sa rozhodnete použiť môj náčrt, budete si musieť stiahnuť kód programu a knižnicu SdFat. Extrahujte súbory a presuňte priečinky do priečinka Arduino. Priečinok SdFat prejde do priečinka knižníc.

Pripojte Arduino k počítaču. Uistite sa, že máte nainštalované všetky potrebné ovládače. V Arduino IDE vyberte dosku a príslušný port. Otvorte projekt, nahrajte a modlite sa. Ak všetko pôjde dobre, nemali by ste mať žiadne chyby a firmvér záznamníka GPS je pripravený na použitie.

Protokolový súbor nemusíte vytvárať ručne, program ho vytvorí, ak na karte SD nezistí žiadny súbor log.txt.

Krok 4: Spojenie vecí

Pripojenia by ste mali vytvoriť podľa nižšie uvedeného popisu. Obrázky môžu pomôcť. Uistite sa, že máte zaistené kontakty, pretože počas jazdy môže dôjsť k otrasom alebo otrasom zariadenia.

Pripojte LED anódu k Arduino 5V, ČERVENÉ k D3, ZELENÉ k D5 a MODRÉ k D6. Ak chcete, môžete použiť aj iné piny, ale majte na pamäti, že musíte zmeniť aj definície v programovom kóde.

Pripojte GPS VCC k Arduino 5V, GND k GND a Tx k D9.

Pripojte modul SD MOSI k Arduino D11, MISO k D12, SCK k D13 a CS k D4. Na tieto pripojenia nemôžete použiť iné piny, jediný variabilný je CS, ktorý musíte zmeniť v kóde programu.

Pripojte GND DC konektora k Arduino GND. Pripojte 5-12 V DC konektora k Arduino VIN. Nepripájajte ho na 5V!

Odporúča sa namontovať všetky súčasti na základňu krytu, aby bolo možné odstrániť vrchnú časť. (Zabezpečil som všetko na vrch, aby som mal ľahký prístup k SD karte. Jediná vec na základni je DC konektor. To by nebol problém s 3D tlačeným krytom navrhnutým na mieru.)

Môžete použiť obojstrannú pásku alebo horúce lepidlo. Moduly môžete dokonca zaistiť malými skrutkami.

Krok 5: Test a mapa

Na otestovanie zariadenia ho musíte zapnúť. LED dióda spätnej väzby vám povie o stave zariadenia. Sledovanie dostatočného počtu satelitov môže trvať niekoľko minút (obzvlášť prvýkrát). Hneď ako uvidí dostatok satelitov, čas a pozícia sa zaznamenajú na kartu micro SD a program počká 20 sekúnd. Spoznáte to podľa LED diódy. Zelený bude naozaj krátky čas, potom modrý. V mojom kóde sa môžete pohrávať, ak je pre vás interval protokolovania príliš krátky (definíciu režimu spánku nastavte podľa potreby v milisekundách). Ak zariadenie nevidí žiadne satelity, LED dióda bude blikať ČERVENO. Ak niektoré vidí, ale nie dostatočne, bude blikať ŽLTO. Zariadenie zaznamená polohu iba vtedy, ak sleduje viac ako 5 satelitov a kvalita údajov nahlásená systémom GPS je 1. Zaznamená dátum, čas, zemepisnú šírku, zemepisnú šírku, rýchlosť, kvalitu údajov a počet sledovaných satelitov. Ak nie je pripojená žiadna karta SD alebo nie je detekovaná, LED dióda bude blikať ČERVENÝMI a MODRÝMI svetlami.

Na zobrazenie trasy na mape potrebujete údaje z karty micro SD. Musíte skopírovať obsah súboru denníka txt a vložiť ho do programu Excel. Budete musieť skopírovať stĺpce zemepisnej dĺžky a šírky pracovného hárka.

Prilepením údajov na tento web zobrazíte výsledky:

www.gpsvisualizer.com/map_input?form=data

Musíte zrušiť začiarknutie možnosti „Otvoriť v novom okne“. Môže to byť upozornením na údaje, ale nebojte sa, bude to fungovať. Kliknite na tlačidlo „Nakresliť mapu“skutočne rýchlo a tvrdo a máte to.

Krok 6: Hotovo a poznámky

Skončil si! C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶h̶s̶u̶a̶t̶i̶o̶n̶! ̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶s̶u̶l̶a̶t̶i̶o̶n̶! ̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶! Grats!

Poznámky:

• Pripojenie GPS potrebuje určitý čas na vytvorenie
• Je to rýchlejšie, ak to vyskúšate pod holým nebom, ale funguje to aj v osobných a nákladných autách
• Na napájanie zariadenia nepoužívajte viac ako 12 V
• LED dióda spätnej väzby je voliteľná
• Údaje dátumu a času môžu byť poškodené, v takom prípade sa na mieste poškodených znakov objavia špeciálne znaky. Modul GPS odosiela poškodené údaje, takže som nenašiel riešenie.
• Nepozerajte sa priamo na funkčný koniec zariadenia
• Neponárajte zariadenie do kvapaliny, ani čiastočne

Pri dlhodobom napájaní zariadenia z 12 V sa môže regulátor napätia na Arduine zahriať. Nie je v horúcom rozpätí, ktoré nepracuje alebo sa resetuje, ale v horúcom pásme dotykov, ktoré by mali byť k dispozícii. Použitie viac ako 12 V môže poškodiť palubný regulátor napätia.

Teraz ste pripravení použiť tento malý gadget na zaznamenanie vašej cesty a zmapovanie počas koláča. Akonáhle budete hotoví, musím povedať: Neuveriteľné! Vy, meno subjektu tu, musíte byť pýchou predmetu rodné mesto tu.