Чал жана Arduino GPS: 6 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Ошентип, бул Lazy Old Geek (L. O. G.) бир нече жылдан бери Instructable жасай алган жок. 70 жашта, мээ мурдагыдай иштебейт жана алар жөнүндө жазууга аракет кылмак турсун, чоң долбоорлорго көңүл буруу кыйын.

(Мен Arduino сынагына катышып жатам.)

Бирок менин мээримдүү итим Сади менен CPAP машинамдын жардамы менен мен аны сынап көрөм. Сэди менин депрессияга каршы, менин маанайымды көтөрөт жана биз эртең менен жөө басабыз. Менин CPAP мага жакшы уктап, ошондуктан, бир аз жакшыраак ойлонууга жардам берет.

GPS: Ооба, мен дайыма GPSке кызыкчумун. Көпчүлүк коммерциялык GPS 2-3 метрге чейин гана аныктай алат. Фермер болгон менин тууганым, анын техникасы алда канча жакшыраак иштей турганын айтат. Мен билем, жергиликтүү дыйкандардын бири өзүнүн John Deere тракторлорун колдонуп, атайын GPSти колдонуп, эгин эгилген.

Мен көп убактымды Интернетте кыдырып, сантиметрге чейин өлчөнө турган, жеткиликтүү баадагы GPS жөнүндө окудум! Укмуш. Иш жүзүндө, мага андай нерсенин кереги жок. Мен сейилдеп жүргөндө, мен кайда экенимди такыр билүүнүн кажети жок. Жолдо жүргөндө да, мен смартфонду Android Auto менен колдонуп, кайда экенимди билдирем.

Бирок мен техногеймин, ошондуктан хоббистер үчүн GPSти карай баштадым. Эң популярдуусу Adafruit Ultimate GPS болчу.

www.adafruit.com/?q=ultimate

1 -кадам: Adafruit Feather

Ооба, Adafruit Ultimate GPSтин бир версиясы - Featherwing. Азыр мен Adafruit Feather сериясын уккан эмесмин, ошондуктан көбүрөөк серфинг. Wow, Adafruit жана Lady Ada Feather деп аталган кичинекей платформага негизделген микроконтроллерлердин жана аксессуарлардын бир тутамын иштеп чыгышты. Arduinoites үчүн, бул негизги Arduino UNO платформасына окшош, бирок азыраак жана жаңыраак. Adafruit ошондой эле Arduino программасына шайкеш келиши үчүн бардык программаларды иштеп чыккан.

Мен Adafruit жана Lady Ada DIYers үчүн жасаган ишин абдан баалайм жана Feather M4 Express мага абдан жакты:

www.adafruit.com/product/3857

16 мГц саатка ээ стандарттык Arduinoдон айырмаланып, ал 120 мГц саат менен супер ылдам. Бул 3.3V, бул жаңы DIY электроникасынын жаңы стандарты. Бул мага жакшы тааныш болгон Arduino менен шайкеш келет, аны Circuit Python (Adafruitтин Pythonдун ыңгайлаштырылган версиясы) менен да программалоого болот. Мен карып калдым жана жаңы нерселерди үйрөнүүдө кыйналып жатам, бирок бул мага бутакташууга мүмкүнчүлүк берет.

Ошентип, мен ebayде колдонулганга заказ кылдым жана Мусерден дагы заказ кылдым. Amazon, Mouser жана DigiKey Adafruit азыктарынын бир бөлүгүн алып жүрөт. Мен түздөн -түз Adafruitтен сатып алмак элем, бирок ал кезде аларда мен каалаган FeatherWings жок болчу. Бул учурда көп нерсеге заказ кылуу арзаныраак болот, андыктан жеткирүү чыгымдарын төлөбөйсүз. Менин учурда, үч нерсенин баасы бирөө эле кымбат.

Көйгөй: M4express боюнча JST2.0 батарея туташтыргычы. Бир топ убакыт мурун мен сүрөттө окшогон JST2.0 электр коннекторлорун сатып алгам. Тилекке каршы, кызыл/кара M4express колдонгон нерсеге карама -каршы, жана менде бул полярдуулукту колдонгон көптөгөн батарейкалар жана долбоорлор бар.

О жакшы. Зымдарды туташтыргычтан алып салуу жана алардын ордун алмаштыруу оңой. Ошентип, мен муну бир нече батарея жана бир LiPo заряддагыч менен кылдым. Мен аларга кызыл тырмак боёкту койгом, ошондуктан аларды аралаштырбайт.

M4express үчүн, мен узун казыктары бар аялдардын башын колдонууну чечтим. Сүрөттү караңыз. Бул FeatherWingsке менин GPS сыяктуу чокусуна кошууга мүмкүндүк берди. Мындан тышкары, M4express мен сатып алган 3.5”TFT сыяктуу FeatherWingsке туташтырылышы мүмкүн.

Бул колдонмо үчүн төөнөгүчтөр колдонулбайт, андыктан менде кичинекей Protoboard бар болчу жана M4expressти туташтырып койгом, ошондуктан казыктар ачык эмес жана мен көтөрүп жүргөндө ийилип кете албайт.

2 -кадам: Менин GPS FeatherWing

Adafruit Ultimate GPS Featherwing

www.adafruit.com/product/3133

Adafruit мага жаккан эң сонун нерселердин бири, алар өз продукцияларын катуу документтештирет, менин оюмча, хоббисттер өзүлөрү кура алышат. Азыр M4express -те SMD микроконтроллери бар, ал мага окшогон чал үчүн иштей албайт, андыктан мен аны жасоонун ордуна жуп сатып алдым. Бирок FeatherWing Ultimate GPS бир аз жакшыраак, ошондуктан мен өзүмдүкүн жасоого аракет кылууну чечтим. Ошентип, мен Ebay же Aliexpressтен MediaTek (GlobalTop) GPS MTK3339 модулун заказ кылдым (эстей албайм). Кээде LadyBird1 деп аталат.

Ошентип, Eagle Cadsoft, (азыр, Autodesk) программасын колдонуп, мен Adafruitтин схемасын көчүрүп, аны өзгөрттүм. Биринчиден, мен бир тараптуу ПХД жасай алам, экинчисинде SMD компоненттери көп эмес, ошондуктан мен аны жөнөкөйлөтүп койдум.

GPS_MTK3339.zip

Ошентип, мен тонерди которуу ыкмамды колдонуп ПХБ жасадым:

www.instructables.com/id/Vinyl-Sticker-PCB-How-To/

ПРОБЛЕМАЛАР: Кээде эстегенимдей, мен карып калдым жана бул жерде менде кээ бир көйгөйлөр бар. Көбүнчө мен анча чоң эмес нерсени көрө албайм, ошондуктан мен хоббисттердин инструменттеринин бирин колдонуп, жарыктандырылган лупаны колдонуп жатам (сүрөттөрдү кара). Мен Aoyue ширетүүчү аппаратын колдоном, ошондуктан температураны көзөмөлдөп, ширетүү учтарын тандай алам.

Мунун баары менен бирге, мен GPS модулунун казыктарын жана u.fl антеннанын туташтыргычын ширетүүдө көп көйгөйлөргө туш болдум. Ошондой эле, мен тешиктерди бургулоо үчүн Dremel-клондун куралын колдоном. Мен эч качан түз тешик жасай албайм, бирок, бактыга жараша, баары иштей алды.

Айтмакчы, мен SMD 0805 феррит мончокторуна заказ бергем, бирок аларды дагы күткөн эмесмин. Ошол эле учурда, мен иштеши үчүн контактыларга зым коштум. Феррит мончогу чиптин GPS чипиндеги чууну азайтууга тийиш.

3 -кадам: MicroSD Card Reader

Макул, GPS абдан жакшы иштеди, бирок ал эмне болуп жатканын көрүү үчүн компьютерге байланганда гана иштеди. Пайдалуу болуу үчүн мага дисплей же микро SD карта сыяктуу компьютерге байланган эмес нерсе керек. Азырынча GPS маалыматын сактагым келди. Adafruitте 3,5 дюймдук дисплей жана RTC картасы сыяктуу microSD карталары бар FeatherWings бар. Бирок мен FeatherWingsти жыйнагым келбеди, ошондуктан microSD схемасын RTC картасынан көчүрүп, өзүмдүкүн жасадым.

Башка FeatherWingди жыйнагым келбегендиктен, мен муну GPS ПКБга тиркөө планын ойлоп таптым. Район абдан жөнөкөй болгондуктан, мен аны беш колодка менен жасадым, ошондуктан бул ПКБга жана GPS тактама зымдарды туташтыра алам.

MyDataLogger.zip

Муну тиркөө үчүн, мен аны GPS ПКБмдын астына коюп, кээ бир зымга оролгон зымдарга кошуп, GPS ПКБга туташтырдым. Кээ бирөөлөр үчүн баштыктын төөнөгүчтөрүндөгү изоляциянын бир бөлүгүн кесип таштадым, ошондуктан M4expressке ПХБнын орнотулушуна тоскоолдук кылбастан зымдарды эрите алчумун. Сиз муну сүрөттөн көрө алышыңыз керек. Анан эки картаны кылдаттык менен чапташ үчүн Gorilla клейин колдондум. Gorilla Glue кеңейген сайын өтө этият болуңуз.

МАСЕЛЕЛЕР: Ооба, бул чындыгында microSD карталары менен. Мен ebayден microSD карталарын заказ кылдым. Мен жөнөкөй microSD карталар менен microSDHC карталарынын ортосунда айырма бар экенин билдим. Биринчиден, мен сыяктуу кээ бир эски адаптерлер (балким) HC версияларын окуй алышпайт. Экинчиден, microSDHC версиялары 4gBдан 32gB чейин. MicroSDXC деп аталган дагы бир версиясы бар, 64gB жана андан чоңураак. Ооба, мен 64gB карталарды алдым, бирок аларды адаптерлерим менен окуй алган жокмун. Мен эмне болгонун түшүнө алган жокмун. Бирок айырмачылыктар жөнүндө билгенден кийин, менин адаптерлерим HC версиясын окуй албайт деп ойлодум, бирок кийинки изилдөөлөр HC версиясы 32gB максималдуу экенин жана сүрөттө көрсөтүлгөндөй, алар microSDHC 64gB деп белгиленген. Ал тургай, Кингстон бул жасалма деп айтылат. Мен сатуучу менен байланыштым, ал дароо акчамды кайтарып берди. Жасалма microSD карталары тууралуу Интернеттен көп нерсени таба аласыз.

Эми алар жасалма болсо да, бул иштебейт дегенди билдирбейт. Мен HC карталарын окуй ала турган жаңы адаптерлерди күтүп жатам, мен HC карталарына буйрутма бердим.

4 -кадам: GPS антеннасы

Дагы бир карыя кырсык. Ошентип, мен ebay/Aliexpressтен u.fl адаптерине активдүү GPS антеннасын жана RP-SMA заказ кылдым. Баса, менде бул адаптерлердин бири бар экенин унутуп койгом. Баары бир, мен акыры антеннаны алдым жана адаптерге туура келбеди. Азыр, менин оюмча, бул кытайлык жеткирүүчүлөрдүн көбү эмнени сатып жатканын түшүнүшпөйт. Мисалы, көптөр антенналардагы туташтыргычтарды аныкташпайт, кээ бирлери сүрөттөрдө так көрсөтүшпөйт. Менин оюмча, меники туташтыргычты абдан жакшы көрсөттү, бирок аны аныктаган жок. Ооба, кээ бир изилдөөлөрдөн кийин, мен аны (MCX туташтыргычы) аныктадым. Кандай болбосун, мен башка антеннага заказ кылдым, акыры аны алдым, ал да туура келбеди. Мен дагы бир жолу ойлойм, бул негизинен менин күнөөм, бирок SMA менен RP-SMA эркек-ургаачы жана плагиндер менен джектердин ортосунда башаламандык көп.

Жыйынтык азыр менде өзүнчө иштеген антенна жок.

ЭСКЕРТҮҮ: Adafruit жана менин GPS тактасындагы u.fl туташтыргычтары абдан морт жана байланышты физикалык жактан чыңдоо сунушталат.

5 -кадам: Бардыгын бириктирүү

Adafruit M4expressти кантип алуу боюнча эң сонун окуу куралдары бар, ал Arduino менен иштейт.

Менин Arduino эскизим тиркелет:

GPSDatalogger.zip

Ал төмөнкүлөрдү аткарат:

MicroSD картасындагы data.nmea деп аталган файлга GPS саптарын жазат

Мүнөттө бир жолу ал убакыт, #спутниктер, сигналдын сапаты, misc.txt деп аталган файлга ылдамдык сыяктуу башка маалыматтарды жазат. Мен кээ бир өзгөртүүлөрдү жасадым, болжол менен Mountain Standard убактысына жана түйүндөрүнө мильге.

Эки файл тең текст файлдары.

Баса, мен Circuit Python менен бир нерселерди жасоого аракет кылдым. Мен мисалдарды иштете алдым, бирок GPS модулуна буйруктарды жөнөтүүдө кандайдыр бир кыйынчылыктар болгон окшойт. Келечекте кайра келиши мүмкүн.

6 -кадам: Колдонуу

GPSтер жайгашкан жерди эсептөө үчүн эфемерис маалыматы жана альманах деген нерсени колдонушат. Биринчи жолу иштетилгенде, бул маалыматты иштетүү үчүн бир аз убакыт талап кылынат. Бул бир нече мүнөткө созулушу мүмкүн. MTK3339 GPS модулунда бул маалыматты сактоо үчүн батарейкасы бар. Мен бул кандайча иштээрин дагы эле болжоп жатам, бирок менин жөө жүрүшкө 5 мүнөт калганда, мен M4express/GPSти microSD картасыз компьютерге туташтырам. Качан мен кетүүгө даярданып жатканымда, мен аны сууруп, microSD картасын салып, батарея менен кубаттанып, өчүрүп салам.

Көйгөй: Менимче, мен M4express модулумдун бирин статикалык электр менен бузуп алдым. Ал компьютерге туташтырылганда, заряддын абалынын диоду өчүп күйөт. (M4expressте LiPo батареяны заряддагыч схемасы бар). Ооба, мен текшерип көрбөсөм да, заряддагыч схема иштебей жатат деп ойлойм. Кандай болбосун, жарк эткен LEDдан тышкары, ал компьютерде да, батареянын кубатында да жакшы иштейт окшойт, андыктан мен аны менен жашайм.

Google Earth Pro

Себептердин бири, мен nmea файлын Google Earth Pro менен колдоно алгыдай кылып жасадым. Мен microSD картасын GPS модулунан чыгарып, адаптерлеримдин бирине сайып, компьютериме туташтырам.

Колдонуу үчүн Google Earth Pro'ду баштаңыз, [FILE] (АЧУУ) тандаңыз. Файл кутусунун жанында файлдардын түрлөрү үчүн тандоо бар. [GPS] тандаңыз. Data.nmea файлын табуу жана аны ачуу үчүн карап чыгыңыз.

Башка терезе ачылат. Мен KML тректерин түзүүнү, KML LineStrings түзүүнү, бийиктикти жердин бийиктигине тууралоону тандап алам.

Биринчи мисал үлгүнү көрсөтөт. Көк сызык атуу жаңылыш маалыматтар, балким ызы -чуу.

Экинчи мисалда чоң темир сарай бар. Көк тректерде адатта саякаттын багытын көрсөткөн жебелер болот, бирок сарайдын айланасында алар аянттарга бурулат. Мен бул сигналдын жоголушу деп ойлойм, анткени биз сарайдан өтпөдүк, бирок сарайдын үстү менен бардык.

Misc.txt Excel тарабынан үтүр менен ажыратылган файл (же текст файлы) катары окулушу мүмкүн. Айдоо учурунда машинада тартылган мисал үчүн тиркелгенди караңыз.

Мен байкаган нерселер: Latitude жана Longitude көптөгөн ондук сандарга туура келгенин билбейм. Ылдамдык иштеп жатат окшойт. Адатта, менин сейилдөөмдө, Спутниктер 10дун тегерегинде, машинада 7 болчу, анткени металл чатырдан бери. Унаада HDOP машинада жогору көрүндү. Сейилдөөдө ал 1ге жакын же төмөн болгон (жакшы).

Мен Ангелди түшүнбөйм. Latitude ошол бойдон калганда, бурч 66 эмес, 0, 90, 180 же 270 болмок деп ойлойм.

Жыйынтыктар: Бул абдан жакшы иштейт окшойт. Менимче, M4express мен көнгөн Atmega328sке караганда алда канча тезирээк. Бул, балким, NMEA тректеринин айрым катачылыктарынан бир секундадагы үлгүлөрдүн ылдамдыгын бузбастан, чуу чыпкалоону жасай алат. Балким убара кылбайм. Келечектеги долбоорлорумдун бири - талаалары көп болгон фермердик өлкөдө жашаган "геодезия" жасоо. Кээде талаада канча гектар бар экенин билгим келет. Мен, кыязы, ошол тиркеме үчүн 3.5”сенсордук экраным менен GPSти колдоно алмакмын.

Ошондой эле тышкы антеннанын чоң айырмасы бар экенин көргүңүз келет. Менин кээ бир NMEA тректерим алар турган жерде эмес экенин байкадым.

Баса, MTK3339 uBlox сыяктуу башка GPSтерге караганда так эмес.

Дагы бир долбоор - мен L80 GPS модулдарын сатып алдым, алар MTK3339га караганда арзаныраак окшойт, бирок негизинен ошол эле нерсе болушу керек. Балким алар клондор? Мен үчүн бир чоң артыкчылык, аларда иштөө бир кыйла оңой болгон казандарда 0.1”боштук бар.