Pag-save ng Power GPS Gamit ang E-Ink Display: 4 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Tuwing tag-araw ay naglalakad ako sa mga malalayong lokasyon. Minsan, kapag ang track ay malabo o mawala man, kailangan kong gamitin ang GPS ng aking telepono upang makuha ang aking mga coordinate at pagkatapos ay suriin ang aking posisyon sa isang mapa ng papel (madalas na wala akong signal kaya sapilitan ang mga mapa ng papel). Upang mai-save ang baterya ng aking telepono nagpasya akong bumuo ng isang aparato na may mababang lakas na GPS batay sa arduino at paggamit ng isang E-Ink display. Ang isang display na E-Ink ay nangangailangan lamang ng lakas upang maipalabas ang screen, samakatuwid ito ay angkop para sa mga aparatong nagse-save ng enerhiya.

Ano ang prinsipyo ng GPS na ito?

I-on mo ang GPS sa pamamagitan ng pagpindot sa isang pindutan ng push, ipinapakita ng display ang iyong lokasyon, altitude at bilang ng mga satellite na ginamit upang makalkula ang iyong lokasyon at pagkatapos ay awtomatikong mag-shut down upang mai-save ang baterya. Salamat sa display ng E-Ink, mananatili sa iyong screen ang iyong lokasyon kahit na naka-off ang GPS. Maaari mong baguhin ang sistema ng mga coordinate na ginamit ng GPS (longitude / latitude sa decimal degree, UTM system at mga variant nito …) gamit ang mga push button, upang magamit mo ito sa mga mapa mula sa iba't ibang mga bansa.

Natutunan ko ang napakaraming mga bagay sa panahon ng maliit na proyekto na ito at inaasahan kong magkakaroon ka ng mas masaya tulad ng ginawa ko ito!

Pagwawaksi:

Ako ay may sapat na kumpiyansa sa pagbuo na ito upang magamit ko ito sa aking susunod na mga paglalakad, gayunpaman palagi kong may aking telepono bilang isang backup na GPS. Kung hindi ka sigurado tungkol sa kung ano ang iyong ginagawa ipinapayo ko sa iyo na bumili ng isang komersyal na GPS sa halip na bumuo ng isa sa iyong sarili. Hinihimok kita na suriin ang circuit at ang code nang mag-isa at hindi ako maaaring managot kung ang GPS na iyong itinayo alinsunod sa itinuro na ito ay nabigo sa iyo

Isa pang bagay: ang GPS na ito ay hindi gagana sa Norway at ang Svalbard sa UTM mode. Sa katunayan, ang grid ng UTM ay hindi idinisenyo sa parehong paraan sa mga lugar na ito kumpara sa natitirang bahagi ng mundo at hindi ko na maisama ang pagiging tiyak na ito sa arduino dahil sa mga hadlang sa memorya …

Mga gamit

- 1 x Arduino Nano

- 1 x Ublox-6m module ng GPS

- 1 x E-Ink display kasama ang module nito. Ginamit ko ang isang ito:

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

- 1 x 18650 na baterya ng Li-Ion (mga 2000mah dapat ay sapat)

- 1 x 18650 na may hawak ng baterya

- 1 x module ng pagsingil at proteksyon para sa mga baterya ng Li-Ion batay sa isang TP4056 na tulad nito:

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

- 1 x dalawang posisyon na lumipat (ang uri na ON / OFF)

- 3 x maliit na switch ng push button

- 1 x 1 MΩ risistor

- 1 x Pangkalahatang layunin N channel mosfet (Inihaw ko ang isa mula sa isang yunit ng suplay ng kuryente sa computer)

- 1 x Stripboard

- Mga wire

- 1 x Breadboard para sa prototyping

Hakbang 1: Prototyping ang GPS

Una sa lahat kailangan mong tipunin ang aparato sa isang breadboard upang subukan ang mga bahagi at ang arduino code.

Pagpapatakbo ng GPS

Upang mapalakas ang aparato Gumamit ako ng Li-Ion 18650 na baterya na 2000 mah. Ang ganitong uri ng mga pangangailangan ng baterya, tulad ng mga baterya ng Li-Po, upang singilin at maalis sa isang kontroladong pamamaraan. Ang pagsingil sa iyo ng baterya sa maling paraan ay maaaring mag-apoy o sumabog din tulad ng isang Li-Po! Upang masingil ito gamit ang isang klasikong charger ng telepono kailangan mong gumamit ng isang module na batay sa TP4056.

Sa unang hakbang na ito kailangan mo lamang maghinang ng positibo (pula) na kawad mula sa may hawak ng baterya hanggang sa B + sa module at sa negatibong (itim) na kawad mula sa may hawak ng baterya hanggang sa B-. Pagkatapos ay kailangan mong maghinang ng mga wire sa OUT + at OUT- sa modyul, makakonekta sila sa paglaon sa aparato.

MAHALAGA: Kapag nakumpleto na ang aparato kakailanganin nating i-plug ang arduino sa computer, kapag ginagawa ito ay TUNAY NA MAHALAGANG TANGGALIN ANG BATTERY MULA SA DEVICE, kung hindi man ay may peligro na ang arduino ay magsisimulang singilin ang baterya sa isang maling paraan at mayroong, muli, isang peligro na masunog ito.

Mga kable na bagay sa pisara

Ang susunod na hakbang ay maaaring maging medyo nakakalito: kailangan mong i-wire ang lahat sa breadboard upang tumugma ito sa eskematiko sa itaas.

Isang maliit na tip: kunin ang maximum na puwang na magagamit sa iyong breadboard, at… maglaan ng oras;)

Hakbang 2: I-upload ang Code

Ngayon ay oras na upang i-upload ang code sa arduino!

Siguraduhin muna na ang baterya ay nakuha mula sa may hawak ng baterya, pagkatapos ay i-plug ang arduino sa computer, i-upload ang nakalakip na arduino code at i-unplug ang arduino. Maaari mo ring ilagay sa wakas ang baterya sa aparato.

Kung mayroon kang anumang katanungan tungkol sa code, huwag mag-atubiling tanungin sila sa seksyon ng komento sa ibaba!:)

Hakbang 3: Gawin Ito

Hayaan mo akong ipaliwanag kung paano talaga gumagana ang GPS na ito:

Kapag naitulak mo ang pindutan na nag-uugnay sa lupa at + 5V na mga pin mula sa arduino nang halos 3 segundo ang GPS ay nagtaas ng bota.

Maaaring mag-boot ang GPS sa dalawang magkakaibang mga mode: ang mode ng pagsasaayos at ang aktwal na mode na GPS. Upang mapili ang mode kung saan ka mag-boot up kailangan mong baguhin ang posisyon ng dalawang posisyon na switch na konektado sa pagitan ng A0 at ng lupa.

Mode ng pag-configure: Sa mode na ito maaari kang pumili kung ipinapakita ng GPS ang iyong lokasyon (latitude, longitude, altitude at bilang ng mga satellite na ginamit upang makalkula ang iyong lokasyon) sa decimal degree o kung nais mong ipakita ang iyong lokasyon (silangan, silangan, altitude, zone at bilang ng mga satellite na ginamit upang makalkula ang iyong lokasyon) na inaasahang sa UTM grid (o anumang variant nito tulad ng makikita natin sa paglaon). Upang lumipat sa pagitan ng Easting / Northing at Latitude / Longitude mode pindutin lamang ang pindutan ng push na kumokonekta sa A1 sa lupa hanggang sa ipakita ang display na "MODE: E / N" (para sa Easting / Northing) o "MODE: L / L" (para sa Latitude / Longhitud).

Kung nais mo ang iyong mga coordinate sa decimal degree pagkatapos piliin ang "L / L" mode at pagkatapos ay ibalik ang dalawang posisyon switch sa GPS mode. Ang iyong mga setting ay nai-save na ngayon sa memorya ng arduino at ang aparato ay makakasabay sa mga satellite at ipapakita ang iyong posisyon, ang altitude at ang bilang ng mga satellite na ginamit upang makalkula ang iyong lokasyon. Mag-ingat: kailangan mong nasa labas o malapit sa isang window upang payagan ang GPS na marinig ang mga satellite! Pagkatapos ay awtomatikong patay ang aparato upang mai-save ang baterya.

Upang makita ang iyong posisyon sa isang mapa maaari mong gamitin ang iyong mga coordinate sa mga tuntunin ng Easting at Northing. Ang sistemang ito ay talagang isang projection ng iyong mga coordinate sa GPS sa isang grid. Karamihan sa mga oras na ang mapa ay magtatapos sa sistema ng UTM, ngunit ang ilang mga bansa ay gumagamit ng isang pagkakaiba-iba ng sistemang ito samakatuwid kailangan mong magtakda ng isa pang parameter upang pumili sa pagitan ng sistema ng UTM at ng iba ng iyong mapa.

Upang makita ang sistema ng iyong mapa madalas mong suriin ang maliliit na mga banal na kasulatan sa isang sulok nito. Kung ang iyong mapa ay nasa sistema ng UTM pagkatapos ay parametrize ang GPS ay prangka: pindutin lamang ang pindutan ng push na kumokonekta sa A2 sa lupa upang ipakita ang screen na "ZONE: AUTO".

Sa maraming mga bansa ang mga mapa ay nasa isang lokal na pagkakaiba-iba ng sistema ng UTM: halimbawa sa Sweden ang mga mapa ay madalas na nasa sistema ng SWEREF 99 TM. Gumagamit ang sistemang ito ng parehong projection ng system ng UTM sa zone 33 ngunit pinalawak sa buong bansa! Nangangahulugan ito na kung gagamit ka ng isang mapa sa SWEREF 99 TM kakailanganin mong ayusin ang zone ng GPS sa 33 nang manu-mano. Upang magawa ito, pindutin ang push button na kumokonekta sa A2 sa lupa hanggang sa maipakita ang display na "ZONE: AUTO" at pagkatapos ay pindutin ang push button na kumokonekta sa A1 sa lupa hanggang sa ipakita ang display na "ZONE: 33". Katulad nito, sa Pinlandes karamihan sa mga mapa ay gumagamit ng sistema ng ETRS-TM35 na kung saan ay ang sistema ng UTM sa zone 35 na pinalawak sa buong bansa (samakatuwid magkakaroon ka dito upang piliin ang "ZONE: 35"). Maraming mga bansa ang may ganitong uri ng mga pagkakaiba-iba ng system ng UTM.

Sa sandaling naayos mo nang tama ang GPS lamang ibalik ang dalawang switch ng posisyon sa mode na GPS, ang iyong mga setting ay nai-save na ngayon at ang aparato ay makakasabay sa mga satellite, ipakita ang iyong posisyon at isara.

GPS mode:

Ang aparato ay mag-boot up at direktang ipakita ang iyong mga posisyon ayon sa mga parameter na nakaimbak sa memorya nito. Kapag na-print na ang posisyon ang aparato ay isasara mismo mismo upang mai-save ang baterya.

Hakbang 4: Paghinang ng mga Bahagi sa isang Strip Board at Ipunin ang Device

Ngayon na gumagana ang lahat, maghinang ng mga sangkap sa stripboard ayon sa eskematiko. Maaari kang magsimula mula sa kung paano mo inayos ang mga bahagi sa stripboad bilang isang panimulang punto para sa disenyo ng stripboard. Huwag mag-atubiling i-gasgas ang tanso mula sa ilang mga guhit upang makagawa ng isang mas compact circuit.

Mahalaga: Huwag kalimutang alisin ang tanso sa mga pin ng arduino;)

Panghuli, idikit ang screen, ang may hawak ng baterya at ang antena ng module ng GPS sa stripboard na may mainit na pandikit. Gumamit ng insulate electrical tape kung kinakailangan upang maiwasan ang mga maikling circuit.

Upang makumpleto ang aparato mayroon ka na ngayong dalawang mga pagpipilian: maaari kang maghanap sa online para sa isang plastic box na angkop sa sukat ng iyong natapos na GPS (kakailanganin mong i-cut ang mga butas para sa screen, ang mga pindutan ng push, ang switch at ang micro Pag-input ng USB charger) o maaari mong 3D-print ang isang plastic case na perpektong nababagay sa iyong build.