Pagsubaybay sa Ruta ng GPS V2: 4 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Proyekto: Pagsubaybay sa Ruta ng GPS V2

Petsa: Mayo - Hunyo 2020

UPDATE

Ang unang bersyon ng proyektong ito, habang gumagana ito sa prinsipyo, ay may isang bilang ng mga pagkakamali na kailangang ayusin. Una hindi ko nagustuhan ang kahon kaya pinalitan ko ito ng isa pa. Pangalawa ang mga kalkulasyon para sa bilis at distansya kung saan hindi tama. Ang mga karagdagang pagsubok sa patlang na may unit na inilagay sa loob ng isang sasakyan at pinapayagan na mapa ang ruta at pagkatapos ay ang mapa na naka-map na ito ay nai-map sa GPS Visualizer at Google Earth Pro na may mahusay na mga resulta kapwa sa mga term ng aktwal na mapa na naka-map at distansya na kinakalkula sinusukat laban sa opsyong "pinuno" sa Earth Pro

Bilang karagdagan ang circuitry ay na-update upang ang 18650 na baterya ay nagtustos ng kapangyarihan direkta sa board ng ESP32 DEV, habang ang unit ng NEO7M GSP ay direktang pinalakas mula sa module ng Step Down kaysa sa pamamagitan ng DEV board. Gumawa ito ng isang mas matatag na sistema. Sa pangkalahatan ay naayos ang software, kasama ang pagpipiliang Email at kasunod na koneksyon sa lokal na Router na naisagawa lamang kung ang yunit ay nakakita ng isang file o mga file na magagamit upang ipadala. Ang isang pangwakas na pagpapabuti ay upang baguhin ang "gps.location.isValid" na pagsubok sa "gps.location.isUpdated" tiniyak nito na na-update lamang ang mga lokasyon ng GPS kung saan naka-save sa loob ng file ng ruta, sa halip na maraming mga lokasyon ng GPS na ang bawat isa ay may parehong latitude at longitude

Mapapansin ko sa puntong ito na ito ang unang sistemang nakabatay sa GPS na aking nilikha, at ang mga kasunod na bersyon ay higit na papalitan ang mga mayroon nang mga kable sa isang board na batay sa PCB. Upang matiyak na ang lahat ng mga koneksyon sa kawad ay hindi mabibigo, sa panahon ng magaspang na paghawak, lahat ng mga koneksyon na ito ay nakadikit

Nai-update ko ang mga file ng ICO at Fritzing at nagdagdag ng mga bagong larawan upang maipakita ang mga pagbabagong nagawa ko

PAGTATAYA

Ang proyektong ito ay isang kumpletong pagbabago ng direksyon para sa akin, paglayo mula sa Nixie Clocks, at WiFi based Robots. Ang paggamit ng isang GPS na nakabatay sa Arduino module ay nakakaintriga sa akin ng ilang oras at dahil mayroon akong libreng oras na naghihintay para sa mga karagdagang bahagi para sa pangunahing proyekto na pinagtatrabahuhan ko rin, nagpasya akong bumuo ng isang aparato ng pagsubaybay sa Ruta ng GPS, pinapatakbo ng baterya, magaan ang timbang, portable, at magagawang ilipat ang impormasyon ng ruta nito alinman sa pamamagitan ng isang micro SD card o, kung magagamit ang isang WiFi network, sa pamamagitan ng E-Mail at isang nakalakip na file. Kinakailangan ng proyektong ito ang paggamit ng apat na mga sangkap na hindi ko nagamit dati, katulad ng isang 0.96 oLED na screen, SD-Card reader, GPS Module, at ang ESP32 Development Board. Ang pangwakas na sukat ng yunit, habang tiyak na portable, ay maaaring karagdagang bawasan, ng isang buong 25-50%, kung ang mga kable na ginamit ko ay pinalitan ng isang PCB board na direktang nakakabit sa ESP32 Development Board at ang 18650 na mga baterya at step-down module kung saan pinalitan ng angkop na Li-ion 5V na baterya pack.

Mga gamit

1. Lupon sa Pagpapaunlad ng ESP32

2. DS3231 RTC Clock na may backup ng baterya

3. Micro SD Card SPI based reader, na may 1GB micro SD Card

4. 0.96”oLED I2C batay sa screen

5. NEO-7M-0-000 GPS Module

6. 10uF capacitor

7. 2 x 10K resistors, 4.7K resistor

8. Bumaba ang transpormer ng DC-DC

9. 2 x 18650 na mga baterya

10. Dobleng may hawak ng baterya ng 18650

11. Single switch ng poste

12. Saglit na switch switch

13. 2 x 100mmx50mmx65mm mga kahon ng proyekto

14. Dupont wires, mainit na pandikit.

Hakbang 1: KONSTRUKSYON

Ang nakalakip na Fritzing diagram ay nagpapakita ng layout ng circuit. Ang dalawang 18650 na baterya at ang step-down module ay maaaring mapalitan ng isang Li-ion na baterya pack na nagbibigay ng 5V nang direkta. Inirerekumenda ko ang NEO-7M module na may pinagsamang SMA panlabas na antena plug na nagbibigay-daan sa iyo upang magdagdag ng isang simpleng piraso ng kawad na 30cm ang haba na kukunin ang impormasyon ng satellite, madalas na tumatagal ng ilang minuto pagkatapos na ang unit ay unang nakabukas. Ang mas mababa sa dalawang mga kahon ng proyekto ay may mga openings na ginawa para sa screen, antena ng GPS, switch, at SD-card, naglalaman din ito ng RTC na orasan, SD-Card reader, 0.96 oLED na screen, pindutan, module ng GPS, at PCB board. Ang itaas na kahon ng proyekto ay naglalaman ng board ng ESP32 Development, 18650 na baterya at may hawak ng baterya, module ng step-down, at isang solong pagbubukas para sa solong pol switch. Ang tuktok ng kahon ng proyekto na ito ay gaganapin sa lugar na may apat na counter sunk screws na maaaring alisin upang payagan ang dalawang 18650 na mga rechargeable na baterya na alisin, singilin, at pagkatapos ay palitan. Ang yunit ay hindi patunay sa tubig, subalit maaari itong gawin. Ang isang naaangkop na USB batay sa charger ng baterya ay maaari ding mai-install sa loob ng itaas na kahon ng proyekto, na may angkop na pagbubukas, upang payagan ang mga baterya sa loob na sisingilin nang hindi kinakailangan na alisin ang takip ng kahon. Habang ang module ng GPS ay maaaring magbigay ng oras at petsa, tulad ng nakuha mula sa satellite, nagpasya ako na ang lokal na oras at petsa ay magiging mas angkop kaya nagdagdag ako ng isang RTC module.

Ang ilan sa mga larawan ng konstruksyon ay nagpapakita ng maagang pag-unlad ng proyektong ito kung saan gumagamit ako ng isang board ng WeMos D1 R2 at isang simpleng 16x2 LED display, kapwa mga ito kung saan pinalitan sa huling bersyon.

Hakbang 2: SOFTWARE

Ang dahilan para sa lupon ng Arduino na nakabatay sa ESP32 ay pagkatapos ng ilang pagsasaliksik nalaman ko na ang ESP32 ay maaaring matagumpay na mag-e-mail sa isang G-Mail account, ang pagbibigay ng mga setting ng account ay binago upang payagan ang "hindi gaanong ligtas na mga E-Mail na matanggap", nangangailangan ito ng pagbabago sa mga setting ng G-Mail account. Upang ma-access ito, pumunta sa pagpipiliang menu na "Pamahalaan ang Google Account", pagkatapos ay piliin ang "Seguridad" at sa wakas mag-scroll pababa hanggang makita mo ang "Hindi gaanong ligtas na Pag-access sa app", buksan ang tampok na ito.

Kakailanganin mong i-download at mai-install ang sumusunod na isama ang mga file: TinyGPS ++. H, SoftwareSerial.h, "RTClib.h", "ESP32_MailClient.h", "SPIFFS.h", WiFiClient.h, math.h, Wire.h, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h, at Adafruit_SSD1306.h.

Ang programa ay binuo gamit ang bersyon 1.8.12 ng Arduino IDE, at ang napiling board ay ang "DOIT ESP32 DEVKIT V1".

Dahil sa laki ng programa hindi mo maaaring paunlarin ang program na ito sa isang Arduino UNO, din kapag nagda-download ng software, kinakailangan na alisin ang TX wire mula sa module ng GSP kung hindi man mabibigo ang pag-download. Ang isang 10uF capacitor ay naka-attach sa mga "EN" at "GND" na mga pin ng board ng ESP32 upang hindi kinakailangan para sa pindutang "EN" na mapindot sa bawat oras na mai-download ang isang bagong programa ng software.

Ang Arduino software ay binuo upang payagan ang gumagamit ng system na magrekord ng isang ruta o mga ruta sa loob ng yunit at pagkatapos ay alisin ang SD-Card at i-upload ang mga ito sa pamamagitan ng isang PC based card reader, o upang piliin ang pagpipiliang menu ng E-Mail at magkaroon ng lahat ng mga file ng ruta na hawak sa yunit na ipinadala sa isang G-Mail account, isang ruta na nakakabit sa bawat E-Mail. Ang mga file ng ruta ay naka-format sa loob ng Unit at maaaring magkaroon ng anyo ng dalawang magkakaibang istilo, ang format na "GPX" na maaaring direktang matingnan sa pamamagitan ng paggamit ng "GPS Viewer" isang application ng google na magagamit nang walang bayad sa Internet, o "KML" format na maaaring direktang matingnan sa pamamagitan ng paggamit ng application na "Google Earth Pro" na magagamit upang mai-download mula sa Internet. Ang parehong application na ito ay maaari ring basahin at ipakita ang mga "GPX" batay sa mga file ng ruta. Ang parehong mga format ng file na ito ay malayang magagamit bilang mga format ng format ng file at maaaring matagpuan sa internet sa Wikipedia. Kapag naipadala na ang e-mail o e-mail ang yunit ay babalik sa pagsubaybay sa ruta, subalit mag-default ito sa format ng file ng GPX. Ginagamit ang push button upang piliin ang pagpipiliang E-Mail, piliin ang alinman sa GPX o format ng file ng KML, at upang simulan at itigil ang pagrekord ng ruta. Sa mode ng pagmamanman ng ruta ang oLED screen ay ipapakita ang longitude at latitude ng kasalukuyang posisyon at pagkatapos ay sa isang pangalawang screen ipakita ang kasalukuyang oras, petsa, altitude sa metro, bilang ng mga satellite na ginagamit, bilis sa Km, at sa wakas ay ibinigay ang kurso bilang isa ng mga kardinal na puntos ng kumpas. Habang sa mode ng pagrekord ng ruta ang screen ay ipapakita ang file ng ruta na binuksan nito, pagkatapos bilang karagdagan sa dalawang naunang inilarawan na mga screen isang ikatlong screen ang ipapakita kung aling mga detalye ang ginamit na file ng ruta, ang bilang ng mga waypoint na naitala nito, at sa wakas ang distansya na sumasakop sa Km.

Ipinapakita ng mga sumusunod na imahe kung paano ang mga e-mail, nilikha at ipinadala ng unit, ay natanggap at ipinapakita ng G-Mail.

Hakbang 3: KONKLUSYON

Marami akong natutunan mula sa pagbuo ng proyektong ito, subalit ang yunit na ito ay maaari lamang isaalang-alang na isang "back end" sa isang sistema batay sa App na kumukuha ng mga file na GPX o KML ay ipinapakita ang mga ito. Ang paggamit ng software ng third party ay isang katanggap-tanggap na kahalili sa karagdagang pagpapaunlad ng software na ito. Ang pagkakaroon ng pagpipiliang menu na "Mas Mababang Secure App" sa menu ng Pamamahala ng Google Account ay maaaring limitado dahil maaaring mangyari ang mga pagbabago sa Hunyo ng 2020, kung ito ang kaso kung gayon muling ididirekta ang e-mail sa isang kahaliling account ay maaaring kinakailangan o sa pamamagitan ng paggamit ng 586 port sa mail server.

Hakbang 4: Mga Format ng GPS at KML File

Ipinapakita ng sumusunod ang isang tipikal na nilalaman ng file para sa bawat uri ng file na nabubuo ng yunit, (ang mga halagang latitude at longitude ay hindi nagbabago nang malaki sa mga halimbawang ito dahil sa nakatigil ang unit). Ang parehong mga file ay naglalaman ng minimum na data ng header at footer na kinakailangan ng GPS Viewer at Google Earth pro upang magpakita ng isang simpleng itim na linya na ipinapakita ang ruta na kinuha:

Ang file ng KML:

Ang file na GPX: