Arduino GPS Logger: 6 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Nais mo na bang i-log ang iyong mga coordinate at suriin ang iyong ruta sa isang mapa? Suriin ang ruta ng kotse o trak? Kita ang pagsubaybay sa iyong bisikleta pagkatapos ng mahabang paglalakbay? (O maniktik sa y̶o̶u̶r̶ ̶w̶i̶f̶e isang taong gumagamit ng iyong kotse?:)) Posible ang lahat sa tulong ng maliit na aparatong ito. Ito ay tinatawag na isang GPS logger, hindi isang tracker ng GPS, dahil wala kang pagkakataon na suriin ito habang naglalakbay. Ang data ay nai-save sa isang SD card at maaari mong suriin ang iyong paglalakbay pagkatapos.

Ang aparato ay isang maliit na kahon ng plastik na may Arduino sa loob. Gumagamit ang Nano ng isang module ng GPS upang subaybayan ang posisyon nito at isang SD card upang i-log ito. Mayroon ding isang maliit na RGB LED para sa feedback. Kung pamilyar ka sa mga bagay na ginamit, magagawa mo ang aparatong ito sa isang oras. Magsusulat ako ng isang hakbang-hakbang na itinuturo sa pagbuo kaya't magsimula tayo.

Karaniwan kong ginagamit ang pariralang 'SD card' habang nagtuturo ngunit ang talagang ibig kong sabihin ay isang micro SD card.

Alam ko na ang sinuman ay maaaring gumamit ng isang smartphone upang magawa ito, ngunit nasaan ang kasiyahan doon?

PS: Tiwala akong nagtitiwala sa aking asawa (sa ngayon:))

Mga gamit

Mga bagay na kakailanganin mo:

• Katugmang board ng Arduino Nano
• Module ng GPS (U-blox NEO 6M na may UART)
• Module ng SD card
• SD card
• RGB LED (opsyonal, ngunit napaka kapaki-pakinabang)
• Ang mga resistor para sa LED (3 piraso ng humigit-kumulang na 330 Ohm, ay maaaring maging 1K na may mataas na intensity LEDs)
• Maliit na kahon ng plastik
• Konektor ng DC
• 12V Car rokok lighter plug (opsyonal)

Mga tool:

• Panghinang at bakalang panghinang
• Pangunahing mga tool
• Electric drill
• Double sided tape o mainit na pandikit (Halika, lahat ay gusto ng mainit na pandikit)
• Ang PC upang iprograma ang Arduino

Hakbang 1: I-drill ang Kahon

Nakalulungkot na hindi ako nagmamay-ari ng isang 3D printer, kaya kailangan kong mag-order ng isang maliit na enclosure ng plastik mula sa Tsina at mag-drill ng mga butas dito. Ang kahon ay kailangang maliit, ngunit sapat na malaki upang magkasya ang lahat ng mga electronics sa loob. Kung tipunin mo ang mga sangkap ay tiyak na mapagtanto mo kung gaano kalaki ito. Nag-order ako ng 5 maliit na itim na enclosure, dahil kailangan ko rin ang ilan sa mga ito para sa isa pang proyekto. Ang casing ay hindi dapat metal, dahil ang module ng GPS ay hindi magagawang subaybayan ang anumang mga satellite ng GPS.

Kakailanganin mo ng dalawang butas. Isa para sa konektor ng DC at isa para sa LED. Kung nais mong hindi gumamit ng isang LED, malinaw na kailangan mong mag-drill ng isang butas. Para sa aking konektor sa DC, kailangan ko ng isang butas na 8mm, at para sa LED na isang 5mm na butas.

Hakbang 2: Paghihinang

Kung ang iyong Nano ay dumating nang walang mga solder na header, maaari mong solder ang mga ito sa lugar o iwanan ito tulad nito, kaya't ito ay talagang flat. Kung pipiliin mong hindi gamitin ang mga header, maghinang ng mga bahagi sa Arduino sa hakbang sa Pagkonekta ng mga bagay. Kung gagamitin mo ang Nano kasama ang mga header ng lalaki, maghinang na mga header na babae sa mga wire. Maaaring gusto mong gumamit ng mga heatshrink tubes upang maayos ang insulate ng lahat.

Kung pinili mong gumamit ng isang RGB LED tulad ng ginawa ko, kakailanganin mong maghinang ang mga resistors sa mga cathode. Gumagamit ako ng isang karaniwang uri ng anode ng LED. (Kung gumagamit ka ng isang karaniwang uri ng cathode, dapat mong solder ang mga resistors sa mga anode, baguhin ang code at ikonekta ito sa GND sa halip na 5V.)

Ang NEO-6M GPS module ay mayroong 4 na konektor. Gagamitin lamang namin ang 3 sa kanila, VCC, GND at Tx. Gumagamit ang module ng GPS ng serial na komunikasyon at gagamitin namin ang serial ng software upang mabasa ito. Ang VCC ay pupunta sa 5V, GND sa GND at Tx sa Arduino pin D9.

Ang module ng micro SD card ay mayroong 6 na konektor. Gumagamit ito ng komunikasyon sa SPI. Ang Arduino D11 ay pupunta sa MOSI, D12 sa MISO, D13 sa SCK at D4 sa Chip Select o CS.

Kailangan mo ng dalawang wires para sa konektor ng DC. Ang isa ay para sa GND at ang isa pa para sa 5-12V DC. Maaari kang gumamit ng iba't ibang mga power supply upang mapagana ang aparato. Maaari mong gamitin ang isang 12V car cigarette plug (hindi 24V trak ng sigarilyo plug), 2 o 3 cell na baterya ng LiPo, 5V power bank o anumang nagbibigay sa iyo ng 5-12V DC.

Hakbang 3: Programming

Maaari mong gamitin ang aking sketch upang i-log ang posisyon ng aparato o maaari mong isulat ang iyong sarili.

Kung pipiliin mong gamitin ang aking sketch, kakailanganin mong i-download ang program code at ang library ng SdFat. I-extract ang mga file at ilipat ang mga folder sa iyong Arduino folder. Ang folder ng SdFat ay papunta sa folder ng mga aklatan.

I-plug ang iyong Arduino sa iyong PC. Tiyaking mayroon ka ng lahat ng kinakailangang mga driver. Sa Arduino IDE piliin ang iyong board at ang naaangkop na port. Buksan ang proyekto, pindutin ang upload at manalangin. Kung maayos ang lahat, wala kang mga error at handa nang gamitin ang iyong GPS logger firmware.

Hindi mo kailangang lumikha ng file ng log nang manu-mano, lilikha ang programa ng isa, kung nakakita ito ng walang log.txt sa SD card.

Hakbang 4: Pagkonekta ng mga Bagay

Dapat mong gawin ang mga koneksyon tulad ng nakasulat sa ibaba. Makakatulong ang mga larawan. Siguraduhin na magkaroon ng mga ligtas na contact, dahil ang aparato ay maaaring makakuha ng mga shocks o iling sa panahon ng pagsakay.

Ikonekta ang LED Anode sa Arduino 5V, PULA sa D3, GREEN sa D5 at BLUE sa D6. Maaari kang gumamit ng iba pang mga pin kung nais mo, ngunit tandaan, na kailangan mo ring baguhin ang mga kahulugan sa code ng programa.

Ikonekta ang GPS VCC sa Arduino 5V, GND sa GND at Tx sa D9.

Ikonekta ang SD module MOSI sa Arduino D11, MISO sa D12, SCK sa D13 at CS sa D4. Hindi mo maaaring gamitin ang iba pang mga pin para sa mga koneksyon na ito, ang nag-iisa lamang na variable ay ang CS, na kailangan mong baguhin sa code ng programa.

Ikonekta ang GND ng konektor ng DC sa Arduino GND. Ikonekta ang 5-12V ng konektor ng DC sa Arduino VIN. Huwag ikonekta ito sa 5V!

Pinapayuhan na i-mount ang lahat ng mga bahagi sa base ng enclosure upang maalis ang tuktok. (Na-secure ko ang lahat sa itaas upang madali kong ma-access ang SD card. Ang tanging bagay sa base ay ang konektor ng DC. Hindi ito magiging isang problema sa isang pasadyang dinisenyo 3D na naka-print na enclosure.)

Maaari kang gumamit ng dobleng panig na tape o mainit na pandikit. Maaari mo ring i-secure ang mga module na may maliit na bolts.

Hakbang 5: Pagsubok at Mapa

Upang subukan ang aparato, kailangan mo itong i-power up. Sasabihin sa iyo ng LED LED tungkol sa katayuan ng aparato. Maaaring mangailangan ito ng ilang minuto (lalo na ang unang pagkakataon) upang subaybayan ang sapat na mga satellite. Kapag nakakita na ito ng sapat na mga satellite, ang oras at posisyon ay mai-log sa micro SD card, at maghihintay ang programa ng 20 segundo. Maaari mong sabihin ito sa pamamagitan ng LED. Ito ay magiging berde sa isang talagang maikling panahon, pagkatapos ay asul. Maaari kang maglibot sa aking code, kung ang agwat ng pag-log ay masyadong maikli para sa iyo (itakda ang kahulugan ng oras ng pagtulog tulad ng ninanais sa milliseconds). Kung ang aparato ay walang nakikita na mga satellite, ang LED ay mag-flash RED. Kung nakakita ito ng ilan, ngunit hindi sapat, mag-flash ito ng DILAW. Ang aparato ay mag-log lamang ng posisyon kung subaybayan nito ang higit pa, sa 5 mga satellite at ang kalidad ng data na iniulat ng GPS ay 1. Ito ay mag-log ang petsa, oras, longitude, latitude, bilis, kalidad ng data at ang bilang ng mga sinusubaybayang satellite. Kung walang koneksyon sa SD card o hindi ito nakita, ang LED ay mag-flash sa mga PULANG at BLUE ilaw.

Upang makita ang iyong ruta sa mapa, kailangan mo ng data mula sa micro SD card. Kailangan mong kopyahin ang nilalaman ng txt log file at i-paste ito upang mag-excel. Kakailanganin mong kopyahin ang mga haligi ng longitude at latitude ng iyong worksheet.

I-paste ang data sa website na ito upang makita ang mga resulta:

www.gpsvisualizer.com/map_input?form=data

Kailangan mong i-uncheck ang pagpipiliang 'Buksan sa bagong window'. Maaari itong magbigay ng isang babala tungkol sa data, ngunit huwag mag-alala, gagana ito. Pindutin ang pindutang 'Iguhit ang mapa' na totoong mabilis at mahirap at mayroon ka nito.

Hakbang 6: Tapos Na at Mga Tala

Tapos ka na! C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶h̶s̶u̶a̶t̶i̶o̶n̶! ̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶s̶u̶l̶a̶t̶i̶o̶n̶! ̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶! Grats!

Mga Tala:

• Ang koneksyon sa GPS ay nangangailangan ng kaunting oras upang maitaguyod
• Mas mabilis ito kung susubukan mo ito sa bukas na hangin, ngunit gumagana rin ito sa mga kotse at trak
• Huwag gumamit ng higit sa 12V upang mapagana ang aparato
• Ang LED feedback ay opsyonal
• Ang data ng petsa at oras ay maaaring masira, kung saan ang mga espesyal na character ay lilitaw sa posisyon ng mga sira na character. Nagpapadala ang module ng GPS ng sira na data, kaya't hindi ako makahanap ng isang solusyon.
• Huwag tumingin nang direkta sa pagtatapos ng pagpapatakbo ng aparato
• Huwag ilubog ang aparato sa likido, kahit na bahagyang

Kapag pinapagana ang aparato mula sa 12V sa loob ng mahabang panahon, ang regulator ng boltahe sa Arduino ay maaaring maging mainit. Wala ito sa hindi gumagana na setting ng mainit na saklaw, ngunit sa saklaw ng hottothetouchbutitshouldbeokay. Ang paggamit ng higit sa 12V ay maaaring makapinsala sa onboard voltage regulator.

Handa ka na ngayong gamitin ang maliit na gadget na ito upang mag-log sa iyong paglalakbay at mapa ito habang nagkakaroon ng cake. Kapag tapos ka na, sasabihin kong: Hindi makapaniwala! Ikaw, Pangalan ng Paksa Dito, dapat ay ang pagmamataas ng Paksa ng Pinagmulan Dito.