Wireless GPS Data Logger para sa Wildlife: 9 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Sa itinuturo na ito, ipapakita namin sa iyo kung paano gumawa ng isang maliit at murang Arduino batay sa data logger ng GPS, na may kakayahang wireless!

Ang paggamit ng telemetry upang pag-aralan ang paggalaw ng wildlife ay maaaring maging isang napakahalagang tool para sa mga biologist. Maaari nitong sabihin sa iyo kung saan nakatira ang mga hayop, kung saan sila nagpapakain at kung gaano kalayo ang kanilang paglalakbay bawat araw. Ginagamit ng mga biologist ang impormasyong ito upang makatulong na makatipid ng mga hayop at kanilang kapaligiran.

Ginamit namin ang data logger na ito sa mga flying-fox (tinatawag ding fruit bats) at kasama ang iba pa, natuklasan na ang mga flying-fox ay lumilipad ng higit sa 40 km bawat gabi, na bumabalik sa feed sa parehong puno.

Ang logger ng data na ito:

• ay may isang wireless range na higit sa 2 km
• isang buhay ng baterya na higit sa 2 linggo (gamit ang baterya na inilarawan sa Mga Materyales at Tool)
• nagpapadala ng kasalukuyang lokasyon nito sa isang 'heart beat' tuwing 5 minuto
• maaaring mag-imbak ng 100 mga lokasyon sa EEPROM nito
• at maaaring magpadala o 'magtapon' ng data na ito sa iyong tatanggap araw-araw o kapag iniutos

Sa pamamagitan ng pagbuo ng isang maliit at murang halaga ng Arduino batay sa data logger ng GPS, na may kakayahang wireless, binigyan namin ang mga mag-aaral, mamamayan ng siyentipiko at mga pangkat ng pamayanan ng mga kagamitang kinakailangan upang pag-aralan ang paggalaw ng kanilang lokal na wildlife.

Hakbang 1: Mga Materyales at Tool

Upang maitaguyod ito ay kakailanganin mong ayusin ang puwang ng iyong mga gumagawa, tipunin ang mga materyales (sa ibaba) at isaksak ang iyong soldering iron! Kung hindi mo alam kung aling dulo ng iron ang nag-iinit (pahiwatig: ito ang puntong dulo) kung gayon marahil ay maaari kang makahanap ng isang kaibigan na tumutulong sa iyo!

1 x Arduino Pro Mini 328 - 3.3V / 8MHz

1 x GTOP LadyBird 1 (PA6H) Module ng GPS

2 x HM-TRP 433Mhz RF FSK Transceiver

Dito sa Australia ginagamit namin ang 433Mhz, ito ay magagamit sa mga amateurs sa ilalim ng Lisensya ng Klase sa Radiocommunications (Mababang Mga Potensyal na Pagkagambala) 2015. Depende sa iyong lokasyon na maaaring kailanganin mong gumamit ng isang transceiver na tumatakbo sa isa pang dalas! Subukan ang HM-TRP 868Mhz RF FSK Transceiver o ang HM-TRP 915Mhz RF FSK Transceiver.

1 x Lithium AXIAL 1 / 2AA 3.6v Baterya

1 x 10k Ohm 0.5 Watt Metal Film Resistors - Pack ng 8

Hakbang 2: Magsimula Sa isang Arduino Pro Mini

1. Paghinang ng mga pin ng header sa board
2. Alisin ang pindutan ng pag-reset

Tingnan ang imahe sa itaas para sa ilang mga tip!

Hakbang 3: Pag-kable sa Module ng GPS sa Arduino Board

Sundin kasama ang mga imahe sa itaas

Pamilyar ang iyong sarili sa sheet ng data ng GPS, o maaari mo lamang itong pakpak!

1. Maghinang ng isang haba ng pulang kawad papunta sa pin 4 ng module ng GPS (VBACKUP)
2. Maghinang ng isang haba ng itim na kawad papunta sa pin 12 ng module ng GPS (GND)
3. Gamit ang double sided tape, ilakip ang GPS sa ilalim ng Arduino board
4. Tiklupin ang itim na kawad sa ilalim ng board ng Arduino at maghinang sa GND (sa tabi ng RAW!)
5. Itulak ang isang risistor leg sa pamamagitan ng pin 9 ng Arduino board at solder sa pin 1 ng module ng GPS
6. Gupitin at tiklop ang risistor binti pababa sa mga pin 9, 8, 7 at 6 at panghinang
7. Tiklupin ang pulang kawad sa tuktok ng Arduino board at solder papunta sa VCC
8. Itulak ang isang risistor leg sa pamamagitan ng mga pin 5 at 4 ng Arduino board at solder sa pin 9 at 10 ng module ng GPS
9. Gupitin ang antas ng mga risistor binti sa board ng Arduino at panghinang

Ang iyong module ng GPS ay handa na para sa pagsubok!

Hakbang 4: Pagsubok sa Modyul ng GPS

Palaging isang magandang ideya na subukan ang iyong module ng GPS bago ka magpatuloy.

1. I-install ang Arduino IDE sa iyong computer
2. I-upload ang code sa ibaba sa data logger gamit ang isang FTDI breakout - 3.3V
3. Buksan ang Serial Monitor sa Arduino IDE, dapat mo na ngayong makita ang data na ipinapadala mula sa iyong module ng GPS patungo sa Arduino board
4. Maaari mo ring gamitin ang iba pang software tulad ng u-center upang mabasa ang data ng GPS at bigyan ka ng iba pang impormasyon, tulad ng kung gaano karaming mga satellite ang nakikita at ang kawastuhan ng iyong data ng lokasyon!

Huwag kalimutan, maaaring kailanganin mong lumabas upang ang module ng GPS ay maaaring pumili ng mga signal mula sa mga satellite!

Hakbang 5: Pagpunta sa Wireless

Tingnan ang sheet ng data para sa transceiver na ito. Ano ang isang matalino na maliit na board, nagpapadala ng hanggang sa isang 60 mW Xbee Pro na may wire antena ngunit gumagamit ng mas kaunting kasalukuyang kaya ang aming baterya ay magtatagal!

1. Maghinang ng isang 10K risistor sa tuktok ng board ng transceiver sa pagitan ng VCC at I-ENABLE, hihilahin nito ang MAANGANG mataas para sa pagtulog, hikab !!!
2. Maghinang ng isang haba ng kawad sa ilalim ng board ng transceiver sa pagitan ng VCC at CONFIG, hihilahin nito ang CONFIG mataas para sa pakikipag-usap
3. Maglagay ng ilang insulate tape sa gilid ng module ng GPS, pipigilan nito ang board ng transceiver mula sa pag-ikli sa gilid ng kaso ng module ng GPS
4. Maghinang ng isa pang haba ng pulang kawad sa VCC, dilaw sa TX, itim sa GND, puti sa RX at asul upang PAGPATAYAN
5. Ilagay ang board ng transceiver sa natitirang piraso ng double sided tape
6. Hilahin ang pulang kawad sa ilalim ng Arduino board at maghinang sa VCC
7. Una hilahin ang itim na kawad sa resistor pagkatapos ay pababa sa ilalim ng Arduino board, solder sa GND
8. Pagkatapos dilaw sa pin 2, puti sa pin 3 at asul upang i-pin ang A2

Ano ang isang pagsisikap. Magaling, ang iyong pagkuha doon!

Hakbang 6: Kakailanganin mo ang isang Tagatanggap

Walang gaanong punto sa pagkakaroon ng isang wireless GPS data logger kung wala kang isang tatanggap, at hindi ito mas madali kaysa sa pag-set up na ito!

1. Grab ang iyong pangalawang transceiver, nakakuha ka ng dalawa, tama!
2. Maghinang ng isang haba ng pulang kawad sa pagitan ng VCC at CONFIG
3. Maghinang ng isang haba ng itim na kawad sa pagitan ng GND at paganahin
4. Maghinang ng isa pang haba ng pulang kawad sa VCC, itim sa GND, dilaw sa TX at puti sa RX
5. Ngayon maglagay ng ilang mga header pin sa FTDI breakout
6. Paghinang ng pulang kawad sa VCC, itim na kawad sa GND, dilaw sa RX at puti sa TX (tingnan kung paano namin nabaligtad ang mga wires na kumokonekta sa TX at RX, nakakalito, nakakalito, tama!)

Ngayon handa na kami para sa ilang wireless na komunikasyon!

Hakbang 7: Isang Tala sa Mga Antenna

Ginagawa ng mga antena ang lahat ng pagkakaiba, ngunit sa wildlife, ilang beses na kailangan nating panatilihing maliit.

Ang pinakamahusay na antena para sa iyong data logger at tatanggap ay isang dipole antena, simple, maghinang ka ng 173 mm haba ng kawad sa ANT pin sa transceiver at isang hiwalay na 173 mm haba ng kawad sa pin ng GND. Ang kumbinasyon na ito ay magbibigay sa amin ng isang linya ng saklaw ng paningin ng higit sa 2 km.

Minsan hindi ka maaaring magkaroon ng mga wires na nakabitin, wildlife sa pangkalahatan ay may malaking ngipin at makagat at ngumunguya at sisirain ang mga antena o kahit mga data logger! Upang maitago ang iyong mga antena maaari mong i-roll up ang mga ito, ito ay tinatawag na isang helical o spring antena. Simpleng balot ng iyong kawad sa isang maliit na distornilyador, magsimula sa dulo at igulong ito patungo sa iyong transceiver.

P. S. alam mo ba kung ano pa ang gumagawa ng isang mahusay na antena, isang namumuno sa wire wire. Pangkalahatan ang mga ito ay gawa sa tinirintas na bakal na bakal na may isang patong na plastik, labis na malakas at napaka-kakayahang umangkop. Mahusay para magamit sa wildlife na maaaring gumagapang sa ilalim o paligid ng halaman.

Hakbang 8: Pagsubok sa Mga Radyo

1. I-upload ang code sa ibaba sa data logger gamit ang isang FTDI breakout - 3.3V
2. Alisin ang data logger mula sa breakout ng FTDI at i-power up ang data logger gamit ang iyong baterya o anumang iba pang 3.3 v supply ng kuryente, + sa VCC at - sa GND
3. Ipasok ang iyong tatanggap sa FTDI breakout (karaniwang dapat mong alisin ang FTDI breakout mula sa iyong computer USB port bago baguhin ang mga peripheral)
4. Simulan ang Arduino IDE at buksan ang iyong Serial Monitor
5. Itakda ang Serial Monitor sa 9600 bps at 'Walang linya na nagtatapos'
6. I-type ang 'tx' at mag-click sa Ipadala
7. Dapat kang makatanggap ng isang mensahe mula sa logger ng data ng GPS na nagsasabing 'TEST OK!"

Hakbang 9: Pag-deploy ng Iyong Wireless GPS Data Logger

Iyon lang, kumpleto na ang pagsubok, i-upload na ngayon ang code sa ibaba gamit ang Arduino IDE at ang iyong FTDI breakout at iyong tapos na! Mayroon ka na ngayong isang wireless GPS data logger para magamit sa wildlife.

Kilalanin ang iyong logger ng data bago mo i-deploy ito, alamin na makinig para sa pintig ng puso gamit ang iyong receiver at Serial Monitor (magkakaroon ng bawat 5 minuto at huwag kalimutan ang data logger ay kailangang nasa labas). Kapag natanggap mo ang pintig ng puso mayroon kang 5 segundo upang mai-type ang 'tx' at mag-click sa Ipadala, pagkatapos ang lahat ng data ay 'itatapon' sa iyong screen, kopyahin lamang at i-paste sa iyong mapiling software na iyong pinili.

Pamilyar sa code, maaari mo itong baguhin upang gawin ang nais mo. Pagsubaybay sa isang oso, mabuti kung bakit hindi gumamit ng isang mas malaking baterya at makatanggap ng pintig ng puso bawat minuto!

Hindi ko sasabihin sa iyo kung paano i-pack ang iyong data logger o kung paano ito ilakip sa iyong wildlife, para sa iyo at sa iyong komite sa etika na magpasya! Sasabihin ko sa iyo na simpleng isinama namin ang aming mga logger ng data na may pag-urong ng init, maaari mong 'pot' ang mga ito sa epoxy kung nais mo ang isang bagay na mas matibay!

Ang isang malaking sigaw sa lahat ng mga tao na tumulong sa akin sa mga ito sa paglipas ng mga taon at pinakamahusay na kapalaran sa iyong wireless GPS data logger!

Unang Gantimpala sa Wireless Contest

Unang Gantimpala sa Arduino Contest 2017