Қарт адам мен Arduino GPS: 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Бұл Lazy Old Geek (L. O. G.) бірнеше жыл бойы нұсқаулық жасай алмады. 70 жасында ми бұрынғыдай жұмыс істемейді және олар туралы жазуға тырыспай -ақ, үлкен жобаларға назар аудару қиын.

(Мен Arduino байқауына қатысамын.)

Бірақ менің сүйікті итім Сади мен CPAP машинасының көмегімен мен оны сынап көремін. Сэди-менің депрессияға қарсы әрекетім, менің көңіл-күйімді көтереді және біз әр таң сайын серуендейміз. Менің CPAP маған жақсы ұйықтауға көмектеседі, сондықтан сәл жақсы ойланыңыз.

GPS: Мен әрқашан GPS -ке қызығатынмын. Көптеген коммерциялық GPS тек 2-3 метрге дейін анықтай алады. Фермер болған менің немере ағам оның техникасы әлдеқайда жақсы жұмыс жасай алатынын айтады. Мен білемін, жергілікті фермерлердің бірі өзінің John Deere тракторларын пайдаланылатын GPS көмегімен борозда егін егу үшін пайдаланады.

Мен Интернетте көп уақыт өткіземін және сантиметрге дейін өлшеуге болатын GPS бағасы туралы оқимын! Керемет. Іс жүзінде маған бұл қажет емес. Мен серуендеуге шыққанда, мен қайда екенімді нақты білудің қажеті жоқ. Жол жүру кезінде мен смартфонды Android Auto көмегімен пайдаланып, қайда екенімді білемін.

Мен сонымен қатар техногымын, сондықтан әуесқойларға арналған GPS іздей бастадым. Ең танымалдардың бірі Adafruit Ultimate GPS болды.

www.adafruit.com/?q=ultimate

1 -қадам: адафрут қауырсыны

Adafruit Ultimate GPS нұсқаларының бірі - бұл Featherwing. Енді мен Adafruit Feather сериясы туралы ешқашан естімегенмін, сондықтан серфинг. Wow, Adafruit және Lady Ada Feather деп аталатын шағын платформаға негізделген микроконтроллерлер мен аксессуарлардың толық жиынтығын жасады. Arduinoites үшін бұл негізгі Arduino UNO платформасына ұқсас, бірақ кішірек және жаңартылған. Adafruit сонымен қатар Arduino бағдарламалық жасақтамасымен үйлесімді болу үшін барлық бағдарламалық жасақтаманы жасады.

Мен Adafruit пен Lady Ada -ның DIYers үшін жасаған жұмысын шынымен бағалаймын және маған Feather M4 Express ұнады:

www.adafruit.com/product/3857

16 мГц сағаты бар стандартты Arduino -дан айырмашылығы, ол 120 мГц сағаты бар өте жылдам. Бұл 3,3 В, бұл жаңа DIY электроникасының жаңа стандарты. Ол маған жақсы таныс Arduino -мен үйлесімді, сонымен қатар оны Circuit Python -да бағдарламалауға болады (Adafruit -тің Python -тың жеке нұсқасы). Мен қартайдым және жаңа нәрселерді үйренуге қиналамын, бірақ бұл маған бөлінуге мүмкіндік береді.

Мен ebay -де қолданылғанға тапсырыс бердім, сонымен қатар Mouser -ге тапсырыс бердім. Amazon, Mouser және DigiKey Adafruit өнімдерінің бір бөлігін алып жүреді. Мен оны Adafruit -тен тікелей сатып алғым келеді, бірақ ол кезде мен алғым келетін FeatherWings жоқ еді. Бұл жағдайда бір мезгілде көп тауарға тапсырыс беру арзанырақ болады, сондықтан жеткізу шығындарын көп төлеудің қажеті жоқ. Менің жағдайда, үш зат бір жеткізілімге қанша тұрады.

МӘСЕЛЕ: M4express -те JST2.0 батарея қосқышы. Ұзақ уақыт бұрын мен суреттегідей JST2.0 қуат қосқыштарын сатып алдым. Өкінішке орай, қызыл/қара M4express -ке қарама -қайшы, менде бұл полярлықты пайдаланатын көптеген батареялар мен жобалар бар.

О, жақсы. Коннектордан сымдарды алып тастау және олардың орнын ауыстыру оңай. Мен мұны бірнеше батареямен және бір LiPo зарядтағышымен жасадым. Мен оларға қызыл лак салдым, сондықтан оларды араластырмайды деп үміттенемін.

M4express үшін мен ұзын түйреуіштері бар әйел тақырыптарын қолдануды таңдадым. Суретті қараңыз. Бұл FeatherWings -ке менің GPS сияқты жоғарғы жағына қосуға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, M4express -ті мен сатып алған 3,5 дюймдік TFT сияқты FeatherWings -ке қосуға болады.

Бұл қосымшада түйреуіштер қолданылмайды, сондықтан менде кішкене протон тақтасы болды және оған M4express -ті қостым, сондықтан түйреуіштер ашық болмайды және мен оны алып жүргенде бүгіліп кетпейді.

2 -қадам: Менің GPS FeatherWing

Adafruit Ultimate GPS Featherwing

www.adafruit.com/product/3133

Adafruit -тің маған ұнайтын бір жақсы жері, олар өз өнімдерін құжаттай алады, менің ойымша, әуесқойлар өз өнімдерін жасай алады. Енді M4express -те SMD микроконтроллері бар, ол мен сияқты қарт адаммен жұмыс істеуге тым кішкентай, сондықтан мен оны жасамай -ақ, жұп сатып алдым. Бірақ FeatherWing Ultimate GPS сәл жақсырақ, сондықтан мен өзімді жасауға тырыстым. Мен Ebay немесе Aliexpress -тен MediaTek (GlobalTop) GPS MTK3339 модуліне тапсырыс бердім (есімде жоқ). Кейде ол LadyBird1 деп аталады.

Eagle Cadsoft (қазір, Autodesk) бағдарламалық жасақтамасын қолдана отырып, мен Adafruit схемасын көшіріп, оны өзгерттім. Біріншіден, мен тек бір жақты ПХД жасай аламын, екіншіден менде SMD компоненттері көп емес, сондықтан мен оны жеңілдеттім.

GPS_MTK3339.zip

Мен тонерді беру әдісімен ПХД жасадым:

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

МӘСЕЛЕЛЕР: Менің есімде, мен қартайдым, менде кейбір проблемалар бар. Көбінесе мен жақыннан көре алмаймын, сондықтан мен әуесқойлық құралдардың бірін және жарықтандырылған ұлғайтқышты қолданамын (суреттерді қараңыз), мен Aliexpress -тен алдым. Мен температураны бақылай алатын және дәнекерлеу кеңестерін таңдай алатын Aoyue дәнекерлегішті қолданамын.

Осының барлығында GPS модулінің түйреуіштері мен u.fl антеннасының қосқышын дәнекерлеуде көптеген қиындықтар болды. Сонымен қатар, мен тесіктерді бұрғылау үшін Dremel клонды құралын қолданамын. Мен ешқашан тікелей тесіктерді бұрғылай алмадым, бірақ бақытымызға орай, бәрін қалпына келтіре алдым.

Айтпақшы, мен SMD 0805 феррит моншақтарына тапсырыс бердім, бірақ оларды күтпедім. Бұл уақытта мен жұмыс істеу үшін контактілерді сыммен дәнекерледім. Феррит бисер GPS чипіне кернеу түйреуішіндегі шуды азайтады.

3 -қадам: MicroSD карта оқу құралы

Жақсы, сондықтан GPS өте жақсы жұмыс істеді, бірақ ол компьютерге қосылған кезде ғана жұмыс істеді, сондықтан сіз не болып жатқанын көре аласыз. Пайдалы болу үшін маған дисплей немесе micro SD картасы сияқты компьютермен байланыстырылмаған нәрсе қажет. Әзірге мен GPS ақпаратын сақтағым келді. Adafruit -те 3,5 дюймдік дисплей мен RTC картасы сияқты microSD карталары бар FeatherWings бар. Бірақ мен FeatherWings -ті жинағым келмеді, сондықтан мен microSD схемасын RTC картасынан көшірдім және өзім жасадым.

Мен басқа FeatherWing жинағым келмегендіктен, мен оны GPS ПХД -ге бекіту жоспарын ойлап таптым. Схема өте қарапайым болғандықтан, мен оны бес жастықшамен жасадым, осылайша мен осы ПХД мен GPS тақтасына сым қосуға болады.

MyDataLogger.zip

Осыны бекіту үшін мен оны GPS ПХД астына қойып, сымға оралған сымдарға дәнекерлеп, оларды GPS ПХД-ға қостым. Кейбіреулер үшін мен түйреуіштердегі оқшаулауды алып тастадым, сондықтан мен M4express -ке ПХД орнатуға кедергі келтірместен сымдарды дәнекерлей аламын. Сіз мұны суреттен көре аласыз. Содан кейін мен екі картаны мұқият жабыстыру үшін Gorilla желімін қолдандым. Горилла желімі кеңейген кезде өте абай болыңыз.

МӘСЕЛЕЛЕР: Бұл шын мәнінде microSD карталарына қатысты. Мен ebay -де microSD карталарына тапсырыс бердім. Мен қарапайым microSD карталар мен microSDHC карталарының айырмашылығы бар екенін білдім. Біріншіден, мен сияқты кейбір ескі адаптерлер HC нұсқаларын оқи алмайды. Екіншіден, microSDHC нұсқалары 4 ГБ -дан 32 ГБ дейін. MicroSDXC деп аталатын басқа нұсқасы бар, оның көлемі 64 Гб және одан үлкен. Мен 64 ГБ карталарды алдым, бірақ оларды адаптерлермен оқи алмадым. Мен не болғанын түсіне алмадым. Бірақ айырмашылықтар туралы білгеннен кейін, менің адаптерлер HC нұсқасын оқи алмайтын шығар деп ойладым, бірақ одан әрі зерттеулер HC нұсқасының максималды 32 ГБ екенін және суретте көрсетілгендей, олар microSDHC 64gB деп белгіленген. Тіпті, бұл Кингстонның жалған екенін айтады. Мен сатушыға хабарластым, ол ақшамды тез арада қайтарып берді. Сіз Интернетте жалған microSD карталары туралы көп нәрсені таба аласыз.

Енді олар жалған болса да, олар жұмыс істемейді дегенді білдірмейді. Мен HC карталарын оқи алатын бірнеше жаңа адаптерлерді күтемін, сонымен қатар мен HC карталарына тапсырыс бердім.

4 -қадам: GPS антеннасы

Қарияның тағы бір апаты. Мен ebay/Aliexpress-тен u.fl адаптеріне белсенді GPS антеннасы мен RP-SMA тапсырыс бердім. Айтпақшы, менде бұл адаптерлердің бірі бар екенін ұмытып кетіппін. Қалай болғанда да, мен антеннаға кірдім, ол адаптерге сәйкес келмеді. Менің ойымша, бұл қытайлық жеткізушілердің көбісі не сататынын түсінбейді. Мысалы, көптеген адамдар антенналардың қосқыштарын анықтамайды, ал кейбіреулері оны суретте де анық көрсетпейді. Менің ойымша, менде коннектор жақсы болды, бірақ оны анықтамады. Кейбір зерттеулерден кейін мен оны MCX қосқышы ретінде анықтадым деп ойлаймын. Қалай болғанда да, мен басқа антеннаға тапсырыс бердім, ақыры алдым, бірақ ол да сәйкес келмеді. Менің ойымша, бұл көбінесе менің кінәм, бірақ SMA мен RP-SMA ерлер мен әйелдердің арасында көптеген шатасулар бар, штепсельдер мен ұялар.

Дәл қазір менде бөлек жұмыс антеннасы жоқ.

ЕСКЕРТУ: Adafruit мен GPS тақтасындағы u.fl коннекторлары өте нәзік, сондықтан физикалық түрде қосылысты жеңілдету ұсынылады.

5 -қадам: Барлығын біріктіру

Adafruit -те M4express -ті Arduino -мен жұмыс жасау үшін қалай алуға болатыны туралы керемет оқулықтар бар.

Менің Arduino эскизі қоса берілген:

GPSDatalogger.zip

Ол келесі әрекеттерді орындайды:

MicroSD картасындағы data.nmea деп аталатын файлға GPS жолдарын жазады

Ол минутына бір рет уақыт, #жерсеріктер, сигнал сапасы, misc.txt деп аталатын файлға жылдамдық сияқты басқа да деректерді жазады. Мен кейбір стандартты уақытты, мысалы, Mountain Standard уақытына және түйіндерді мильге айналдыру сияқты өзгеріс енгіздім.

Екі файл да мәтіндік файл болып табылады.

Айтпақшы, мен Circuit Python -мен біраз нәрсе жасауға тырыстым. Мен мысалдарды орындай алдым, бірақ GPS модуліне командаларды жіберуде қиындықтар болды. Болашақта қайта қаралуы мүмкін.

6 -қадам: Қолдану

GPS орналасуды есептеу үшін эфемеридтер мен альманах деп аталатын нәрсені пайдаланады. Бірінші рет қосылған кезде, бұл ақпаратты өңдеуге біраз уақыт кетеді. Бұл бірнеше минутты алуы мүмкін. MTK3339 GPS модулінде бұл ақпаратты сақтау үшін резервтік батарея бар. Мен бұл қалай жұмыс істейтінін әлі де болжап отырмын, бірақ мен не істейтініміз біздің серуендеуге 5 минут қалғанда, мен M4express/GPS -ті microSD картасыз компьютерге қосамын. Мен кетуге дайындалып жатқанда, мен оны ажыратамын, microSD картасын салып, батареямен қуат алып, өшіремін.

Мәселе: Менің ойымша, мен M4express модульдерінің бірін статикалық электрмен зақымдап алдым. Ол компьютерге қосылған кезде зарядтау күйінің жарық диоды жыпылықтайды. (M4express -те LiPo зарядтағыш схемасы бар). Менің ойымша, зарядтағыш тізбегі жұмыс істемейді, бірақ мен оны тексермедім. Қалай болғанда да, жыпылықтайтын диодтан басқа, ол компьютерде де, батареяда да жақсы жұмыс істейтін сияқты, ол жыпылықтамайды, сондықтан мен онымен өмір сүремін.

Google Earth Pro

Мен Google Earth Pro -мен бірге пайдалана алатындай етіп nmea файлын құрудың бір себебі болды. Мен microSD картасын GPS модулінен шығарып алып, адаптерлерімнің біріне қосып, компьютерге қосамын.

Қолдану үшін Google Earth Pro бағдарламасын іске қосыңыз, [FILE] (OPEN) таңдаңыз. Файл жолағының жанында файл түрлерінің таңдауы бар. [GPS] таңдаңыз. Data.nmea файлын тауып, оны ашу үшін шолыңыз.

Басқа терезе ашылады. Мен барлық KML жолдарын құру, KML LineStrings құру, биіктікті жер биіктігіне реттеу параметрлерін таңдаймын.

Бірінші мысал үлгіні көрсетеді. Көк сызықтың түсуі қате деректер, мүмкін шу.

Екінші мысалда үлкен металл қора бар. Көгілдір жолдарда әдетте бағытты көрсететін жебелер болады, бірақ сарайдың айналасында олар шаршыға бұрылады. Мен бұл сигналдың жоғалуы деп ойлаймын, өйткені біз сарайдан өтпедік, бірақ сарайдың жоғарғы жағымен жүрдік.

Misc.txt файлын Excel үтірмен бөлінген файл (немесе мәтіндік файл) ретінде оқи алады. Көлік жүргізу кезінде автокөлікте түсірілген мысалды тіркеуден қараңыз.

Мен байқаған жайт: ендікте және бойлықта ондық бөлшек көп, бірақ бұл қаншалықты дәл екенін білмейді. Жылдамдық жұмыс істейтін сияқты. Әдетте менің серуендерімде Жерсеріктер шамамен 10, ал көлікте 7 болды, өйткені металл шатырдың арқасында. Көліктегі HDOP көлікте жоғары болып көрінді. Серуенде ол шамамен 1 немесе одан төмен болды (жақсы).

Мен бұрышты түсінбеймін. Latitude өзгеріссіз қалғанда, бұрыш 66 емес, 0, 90, 180 немесе 270 болар еді деп ойлаймын.

Қорытынды: бұл өте жақсы жұмыс істейтін сияқты. Менің ойымша, M4express мен үйренген Atmega328 -ке қарағанда әлдеқайда жылдам. NMEA тректерінің кейбір қателіктерінен бір секундтық іріктеу мөлшерін бұзбай -ақ құтылу үшін, ол шуды сүзгіден өткізуі мүмкін. Мен мазаламайтын шығармын. Менің болашақ жобаларымның бірі - мен егістік алқаптары көп шаруа қожалығында өмір сүретін «сауалнама» жүргізу. Кейде мен егістікте қанша гектар жер бар екенін білгім келеді. Мүмкін, мен GPS -ті 3,5 дюймдік сенсорлық экранмен қолдана аламын.

Сондай -ақ, сыртқы антеннаның айырмашылығы бар -жоғын білгіңіз келеді. Мен NMEA -ның кейбір тректері қай жерде болмайтынын байқадым.

Айтпақшы, MTK3339 uBlox сияқты басқа GPS -тен дәл емес.

Тағы бір жоба - мен L80 GPS модульдерін сатып алдым, олар MTK3339 -ға қарағанда арзанырақ болып көрінеді, бірақ олар бірдей болуы керек. Мүмкін олар клондар шығар? Мен үшін бір үлкен артықшылығы - оларда түйреуіштерде 0,1 дюймдік интервал бар, олармен жұмыс істеу әлдеқайда жеңіл.