Жабайы табиғатқа арналған сымсыз GPS деректерді тіркеуші: 9 қадам (суреттермен)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2025-01-23 14:51

Бұл нұсқаулықта біз сізге сымсыз мүмкіндігі бар Arduino негізіндегі шағын және арзан GPS деректерді тіркеушіні қалай жасау керектігін көрсетеміз!

Жабайы табиғаттың қозғалысын зерттеу үшін телеметрияны қолдану биологтар үшін өте маңызды құрал бола алады. Ол сізге жануарлардың қайда өмір сүретінін, қайда қоректенетінін және күн сайын қанша жол жүргенін айта алады. Содан кейін биологтар бұл ақпаратты жануарлар мен олардың ортасын сақтауға көмектеседі.

Біз бұл деректерді тіркеушіні ұшатын түлкілерге (жеміс жарғанақтары деп те атайды) қолдандық және басқалармен бірге ұшатын түлкілер әр түнде 40 км-ден астам қашықтықта ұшатынын, сол ағаштан жем алуға оралатынын анықтадық.

Бұл деректерді тіркеуші:

• сымсыз байланыс қашықтығы 2 км -ден асады
• батареяның қызмет ету мерзімі 2 аптадан асады (материалдар мен құралдарда сипатталған батареяны қолдана отырып)
• ол өзінің орналасқан жерін әр 5 минут сайын «жүрек соғуымен» жібереді
• EEPROM -да 100 орынды сақтай алады
• және бұл деректерді қабылдағышқа күнделікті немесе бұйырған кезде жіберуі немесе «төгуі» мүмкін

Ардуиноға негізделген шағын және қымбат емес GPS деректерді тіркеушіні жасай отырып, сымсыз байланыс мүмкіндігі бар, біз студенттерге, ғалым ғалымдарға және қоғамдастық топтарына жергілікті жабайы табиғаттың қозғалысын зерттеуге қажетті құрал -жабдықтар бердік.

1 -қадам: материалдар мен құралдар

Бұл нұсқаулықты құру үшін сізге өндірушілердің кеңістігін жинау, материалдарды жинау (төменде) және дәнекерлеу үтікті қосу қажет! Егер сіз үтіктің қай шеті қызып кететінін білмесеңіз (бұл ұшы), онда сізге көмектесетін дос табу керек шығар!

1 x Arduino Pro Mini 328 - 3,3 В/8 МГц

1 x GTOP LadyBird 1 (PA6H) GPS модулі

2 x HM-TRP 433Mhz RF FSK қабылдағыш

Мұнда біз Австралияда 433 МГц жиілігін қолданамыз, ол әуесқойларға 2015 жылы радио байланыс (төмен интерференциялы потенциалды құрылғылар) санатындағы лицензия бойынша беріледі. Орналасқан жеріңізге байланысты басқа жиілікте жұмыс істейтін трансиверді пайдалану қажет болуы мүмкін! HM-TRP 868Mhz RF FSK трансиверін немесе HM-TRP 915Mhz RF FSK трансиверін қолданып көріңіз.

1 x Литий AXIAL 1/2AA 3.6v батареясы

1 x 10к Ом 0,5 Ватт металл пленкалы резисторлар - 8 пакет

2 -қадам: Arduino Pro Mini -ден бастаңыз

1. Тақырыпқа түйреуіштерді дәнекерлеңіз
2. Қалпына келтіру түймесін алып тастаңыз

Кейбір кеңестер алу үшін жоғарыдағы суретті қараңыз!

3 -қадам: GPS модулін Arduino тақтасына қосу

Жоғарыдағы суреттермен бірге жүріңіз

GPS деректер парағымен таныс болыңыз, әйтпесе сіз оны қанаттандыра аласыз!

1. Қызыл сымның ұзындығын GPS модулінің 4 түйрегіне дәнекерлеңіз (VBACKUP)
2. Қара модульдің ұзындығын GPS модулінің (GND) 12 істігіне дәнекерлеңіз
3. Екі жақты таспаны пайдаланып, GPS -ті Arduino тақтасының төменгі жағына бекітіңіз
4. Қара сымды Arduino тақтасының төменгі жағына бүктеп, дәнекерлеуді GND (RAW жанында!)
5. Резистордың аяғын Arduino тақтасының 9 -штыры арқылы итеріңіз және GPS модулінің 1 -штырына дәнекерлеңіз
6. Резистордың аяғын 9, 8, 7 және 6 түйреуіштерден қиып, бүктеп, дәнекерлеңіз
7. Қызыл сымды Arduino тақтасының жоғарғы жағына бүктеп, VCC -ге дәнекерлеңіз
8. Резистордың аяғын Arduino тақтасының 5 және 4 түйреуіштерінен итеріп, GPS модулінің 9 және 10 түйреуіштеріне дәнекерлеңіз.
9. Резистордың аяқтарын Arduino тақтасы мен дәнекерлеу арқылы тегістеңіз

GPS модулі тестілеуге дайын!

4 -қадам: GPS модулін тексеру

Жалғастырмас бұрын GPS модулін тексерген дұрыс.

1. Arduino IDE бағдарламасын компьютерге орнатыңыз
2. Төмендегі кодты FTDI үзілісі - 3.3В көмегімен деректерді тіркеушіге жүктеңіз
3. Arduino IDE -де сериялық мониторды ашыңыз, енді сіз GPS модулінен Arduino тақтасына жіберілетін деректерді көре аласыз.
4. Сондай-ақ, GPS деректерін оқу үшін u-center сияқты басқа бағдарламалық жасақтаманы қолдануға және сізге басқа спутниктердің көрінуі және орналасқан жеріңіз туралы деректердің дәлдігі сияқты басқа да ақпарат беруге болады!

Ұмытпаңыз, GPS модулі спутниктерден сигналдарды қабылдай алатындай көшеге шығу қажет болуы мүмкін!

5 -қадам: сымсыз байланыс

Бұл трансивердің деректер парағын қараңыз. Кішкентай ақылды тақта сымды антеннасы бар 60 мВт Xbee Pro -ға дейін жеткізеді, бірақ ток аз жұмсайды, сондықтан біздің батарея ұзақ қызмет етеді!

1. VCC мен ENABLE арасындағы трансиверлік тақтаның үстіне 10K резисторды дәнекерлеңіз, бұл ұйықтау үшін ЕҢБЕУЛІ тартады, есінеді !!!
2. VCC және CONFIG арасындағы трансиверлік тақтаның төменгі жағындағы сымның ұзындығын дәнекерлеңіз, бұл байланыс үшін CONFIG жоғары тартады.
3. GPS модулінің бүйіріне оқшаулағыш таспаны салыңыз, бұл трансиверлік тақтаның GPS модулінің корпусының бүйірінде қысқа тұйықталуына жол бермейді.
4. Басқа ұзындықтағы қызыл сымды VCC -ге, сарыдан TX -ке дейін, қара түстен GND -ге дейін, ақтан RX -ге дейін және көкке ENABLE үшін дәнекерлеңіз
5. Трансивер тақтасын екі жақты таспаның қалған бөлігіне қойыңыз
6. Қызыл сымды Arduino тақтасының астына тартыңыз да, дәнекерлеуді VCC -ге қосыңыз
7. Алдымен қара сымды резистордың үстіне, содан кейін Arduino тақтасының астына GND -ге дәнекерлеңіз
8. Содан кейін 2 түйреуішке сары, 3 түйреуішке ақ және A2 түйреуішке көк

Қандай талпыныс. Жарайсың, сен жетесің!

6 -қадам: Сізге қабылдағыш қажет

Егер сізде ресивер болмаса, сымсыз GPS деректерді тіркеушіге ие болудың қажеті жоқ, және бұл орнатудан оңай болмайды!

1. Екінші трансиверді алыңыз, сіз екеуін алдыңыз, дұрыс!
2. VCC және CONFIG арасындағы қызыл сымның ұзындығын дәнекерлеңіз
3. GND мен ENABLE арасындағы қара сымның ұзындығын дәнекерлеңіз
4. Басқа ұзындықтағы қызыл сымды VCC -ге, қара - GND -ге, сары - TX -ге, ақ - RX -ге дәнекерлеңіз
5. Енді FTDI үзілісіне бірнеше тақырып түйреуіштерін салыңыз
6. Қызыл сымды VCC -ге, қара сымды GND -ге, сарыға RX -ге және ақты TX -ке дәнекерлеңіз (TX пен RX байланыстыратын сымдарды қалай кері айналдырғанымызды қараңыз, қиын, күрделі, дұрыс!)

Енді біз сымсыз байланысқа дайынбыз!

7 -қадам: Антенналар туралы ескерту

Антенналар барлық айырмашылықты жасайды, бірақ жабайы табиғатта кейде оларды кішкентай ұстауға тура келеді.

Деректерді тіркеуші мен қабылдағыш үшін ең жақсы антенна - бұл дипольды антенна, сіз ұзындығы 173 мм болатын сымды ANT түйреуішіне және ұзындығы 173 мм болатын сымды GND түйреуішіне дәнекерлейсіз. Бұл комбинация бізге 2 км -ден астам қашықтықты көрсетеді.

Кейде сізде сымдар ілінбейді, жабайы жануарлардың тістері үлкен, олар антенналарды, тіпті деректерді тіркеушілерді тістеп, шайнап, бұзады! Антенналарды жасыру үшін оларды айналдыруға болады, бұл бұрандалы немесе серіппелі антенна деп аталады. Сымды кішкене бұрағышқа орап, соңынан бастап, оны трансиверге қарай айналдырыңыз.

P. S. Сіз білесіз бе, керемет антенна, балық аулау сымының көшбасшысы. Олар әдетте пластикалық жабындысы бар өрілген болат сымнан жасалған, өте берік және өте икемді. Өсімдіктердің астында немесе айналасында қозғалатын жабайы табиғатта қолдануға өте ыңғайлы.

8 -қадам: Радионы тексеру

1. Төмендегі кодты FTDI үзілісі - 3.3В көмегімен деректерді тіркеушіге жүктеңіз
2. Деректерді тіркеушіні FTDI үзілісінен алып тастаңыз және деректерді тіркеушіні батареямен немесе кез келген басқа 3,3 вольтты қуат көзімен, + VCC -ге және - GND -ге қосыңыз.
3. Қабылдағышты FTDI үзілісіне салыңыз (әдетте перифериялық қондырғыларды ауыстырмас бұрын компьютердің USB портынан FTDI үзілісін алып тастау керек)
4. Arduino IDE іске қосыңыз және сериялық мониторды ашыңыз
5. Сериялық мониторды 9600 bps және «Жолдың соңы жоқ» деп орнатыңыз
6. 'Tx' теріңіз және Жіберу түймесін басыңыз
7. Сіз GPS деректерді тіркеушіден «СЫНАУ ОК!» Деген хабарды алуыңыз керек.

9 -қадам: сымсыз GPS деректер тіркеушісін орналастыру

Міне, тестілеу аяқталды, енді төмендегі кодты Arduino IDE көмегімен және FTDI үзілісімен жүктеп салыңыз! Енді сізде жабайы табиғатта қолдануға арналған сымсыз GPS деректерді тіркеуші бар.

Деректерді тіркеу журналын қолданбас бұрын оны біліңіз, қабылдағыш пен сериялық монитордың көмегімен жүрек соғуын тыңдауды үйреніңіз (әр 5 минут сайын бір рет болады және деректерді тіркеуші сыртта болуы керек екенін ұмытпаңыз). Жүрек соғуын алғаннан кейін сізде «tx» теруге 5 секунд бар және «Жіберу» түймесін басыңыз, содан кейін барлық деректер экраныңызға «жіберіледі», тек көшіру және өзіңіз таңдаған бағдарламалық жасақтамаға қою.

Кодпен таныс болыңыз, оны өзіңіз қалаған нәрсені жасау үшін өзгертуге болады. Аюды қадағалау, неге үлкен аккумуляторды пайдаланып, минут сайын жүрек соғуын қабылдамасқа!

Мен сізге деректерді тіркеушіні қалай жинау керектігін немесе оны жабайы табиғатқа қалай бекіту керектігін айтпаймын, бұл сізге және сіздің этика комитетіне шешіледі! Мен сізге айтайын, біз деректерді тіркеушілерді жылуды қысқартып қойдық, егер сіз берік нәрсе алғыңыз келсе, оларды эпоксидті түрде «құюға» болады!

Бұл жылдар бойы маған көмектескен барлық адамдарға үлкен айқай және сымсыз GPS деректерді тіркеушіге сәттілік тілеймін!

Сымсыз байланыс байқауының бірінші жүлдесі

2017 жылғы Arduino байқауының бірінші жүлдесі