Chol va Arduino GPS: 6 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Shunday qilib, bu Lazy Old Geek (L. O. G.) bir necha yil davomida ko'rsatma bera olmadi. 70 yoshda, miya avvalgidek ishlamaydi va ular haqida yozishga harakat qilmasdan, katta loyihalarga e'tibor qaratish qiyin.

(Men Arduino tanloviga ketyapman.)

Lekin mening mehribon itim Sadi va mening CPAP apparati yordamida men buni sinab ko'rmoqchiman. Sadi-mening ruhiy tushkunligimga qarshi, mening kayfiyatimni ko'taradi va biz har kuni ertalab yuramiz. Mening CPAP menga yaxshiroq uxlashga yordam beradi, shuning uchun biroz yaxshiroq o'ylang.

GPS: Xo'sh, men har doim GPS bilan qiziqardim. Ko'pgina tijorat GPS faqat 2-3 metrgacha aniqlay oladi. Mening amakivachcham, katta fermer, uning uskunasi ancha yaxshi ish qila oladi, deydi. Bilaman, mahalliy dehqonlardan biri o'zining John Deere traktoridan foydalanib, maxsus GPS yordamida jo'yaklarga ekin ekadi.

Men Internetda ko'p vaqt o'tkazaman va santimetrgacha o'lchanadigan GPS -lar haqida o'qiyapman! Ajoyib. Amaliy tomondan, bu menga umuman kerak emas. Men sayrga chiqqanimda, qaerdaligimni aniq bilishning hojati yo'q. Hatto yo'l safarlarida ham men o'zimni qayerda ekanligimni bildirish uchun Android Auto bilan smartfondan foydalanaman.

Lekin men ham texnologikman, shuning uchun men havaskorlar uchun GPS -larni ko'rishni boshladim. Eng mashhurlaridan biri Adafruit Ultimate GPS edi.

www.adafruit.com/?q=ultimate

1 -qadam: Adafruit patlari

Adafruit Ultimate GPS -ning versiyalaridan biri bu Featherwing. Endi men Adafruit Feather seriyasi haqida eshitmaganman, shuning uchun ko'proq bemaqsad. Vau, Adafruit va Lady Ada "Feather" deb nomlangan kichik platforma asosida mikrokontrolderlar va aksessuarlar to'plamini ishlab chiqdilar. Arduinoitlar uchun bu asosiy Arduino UNO platformasiga o'xshaydi, lekin kichikroq va yangilangan. Adafruit shuningdek, Arduino dasturiy ta'minotiga mos bo'lishi uchun barcha dasturiy ta'minotni ishlab chiqdi.

Men Adafruit va Lady Ada DIYers uchun qilgan ishlarini juda qadrlayman va menga Feather M4 Express juda yoqdi:

www.adafruit.com/product/3857

16 MGts chastotali standart Arduino -dan farqli o'laroq, u 120 MGts chastotali. Bu 3.3V - bu yangi DIY elektronikasining yangi standarti. Bu men yaxshi tanish bo'lgan Arduino bilan mos keladi va uni Circuit Python (Adafruit -ning Python -ning maxsus versiyasi) bilan ham dasturlash mumkin. Men qarib qoldim va yangi narsalarni o'rganishda qiynalayapman, lekin bu menga taraqqiyot imkoniyatini beradi.

Shunday qilib, men ebayda ishlatilgan narsaga buyurtma berdim va Mouserga ham buyurtma berdim. Amazon, Mouser va DigiKey Adafruit mahsulotlarining bir qismini olib yurishadi. Men uni to'g'ridan -to'g'ri Adafruit -dan sotib olishni xohlardim, lekin o'sha paytda ularda men xohlagan FeatherWings yo'q edi. Bunday holda, bir vaqtning o'zida ko'p narsalarni buyurtma qilish arzonroq bo'ladi, shuning uchun siz etkazib berish xarajatlarini to'lamaysiz. Mening holimda, uchta mahsulot bitta etkazib berish narxiga teng.

MUAMMO: M4express -dagi JST2.0 batareya ulagichi. Uzoq vaqt oldin men rasm kabi JST2.0 quvvat ulagichlarini sotib oldim. Afsuski, qizil/qora M4express ishlatadigan narsaga qarama -qarshidir va menda bu qutbni ishlatadigan ko'plab batareyalar va loyihalar bor.

Xo'sh. Ulagichdan simlarni olib tashlash va ularning o'rnini o'zgartirish juda oson. Shunday qilib, men buni bir nechta batareyalar va bitta LiPo zaryadlovchi bilan qildim. Men ularga qizil lak surtdim, umid qilamanki, ular aralashmaydi.

M4express uchun men uzun pinli ayol sarlavhalarini ishlatishni tanladim. Rasmga qarang. Bu FeatherWings -ga GPS kabi yuqori qismga ulanish imkonini berdi. Bundan tashqari, M4express -ni men sotib olgan 3,5 dyuymli TFT kabi FeatherWings -ga ulash mumkin.

Ushbu ilova uchun pinlar ishlatilmaydi, shuning uchun menda kichik Protoboard bor edi va M4express -ni manga uladim, shunda pinlar ochiq qolmaydi va uni olib yurganimda egilib qolmaydi.

2 -qadam: Mening GPS FeatherWing

Adafruit Ultimate GPS Featherwing

www.adafruit.com/product/3133

Adafruit -ning menga yoqadigan ajoyib tomoni shundaki, ular o'z mahsulotlarini hujjatlashtiradilar, menimcha, havaskorlar o'z mahsulotlarini qura oladilar. Endi M4express -da SMD mikrokontrolderi bor, u men kabi keksa odam bilan ishlash uchun juda kichkina, shuning uchun men ularni ishlab chiqarish o'rniga er -xotin sotib oldim. Ammo FeatherWing Ultimate GPS biroz yaxshiroq, shuning uchun men o'zimni ishlab chiqarishga harakat qildim. Shunday qilib, men Ebay yoki Aliexpress -dan MediaTek (GlobalTop) GPS MTK3339 moduliga buyurtma berdim (eslay olmayman). Ba'zan u LadyBird1 deb nomlanadi.

Shunday qilib, Eagle Cadsoft (hozir, Autodesk) dasturidan foydalanib, men Adafruit sxemasini ko'chirib, o'zgartirdim. Birinchidan, men faqat bir tomonlama PCBlar qila olaman, ikkinchidan, menda SMD komponentlari ko'p emas, shuning uchun men uni soddalashtirdim.

GPS_MTK3339.zip

Shunday qilib, men toner o'tkazish usuli yordamida tenglikni yaratdim:

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

MUAMMOLAR: Ba'zida eslaganimdek, men qarib qoldim va menda ba'zi muammolar bor. Ko'pincha men yaqinni ko'ra olmayapman, shuning uchun men Aliexpress -dan olgan sevimli mashg'ulot asboblaridan biri va yoritilgan kattalashtiruvchi oynadan foydalanaman (rasmlarga qarang). Men haroratni nazorat qilish va lehimlash bo'yicha maslahatlarni tanlash uchun Aoyue lehimlantiruvchi temirdan foydalanaman.

Bularning hammasi bo'lsa ham, GPS moduli pinlarini va u.fl antenna ulagichini lehimlashda juda ko'p muammolarga duch keldim. Bundan tashqari, men teshiklarni burg'ilash uchun Dremel-klon asbobidan foydalanaman. Men hech qachon to'g'ri teshiklarni burg'ilay olmayman, lekin baxtga ko'ra, hammasini ishlay oldim.

Aytgancha, men SMD 0805 ferritli boncuklarga buyurtma berdim, lekin ularni hech qachon kutishmagan. Bu orada men uning ishlashi uchun simlarni kontaktlarga payvandlab qo'ydim. Ferrit munchog'i GPS chipidagi kuchlanish pimidagi shovqinni kamaytirishi kerak.

3 -qadam: MicroSD kartani o'quvchi

OK, shuning uchun GPS juda yaxshi ishladi, lekin u faqat nima bo'lganini ko'rish uchun kompyuterga ulanganida ishladi. Foydali bo'lish uchun menga displey yoki micro SD karta kabi kompyuterga bog'lanmagan narsa kerak. Hozircha GPS ma'lumotlarini saqlamoqchi edim. Adafruit -da 3,5 dyuymli displey va RTC kartasi kabi microSD kartali FeatherWings mavjud. Ammo men FeatherWings -ni yig'ishni xohlamadim, shuning uchun microSD sxemasini RTC kartasidan ko'chirib, o'zim yaratdim.

Boshqa FeatherWing -ni yig'ishni xohlamaganim uchun, men buni GPS PCB -ga ulash rejasini tuzdim. O'chirish juda oddiy bo'lgani uchun, men uni beshta prokladkadan yasadim, shuning uchun simlarni ushbu PCB va GPS kartamga ulashim mumkin.

MyDataLogger.zip

Buni biriktirish uchun men uni GPS PCB tagiga qo'ydim, ba'zi simli simlarga lehimlab, ularni GPS PCB ga uladim. Ba'zilar uchun men sarg'ish pimlarning izolyatsiyasini kesib tashladim, shuning uchun men M4express -ga tenglikni o'rnatishga xalaqit bermasdan simlarni lehimlashim mumkin edi. Siz buni rasmda ko'rishingiz kerak. Keyin men ikkita kartani ehtiyotkorlik bilan yopishtirish uchun Gorilla elim ishlatdim. Gorilla elim kengaytirilganda juda ehtiyot bo'ling.

Muammolar: Bu aslida microSD kartalari bilan bog'liq. Men ebayda bir nechta microSD kartalarga buyurtma berdim. Men oddiy microSD va microSDHC kartalari o'rtasida farq borligini bilib oldim. Birinchidan, men kabi eski adapterlarning ba'zilari (ehtimol) HC versiyalarini o'qiy olmaydi. Ikkinchidan, microSDHC versiyalari 4 gigabaytdan 32 gigabaytgacha. MicroSDXC deb nomlangan yana bir versiya bor, uning hajmi 64 gb va undan katta. Xo'sh, men 64 gigabaytli kartalarni oldim, lekin ularni adapterlarim bilan o'qiy olmadim. Men nima noto'g'ri bo'lganini tushuna olmadim. Ammo farqlar haqida bilib, men adapterlar HC versiyasini o'qiy olmaydi deb o'yladim, lekin keyingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, HC versiyasi maksimal 32 gigabaytni tashkil qiladi va rasmda ko'rsatilishicha, ular microSDHC 64 gigabaytli. Hatto, bu Kingstonning soxta ekanligi aytiladi. Men sotuvchi bilan bog'landim va u darhol pulimni qaytarib berdi. Siz Internetda soxta microSD kartalar haqida ko'p narsalarni topishingiz mumkin.

Endi ular soxta bo'lsa ham, bu ular ishlamaydi degani emas. Men HC kartalarini o'qiy oladigan bir nechta yangi adapterlarni kutmoqdaman, bundan tashqari men har xil HC kartalariga buyurtma berdim.

4 -qadam: GPS antennasi

Yana bir cholning halokati. Men ebay/Aliexpress-dan u.fl adapteriga faol GPS antennasini va RP-SMA-ni buyurtma qildim. Aytgancha, menda bunday adapterlardan biri borligini unutgan edim. Yaxshiyamki, men nihoyat antennani oldim va u adapterga mos kelmadi. Menimcha, bu xitoylik etkazib beruvchilarning ko'pchiligi nima sotayotganlarini tushunishmaydi. Masalan, ko'pchilik antennadagi ulagichlarni aniqlamaydi va ba'zilari hatto rasmlarda aniq ko'rsatmaydi. O'ylaymanki, men olgan ulagichni juda yaxshi ko'rsatdi, lekin uni aniqlamadi. Xo'sh, ba'zi tadqiqotlardan so'ng, menimcha, men uni MCX ulagichi deb aniqladim. Yaxshiyamki, men boshqa antennaga buyurtma berdim va nihoyat oldim va u ham mos kelmadi. O'ylaymanki, bu asosan mening aybim, lekin SMA va RP-SMA erkak va urg'ochi, vilkalar va raz'em o'rtasida chalkashliklar ko'p.

Xulosa hozirda menda alohida ishlaydigan antenna yo'q.

OGOHLANTIRISH: Adafruit va mening GPS kartamdagi u.fl ulagichlari juda mo'rt va sizga ulanishni jismonan kuchaytirish tavsiya etiladi.

5 -qadam: Hammasini bir joyga to'plash

Adafruit -da M4express -ni Arduino bilan ishlash uchun qanday qilib olish mumkinligi haqida ajoyib darsliklar mavjud.

Mening Arduino eskizim biriktirilgan:

GPSDatalogger.zip

U quyidagilarni bajaradi:

MicroSD kartasidagi data.nmea deb nomlangan faylga GPS satrlarini yozadi

U bir daqiqada bir marta, vaqt, #sun'iy yo'ldosh, signal sifati, tezlik kabi boshqa ma'lumotlarni misc.txt deb nomlangan faylga yozadi. Men ba'zi standart o'zgarishlarni qildim, masalan, tog 'standart vaqtini va tugunlarni soatiga mil.

Ikkala fayl ham matnli fayllar.

Aytgancha, men Circuit Python bilan ba'zi narsalarni qilishga harakat qildim. Men misollarni ishga tushirishga muvaffaq bo'ldim, lekin GPS moduliga buyruqlar yuborishda muammoga duch keldim. Kelgusida yana qaytishi mumkin.

6 -qadam: Foydalanish

GPS -lar joylashuvni hisoblash uchun efemeris va almanax deb nomlangan narsadan foydalanadilar. Birinchi marta ishga tushirilganda, bu ma'lumotni qayta ishlash uchun biroz vaqt kerak bo'ladi. Bu bir necha daqiqa vaqt olishi mumkin. Xo'sh, MTK3339 GPS modulida bu ma'lumotni saqlash uchun zaxira batareyasi bor. Men bu qanday ishlashini hali ham taxmin qilyapman, lekin nima qilishim yurishdan 5 daqiqa oldin, men M4express/GPS -ni microSD kartasiz kompyuterga ulayman. Qachonki, men ketishga tayyor bo'lsam, uni ajratib qo'yaman, microSD kartasini va batareyasini quvvat manbaiga qo'yaman va o'chiraman.

Muammo: Menimcha, men M4express modullaridan biriga statik elektr bilan zarar etkazdim. Kompyuterga ulanganda, zaryadlash holati LED yonadi. (M4express LiPo zaryadlovchi zanjiriga ega). O'ylaymanki, zaryadlovchining sxemasi ishlamayapti, lekin men uni tekshirmaganman. Yaxshiyamki, miltillovchi LEDdan tashqari, u kompyuterda ham, batareyada ham yaxshi ishlaydi, u miltillamaydi, shuning uchun men u bilan yashayman.

Google Earth Pro

Nmea faylini Google Earth Pro -da ishlatishim uchun sabablardan biri. Men microSD kartani GPS modulidan olib tashlayman, adapterimdan biriga ulayman va kompyuterga ulayman.

Foydalanish uchun Google Earth Pro -ni ishga tushiring, [FILE] (OPEN) -ni tanlang. Fayl qutisi yonida fayl turlarini tanlash mumkin. [GPS] -ni tanlang. Data.nmea faylini toping va oching.

Boshqa oyna ochiladi. Men barcha KML treklarini yaratish, KML LineStrings yaratish, balandliklarni er balandligiga moslashtirishni tanlayman.

Birinchi misol namunani ko'rsatadi. Ko'k chiziq chizig'i noto'g'ri ma'lumotlar, ehtimol shovqin.

Ikkinchi misolda katta metall ombor mavjud. Moviy yo'llarda odatda yo'nalish ko'rsatiladigan o'qlar bor, lekin ombor atrofida ular kvadratlarga buriladi. O'ylaymanki, bu signalning yo'qolishi, chunki biz ombordan o'tmaganmiz, lekin omborning tepasidan o'tdik.

Misc.txt Excel tomonidan vergul bilan ajratilgan fayl (yoki matnli fayl) sifatida o'qilishi mumkin. Haydash paytida mashinada olingan misol uchun biriktirilgan qarang.

Men payqagan narsam shundaki, Kenglik va Uzunlik ko'p o'nli kasrlarda bo'lgan, bu qanchalik aniqligini bilmayman. Tezlik ishlayotganga o'xshaydi. Odatda, mening sayohatlarimda, yo'ldoshlar 10 ga yaqin, mashinada 7 ta edi, chunki metall tom tufayli. Mashinadagi HDOP mashinada balandroq bo'lib tuyuldi. Yurish paytida u taxminan 1 yoki undan pastroq edi (yaxshiroq).

Men burchakni tushunmayapman. Latitude bir xilda qolganda, menimcha, burchak 66 emas, 0, 90, 180 yoki 270 bo'ladi.

Xulosa: bu juda yaxshi ishlayotganga o'xshaydi. Menimcha, M4express men ishlatgan Atmega328 -larga qaraganda ancha tezroq. NMEA -ning ba'zi nosozliklaridan bir soniya namuna olish tezligini buzmasdan qutulish uchun, ehtimol, shovqinni filtrlash mumkin. Men, ehtimol, bezovta qilmayman. Mening kelajakdagi loyihalarimdan biri, men ko'p dalalarga ega bo'lgan fermada yashaydigan "so'rovnoma" ni amalga oshirishdir. Ba'zida men dalada necha gektar maydon borligini bilmoqchiman. Ehtimol, men ushbu GPS uchun 3,5 dyuymli sensorli ekranimdan foydalanishim mumkin edi.

Bundan tashqari, tashqi antennaning katta farq qiladimi -yo'qligini bilmoqchimisiz. Men ba'zi NMEA treklarim kerakli joyga to'g'ri kelmasligini payqadim.

Aytgancha, MTK3339 uBlox kabi boshqa GPS -larga qaraganda aniqroq emas.

Yana bir loyiha shundaki, men L80 GPS modullarini sotib oldim, ular MTK3339 -dan ko'ra arzonroq ko'rinadi, lekin ular asosan bir xil bo'lishi kerak. Balki ular klonlardir? Men uchun bitta katta afzallik shundaki, ular pimlarda 0,1 dyuymli bo'shliqqa ega, ular bilan ishlash ancha oson.