მოხუცი და არდუინოს GPS: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

ასე რომ, ამ ზარმაცი ძველი გიკი (L. O. G.) რამდენიმე წელია ვერ ახერხებს ინსტრუქციის გაკეთებას. 70 წლის ასაკში ტვინი არ მუშაობს ისე, როგორც ადრე და ძნელია დიდ პროექტებზე ფოკუსირება, მითუმეტეს მათზე წერის მცდელობა.

(მე ვიღებ მონაწილეობას არდუინოს კონკურსში.)

მაგრამ ჩემი მოსიყვარულე ძაღლის, სადის და ჩემი CPAP აპარატის დახმარებით, ვცდილობ. სადი არის ჩემი ანტიდეპრესანტი, ინარჩუნებს ჩემს განწყობას და ჩვენ ყოველ დილით ვსეირნობთ. ჩემი CPAP მეხმარება უკეთესად დაძინებაში და, შესაბამისად, ოდნავ უკეთ დაფიქრებაში.

GPS: ისე, მე ყოველთვის მაინტერესებდა GPS. უმეტეს კომერციულ GPS– ს შეუძლია მხოლოდ 2-3 მეტრამდე დაზუსტება. ჩემი ბიძაშვილი, რომელიც დიდი ფერმერია ამბობს, რომ მის აღჭურვილობას ბევრად უკეთესი შეუძლია. მე ვიცი, რომ ერთ – ერთი ადგილობრივი ფერმერი იყენებს თავის ჯონ დირის ტრაქტორებს, რათა დარგოს კულტურები ბუდეებში, მორგებული GPS– ის გამოყენებით.

ბევრ დროს ვატარებ ინტერნეტში სერფინგზე და ვკითხულობ გონივრული ფასიანი GPS– ების შესახებ, რომელთა ზომებიც სანტიმეტრამდეა! წარმოუდგენელია. პრაქტიკული თვალსაზრისით, მე ეს ნამდვილად არ მჭირდება. როდესაც სასეირნოდ მივდივარ, მე ნამდვილად არ უნდა ვიცოდე ზუსტად სად ვარ. საგზაო მოგზაურობებშიც კი, მე ვიყენებ ჩემს სმარტფონს Android Auto– ით, რომ შემატყობინოს სად ვარ.

მაგრამ მე ასევე ტექნიკოსი ვარ, ამიტომ დავიწყე GPS– ების დათვალიერება ჰობისტებისთვის. ერთ -ერთი ყველაზე პოპულარული იყო Adafruit Ultimate GPS.

www.adafruit.com/?q=ultimate

ნაბიჯი 1: ადაფრუტის ბუმბული

ისე, Adafruit Ultimate GPS– ის ერთ – ერთი ვერსიაა Featherwing. ახლა მე არასოდეს მსმენია ადაფრუტის ბუმბულის სერიის შესახებ, ასე რომ უფრო ვთამაშობ. უაუ, ადაფრუტმა და ლედი ადამ შეიმუშავეს მთელი რიგი მიკროკონტროლერები და აქსესუარები პატარა პლატფორმაზე, სახელწოდებით ბუმბული. არდუინოიტებისათვის, ის მსგავსია Arduino UNO პლატფორმის, მაგრამ უფრო პატარა და უფრო თანამედროვე. Adafruit– მა ასევე შეიმუშავა ყველა პროგრამული უზრუნველყოფა, რათა მათ შეეძლოთ Arduino პროგრამულ უზრუნველყოფასთან თავსებადი იყოს.

მე ნამდვილად ვაფასებ იმ სამუშაოს, რომელიც ადაფრუტმა და ლედი ადამ გააკეთეს DIYers– ისთვის და მე ნამდვილად მომეწონა Feather M4 Express:

www.adafruit.com/product/3857

სტანდარტული Arduino– სგან განსხვავებით, 16 მჰც სიხშირით, ის სუპერ სწრაფია 120 მჰც სიხშირით. ეს არის 3.3 ვ, რაც საკმაოდ ახალი სტანდარტია ახალი DIY ელექტრონიკისთვის. ის თავსებადია Arduino– სთან, რომელსაც მე საკმაოდ კარგად ვიცნობ, ასევე შესაძლებელია მისი დაპროგრამება Circuit Python– ით (Adafruit– ის პითონის პერსონალური ვერსია). მე მოხუცი ვარ და მიჭირს ახალი საგნების სწავლა, მაგრამ ეს მომცემს შანსს განშტოების.

ასე რომ, მე უბრძანა მეორადი ebay და ასევე შეუკვეთა ერთი Mouser. Amazon, Mouser და DigiKey ატარებენ ადაფრუტის ზოგიერთ პროდუქტს. მე ვისურვებდი ყიდვას პირდაპირ ადაფრუტიდან, მაგრამ იმ დროს, მათ არ ჰქონდათ ყველა FeatherWings, რისი მიღებაც მინდოდა. ამ შემთხვევაში უფრო იაფია ერთდროულად ბევრი ნივთის შეკვეთა, ასე რომ თქვენ არ უნდა გადაიხადოთ იმდენი გადაზიდვის ხარჯები. ჩემს შემთხვევაში სამი ნივთის გაგზავნა იმდენი ღირს, რამდენიც ერთი.

პრობლემა: JST2.0 ბატარეის კონექტორი M4express– ზე. დიდი ხნის წინ შევიძინე სურათის მსგავსად JST2.0 დენის კონექტორები. სამწუხაროდ, წითელი/შავი საპირისპიროა იმისა, რასაც M4express იყენებს და მე მაქვს ბევრი ბატარეა და პროექტი ამ პოლარობის გამოყენებით.

Მაშინ. ზღაპრული ადვილია კონექტორისგან მავთულის ამოღება და მათი პოზიციების შეცვლა. ასე რომ, მე ეს გავაკეთე რამდენიმე ბატარეით და ერთი LiPo დამტენით. მე ფრჩხილის წითელი ლაქი დავდე, ასე რომ, იმედია, არ შეერია.

M4express– ისთვის მე ავირჩიე ქალის სათაურების გამოყენება გრძელი ქინძისთავებით. ნახე სურათი. ამან საშუალება მისცა FeatherWings– ს, როგორიცაა ჩემი GPS, ჩართულიყო ზედა ნაწილში. პლუს M4express შეიძლება იყოს ჩართული FeatherWings– ში, როგორიცაა 3.5”TFT, რომელიც მე შევიძინე.

ამ პროგრამისთვის, ქინძისთავები არ გამოიყენება, ასე რომ მე მქონდა პატარა Protoboard და ჩავრთე M4express მასში ისე, რომ ქინძისთავები არ იყოს გამოვლენილი და ვერ მოხრილია, როდესაც მას ვატარებ.

ნაბიჯი 2: ჩემი GPS FeatherWing

Adafruit Ultimate GPS Featherwing

www.adafruit.com/product/3133

ადაფრუტის ერთ -ერთი ყველაზე დიდი მომენტი ის არის, რომ ისინი უაღრესად დოკუმენტირებენ თავიანთ პროდუქტს, ვფიქრობ, რომ ჰობისტებს შეუძლიათ შექმნან საკუთარი. M4express– ს აქვს SMD მიკროკონტროლერი, რომელიც ძალიან პატარაა ჩემნაირი მოხუცისთვის, რომ ვიმუშაო, ამიტომ მე შევიძინე წყვილი, იმის ნაცვლად, რომ შემექმნა ერთი. მაგრამ FeatherWing Ultimate GPS ოდნავ უკეთესია, ამიტომ გადავწყვიტე შემექმნა საკუთარი. ამიტომ შევუკვეთე MediaTek (GlobalTop) GPS MTK3339 მოდული Ebay– დან ან Aliexpress– დან (არ მახსოვს). ზოგჯერ მას ჰქვია LadyBird1.

Eagle Cadsoft, (ახლა, Autodesk) პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით, მე გადავიღე ადაფრუტის სქემა და შევცვალე იგი. ჯერ მე შემიძლია მხოლოდ ცალმხრივი PCB- ების გაკეთება და მეორე მე არ მაქვს ბევრი SMD კომპონენტი, ასე რომ გავამარტივე.

GPS_MTK3339.zip

ასე რომ, მე გავაკეთე PCB ჩემი ტონერის გადაცემის მეთოდის გამოყენებით:

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

პრობლემები: როგორც მახსოვს ხანდაზმული ვარ და აქ არის გარკვეული პრობლემები. ძირითადად კარგად ვერ ვხედავ ახლოდან, ამიტომ ვიყენებ ერთ -ერთ ამ ჰობის ინსტრუმენტს და განათებულ გამადიდებელ შუშს (იხილეთ სურათები), რომელიც ალიექსპრესისგან მივიღე. მე ვიყენებ Aoyue soldering რკინას, ასე რომ მე შემიძლია გავაკონტროლო ტემპერატურა და აირჩიოს soldering რჩევები.

ამ ყველაფრის მიუხედავად, მე მქონდა ბევრი პრობლემა GPS მოდულის ქინძისთავების და u.fl ანტენის კონექტორის შედუღებასთან დაკავშირებით. ასევე, მე ვიყენებ დრემელ-კლონის ინსტრუმენტს ხვრელების გასათბობად. მე არასოდეს შემიძლია სწორი ხვრელების გაბურღვა, მაგრამ საბედნიეროდ შევძელი ყველაფრის გამართვა.

სხვათა შორის, მე შევუკვეთე SMD 0805 ფერიტის მძივები, მაგრამ მე არასოდეს დაველოდე მათ. იმავდროულად, მე შევაერთე მავთული კონტაქტებზე, რომ ის იმუშაოს. ფერიტის მძივი უნდა შეამციროს ხმაური ძაბვის პინზე GPS ჩიპამდე.

ნაბიჯი 3: MicroSD ბარათის მკითხველი

კარგი, ასე რომ GPS საკმაოდ კარგად მუშაობდა, მაგრამ ის მუშაობდა მხოლოდ მაშინ, როდესაც ის კომპიუტერთან იყო მიბმული, ასე რომ თქვენ ხედავთ რა ხდება. უფრო სასარგებლო რომ იყოს, მე მჭირდება ისეთი რამ, რაც კომპიუტერთან არ არის დაკავშირებული, მაგალითად ეკრანი ან მიკრო SD ბარათი. ჯერჯერობით მინდოდა GPS ინფორმაციის შენახვა. Adafruit– ს აქვს FeatherWings microSD ბარათებით, როგორიცაა 3.5 დიუმიანი დისპლეი და RTC ბარათი. მაგრამ მე არ მინდოდა FeatherWings- ის დალაგება, ამიტომ გადავაკოპირე microSD მიკროსქემა RTC ბარათიდან და გავაკეთე საკუთარი.

მას შემდეგ, რაც მე არ მინდოდა სხვა FeatherWing- ის დალაგება, მე მოვიფიქრე გეგმა, რომ ეს ჩემი GPS PCB- ზე დავამატო. იმის გამო, რომ წრე საკმაოდ მარტივია, მე ის მხოლოდ ხუთი ბალიშით გავაკეთე, რომ შემიძლია მავთულები დავუკავშირო ამ PCB- ს და ჩემს GPS დაფას.

MyDataLogger.zip

ამის დასამაგრებლად, მე მოვათავსე ის ჩემი GPS PCB– ის ქვეშ, შევიმაგრე მავთულხლართებზე და დავაკავშირე ისინი ჩემს GPS PCB– თან. ზოგისთვის მე ამოვიღე იზოლაცია სათაურის ქინძისთავებზე, ასე რომ შემეძლო შემეკრა მავთულები M4express– ზე PCB– ის დამონტაჟებაში ჩარევის გარეშე. თქვენ უნდა გქონდეთ ამის დანახვა სურათზე. შემდეგ მე გამოვიყენე გორილას წებო, რომ ორი ბარათი ერთმანეთთან ფრთხილად წებო. იყავით ძალიან ფრთხილად, რადგან გორილას წებო ფართოვდება.

პრობლემები: კარგი, ეს რეალურად არის microSD ბარათებით. Ebay– ზე შევუკვეთე microSD ბარათები. აღმოვაჩინე, რომ არსებობს განსხვავება უბრალო microSD ბარათებსა და microSDHC ბარათებს შორის. ჯერ ერთი, ჩემნაირი ძველი ადაპტერები (ალბათ) ვერ კითხულობენ HC ვერსიებს. მეორე microSDHC ვერსიები 4 გბ -დან 32 გბ -მდეა. არსებობს კიდევ ერთი ვერსია, სახელად microSDXC, 64 გბ და უფრო დიდი ზომებით. მე მივიღე 64 გბ ბარათი, მაგრამ ვერ წავიკითხე ისინი ჩემს გადამყვანებთან ერთად. ვერ მივხვდი რისი ბრალი იყო. მაგრამ განსხვავებების გაცნობის შემდეგ ვიფიქრე, რომ შესაძლოა ჩემმა გადამყვანებმა ვერ წაიკითხონ HC ვერსია, მაგრამ შემდგომმა კვლევებმა თქვა, რომ HC ვერსია არის მაქსიმუმ 32 გბ და როგორც სურათზე ჩანს, მათ აქვთ microSDHC 64 გბ იარლიყი. თუნდაც ის ამბობს, რომ კინგსტონი ეს ყალბია. მე დავუკავშირდი გამყიდველს და მან სასწრაფოდ დამიბრუნა ჩემი ფული. ინტერნეტში შეგიძლიათ იპოვოთ ბევრი რამ ყალბი microSD ბარათების შესახებ.

ახლა, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი ყალბია, ეს არ ნიშნავს რომ ისინი არ იმუშავებენ. მე ველოდები რამდენიმე ახალ გადამყვანს, რომლებსაც უნდა შეეძლოთ HC ბარათების წაკითხვა, ასევე მე შევუკვეთე რამდენიმე განსხვავებული HC ბარათი.

ნაბიჯი 4: GPS ანტენა

მოხუცის კიდევ ერთი კატასტროფა. ასე რომ, მე უბრძანა აქტიური GPS ანტენა და RP-SMA to u.fl ადაპტერი ebay/Aliexpress– დან. სხვათა შორის, დამავიწყდა, რომ მე უკვე მყავდა ერთ -ერთი ასეთი გადამყვანი. ყოველ შემთხვევაში, მე საბოლოოდ ჩავდე ანტენა და ის არ მოერგო ადაპტერს. ახლა, მე ვფიქრობ, რომ ბევრ ჩინელ მომწოდებელს ნამდვილად არ ესმის რას ყიდიან. მაგალითად, ბევრი არ განსაზღვრავს კონექტორებს ანტენებზე, ზოგი კი ნათლად არ აჩვენებს სურათებს. მე ვფიქრობ, რომ ის, რაც მე მივიღე, საკმაოდ კარგად აჩვენებს კონექტორს, მაგრამ არ გამოავლინა იგი. ისე, გარკვეული კვლევის შემდეგ, მე (ვფიქრობ) მე გამოვავლინე როგორც MCX კონექტორი. ყოველ შემთხვევაში, მე შევუკვეთე სხვა ანტენა და ბოლოს მივიღე და ისიც არ ჯდება. მე ისევ ვფიქრობ, რომ ეს ძირითადად ჩემი ბრალია, თუმცა ბევრი დაბნეულობაა SMA და RP-SMA მამაკაცებსა და ქალებს შორის და შტეფსელებსა და ჯეკებს შორის.

დედააზრი არის ახლა მე არ მაქვს ცალკე სამუშაო ანტენა.

გაფრთხილება: ადაფრუტის u.fl კონექტორები და ჩემი GPS დაფა ძალიან მყიფეა და გირჩევთ, რომ ფიზიკურად დაძაბოთ კავშირი.

ნაბიჯი 5: ყველაფერი ერთად ააწყვეთ

ადაფრუტს აქვს შესანიშნავი გაკვეთილები, თუ როგორ უნდა მიიღოთ M4express ისე, რომ ის იმუშაოს არდუინოსთან.

ჩემი არდუინოს ესკიზი თან ერთვის:

GPSDatalogger.zip

ის აკეთებს შემდეგს:

წერს GPS სტრიქონებს ფაილზე microSD ბარათზე, რომელსაც ეწოდება data.nmea

წუთში ერთხელ, ის ასევე წერს სხვა მონაცემებს, როგორიცაა დრო, #თანამგზავრები, სიგნალის ხარისხი, სიჩქარე ფაილში, რომელსაც ეწოდება misc.txt. მე გავაკეთე ცვლილებები, მაგალითად უხეშად გადავიყვანე მთის სტანდარტულ დროზე და კვანძები mph– ზე.

ორივე ფაილი არის ტექსტური ფაილი.

სხვათა შორის, მე შევეცადე რაღაცების გაკეთება Circuit Python– ით. მე მოვახერხე მაგალითების გაშვება, მაგრამ, როგორც ჩანს, გარკვეული პრობლემა შეექმნა ბრძანებების გაგზავნას GPS მოდულში. შეიძლება მომავალში გადახედოს.

ნაბიჯი 6: გამოყენება

GPS- ები იყენებენ რაღაცას, რომელსაც ეწოდება ეფემერული მონაცემები და ალმანახი ადგილმდებარეობის გამოსათვლელად. როდესაც პირველად იკვებება, დრო სჭირდება ამ ინფორმაციის დამუშავებას. ამას შეიძლება რამდენიმე წუთი დასჭირდეს. ისე MTK3339 GPS მოდულს აქვს ბატარეა ამ ინფორმაციის შესანახად. მე ჯერ კიდევ ვხვდები როგორ მუშაობს ეს, მაგრამ რასაც ვაკეთებ დაახლოებით 5 წუთით ადრე ჩვენი გასეირნებაა, მე ვამაგრებ ჩემს M4express/GPS კომპიუტერს microSD ბარათის გარეშე. როდესაც, წასასვლელად ვემზადები, ვთიშავ დენს, ვათავსებ მიკრო SD ბარათს და დენის ბატარეას და ავფრინდები.

პრობლემა: მე ვფიქრობ, რომ მე დავაზიანე ჩემი ერთ -ერთი M4express მოდული, შესაძლოა სტატიკური ელექტროენერგიით. როდესაც ის კომპიუტერშია ჩართული, დატენვის სტატუსის ინდიკატორი ციმციმებს. (M4express– ს აქვს LiPo ბატარეის დამტენი წრე). ისე, მე ვხვდები, რომ დამტენის წრე არ მუშაობს, თუმცა მე არ შევამოწმე. ყოველ შემთხვევაში, მოციმციმე LED– ის გარდა, როგორც ჩანს, კარგად მუშაობს როგორც კომპიუტერზე, ასევე ბატარეაზე, ის არ ციმციმებს, ასე რომ მე მასთან ვცხოვრობ.

Google Earth Pro

ერთ -ერთი მიზეზი, რის გამოც მე შევქმენი nmea ფაილი არის ის, რომ შემიძლია მისი გამოყენება Google Earth Pro– ით. ამოვიღე microSD ბარათი GPS მოდულიდან, ჩავრთე ის ჩემს ერთ გადამყვანში და ჩავრთე კომპიუტერში.

გამოსაყენებლად, დაიწყეთ Google Earth Pro, აირჩიეთ (FILE) (OPEN). ფაილის ყუთის გვერდით არის ფაილების ტიპების შერჩევა. აირჩიეთ (GPS). დაათვალიერეთ data.nmea ფაილი და გახსენით იგი.

კიდევ ერთი ფანჯარა გამოჩნდება. მე ვირჩევ ყველა KML ტრეკის შექმნას, KML LineStrings- ის შექმნას, სიმაღლის მორგებას მიწის სიმაღლეზე.

პირველი მაგალითი გვიჩვენებს ნიმუშს. ცისფერი ხაზის გასროლა არის მცდარი მონაცემები, ალბათ ხმაური.

მეორე მაგალითში არის დიდი მეტალის ბეღელი. ჩვეულებრივ, ლურჯ ბილიკებს აქვთ ისრები, რომლებიც აჩვენებენ მოგზაურობის მიმართულებას, მაგრამ ბეღლის გარშემო ისინი კვადრატებად იქცევიან. მე ვთვლი, რომ ეს არის სიგნალის დაკარგვა, რადგან ჩვენ არ დავდიოდით ბეღელში, მაგრამ ბეღელის თავზე წავედით.

Misc.txt შეიძლება Excel- ის მიერ მძიმით გამოყოფილი ფაილის სახით (ან ტექსტური ფაილის სახით) წაკითხვა. იხილეთ თანდართული მაგალითი ავტომობილის მართვისას.

მე შევამჩნიე ის, რომ გრძედი და გრძედი იყო ათწილადში, არ ვიცი რამდენად ზუსტია. როგორც ჩანს, სიჩქარე მუშაობს. ჩვეულებრივ ჩემს გასეირნებაზე, სატელიტები დაახლოებით 10 -ია, მანქანაში კი 7 იყო, რაც რკინის სახურავის გამო იყო. HDOP მანქანაში უფრო მაღალი ჩანდა მანქანაში. სასეირნოდ ეს უფრო 1 ან ქვემოთ იყო (უკეთესი).

არ მესმის კუთხე. თუ გრძედი იგივე დარჩა, ვფიქრობ, რომ კუთხე იქნება 0, 90, 180 ან 270 და არა 66.

დასკვნები: როგორც ჩანს, საკმაოდ კარგად მუშაობს. მე ვფიქრობ, რომ M4express უფრო სწრაფია ვიდრე Atmega328s, რომელსაც მე შეჩვეული ვარ. მას, ალბათ, შეუძლია ხმაურის გაფილტვრა, რათა მოიშოროს NMEA– ს ზოგიერთი ნაკლოვანება ერთი მეორე ნიმუშის განაკვეთების გაფუჭების გარეშე. ალბათ არ შევაწუხებ. ჩემი ერთ – ერთი მომავალი პროექტი იქნება „გამოკითხვა“, მე ვცხოვრობ ფერმაში, სადაც ბევრი სფეროა. ხანდახან მინდა ვიცოდე რამდენი ჰექტარია მინდორში. მე ალბათ შემეძლო გამომეყენებინა ჩემი GPS ჩემი 3.5”სენსორული ეკრანით იმ პროგრამისთვის.

ასევე მინდა ვნახო, გარე ანტენა დიდ განსხვავებას ახდენს თუ არა. მე შევამჩნიე, რომ ჩემი ზოგიერთი NMEA ჩანაწერი არ არის იქ, სადაც უნდა იყოს.

სხვათა შორის, MTK3339 არ არის უფრო ზუსტი, ვიდრე სხვა GPS– ები, როგორიცაა uBlox.

კიდევ ერთი პროექტი ის არის, რომ შევიძინე L80 GPS მოდული, რომელიც, როგორც ჩანს, უფრო იაფია ვიდრე MTK3339, მაგრამ სავარაუდოდ იგივე უნდა იყოს. იქნებ ისინი კლონები არიან? ჩემთვის ერთი დიდი უპირატესობა ისაა, რომ მათ ქინძისთავებზე აქვთ 0,1”მანძილი, რომელთან მუშაობაც ბევრად ადვილია.