უკაბელო GPS მონაცემთა ჩამწერი ველური ბუნებისთვის: 9 ნაბიჯი (სურათებით)

2025 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

ამ სასწავლო ინსტრუქციაში ჩვენ გაჩვენებთ თუ როგორ უნდა გააკეთოთ პატარა და იაფი Arduino დაფუძნებული GPS მონაცემთა ლოგერი, უკაბელო შესაძლებლობებით!

ველური ბუნების მოძრაობის შესასწავლად ტელემეტრიის გამოყენება ბიოლოგებისთვის შეიძლება იყოს ძალიან მნიშვნელოვანი ინსტრუმენტი. მას შეუძლია გითხრათ სად ცხოვრობენ ცხოველები, სად იკვებებიან და რამდენად შორს მიდიან ისინი ყოველდღიურად. ბიოლოგები შემდეგ იყენებენ ამ ინფორმაციას ცხოველების და მათი გარემოს შენარჩუნების დასახმარებლად.

ჩვენ გამოვიყენეთ ეს მონაცემთა მრიცხველი მფრინავ მელაებზე (ასევე უწოდებენ ხილის ღამურებს) და სხვებთან ერთად აღმოვაჩინეთ, რომ მფრინავი მელაები ყოველ ღამე 40 კილომეტრზე დაფრინავენ და ბრუნდებიან იმავე ხეზე გამოსაკვებად.

ეს მონაცემთა ჩამწერი:

• აქვს უკაბელო დიაპაზონი 2 კმ -ზე მეტი
• ბატარეის ხანგრძლივობა 2 კვირაზე მეტი (მასალებში და ინსტრუმენტებში აღწერილი ბატარეის გამოყენებით)
• გადასცემს მის ამჟამინდელ მდებარეობას "გულისცემაში" ყოველ 5 წუთში
• შეუძლია შეინახოს 100 ადგილი მის EEPROM– ში
• და შეუძლია გადასცეს ან „გადაყაროს“ეს მონაცემები თქვენს მიმღებს ყოველდღიურად ან ბრძანებისამებრ

პატარა და იაფი Arduino დაფუძნებული GPS მონაცემთა ჩამწერი, უკაბელო შესაძლებლობებით, ჩვენ მივაწოდეთ სტუდენტებს, მოქალაქე მეცნიერებს და საზოგადოებრივ ჯგუფებს აღჭურვილობა, რომელიც აუცილებელია მათი ადგილობრივი ველური ბუნების მოძრაობის შესასწავლად.

ნაბიჯი 1: მასალები და ინსტრუმენტები

ამ ინსტრუქციის შესაქმნელად დაგჭირდებათ თქვენი მწარმოებლების სივრცის დალაგება, მასალების შეგროვება (ქვემოთ) და შეაერთეთ თქვენი გამაგრილებელი რკინა! თუ არ იცით რკინის რომელი ბოლო ცხელდება (მინიშნება: ეს არის წერტილოვანი დასასრული), მაშინ ალბათ უნდა იპოვოთ მეგობარი, რომელიც დაგეხმარება!

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

1 x GTOP LadyBird 1 (PA6H) GPS მოდული

2 x HM-TRP 433Mhz RF FSK გადამცემი

აქ ავსტრალიაში ჩვენ ვიყენებთ 433Mhz– ს, ის ხელმისაწვდომია მოყვარულთათვის რადიოკომუნიკაციების (დაბალი ჩარევის პოტენციური მოწყობილობების) კლასის ლიცენზიით 2015. თქვენი მდებარეობიდან გამომდინარე შეიძლება დაგჭირდეთ სხვა სიხშირეზე მომუშავე გადამცემის გამოყენება! სცადეთ HM-TRP 868Mhz RF FSK გადამცემი ან HM-TRP 915Mhz RF FSK გადამცემი.

1 x ლითიუმის აქსიალური 1/2AA 3.6 ვ ბატარეა

1 x 10k Ohm 0.5 Watt ლითონის ფილმის რეზისტორები - პაკეტი 8

ნაბიჯი 2: დაიწყეთ Arduino Pro Mini– ით

1. Solder header ქინძისთავები ფორუმში
2. ამოიღეთ გადატვირთვის ღილაკი

იხილეთ სურათი ზემოთ რამდენიმე რჩევისთვის!

ნაბიჯი 3: დააინსტალირეთ GPS მოდული Arduino დაფაზე

მიჰყევით ზემოთ მოცემულ სურათებს

გაეცანით GPS მონაცემების ცხრილს, ან შეგიძლიათ უბრალოდ გაანათოთ იგი!

1. შეაერთეთ წითელი მავთულის სიგრძე GPS მოდულის პინ 4 -ზე (VBACKUP)
2. შეაერთეთ შავი მავთულის სიგრძე GPS მოდულის პინ 12 -ზე (GND)
3. ორმხრივი ლენტის გამოყენებით, მიამაგრეთ GPS არდუინოს დაფის ბოლოში
4. ჩამოყარეთ შავი მავთული არდუინოს დაფის ბოლოში და შედგით GND– ზე (RAW– ის გვერდით!)
5. დააყენეთ რეზისტორის ფეხი Arduino დაფის პინ 9 -ში და შეაერთეთ GPS მოდულის პინ 1 -ზე
6. მოჭერით და ჩამოყარეთ რეზისტორის ფეხი 9, 8, 7 და 6 ქინძისთავებზე და შედუღეთ
7. ჩამოყარეთ წითელი მავთული არდუინოს დაფაზე და შედგით VCC– ზე
8. მიამაგრეთ რეზისტორის ფეხი არდუინოს დაფის მე -5 და მე -4 პინებში და შეაერთეთ GPS მოდულის 9 და 10 ქინძისთავებზე
9. გათიშეთ რეზისტორის ფეხები არდუინოს დაფით და შედუღებით

თქვენი GPS მოდული ახლა მზად არის ტესტირებისთვის!

ნაბიჯი 4: GPS მოდულის ტესტირება

გაგრძელებამდე ყოველთვის კარგი იდეაა შეამოწმოთ თქვენი GPS მოდული.

1. დააინსტალირეთ Arduino IDE თქვენს კომპიუტერში
2. ატვირთეთ ქვემოთ მოცემული კოდი მონაცემთა ჩამწერზე FTDI გარღვევის გამოყენებით - 3.3V
3. გახსენით სერიული მონიტორი Arduino IDE– ზე, თქვენ ახლა უნდა გქონდეთ საშუალება ნახოთ თქვენი GPS მოდულიდან Arduino დაფაზე გადაცემული მონაცემები.
4. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ სხვა პროგრამული უზრუნველყოფა, როგორიცაა u-centre, რომ წაიკითხოთ GPS მონაცემები და მოგაწოდოთ სხვა ინფორმაცია, მაგალითად, რამდენი თანამგზავრი ჩანს და თქვენი მდებარეობის მონაცემების სიზუსტე!

ნუ დაგავიწყდებათ, შეიძლება დაგჭირდეთ გარეთ გასვლა, ასე რომ GPS მოდულს შეუძლია აიღოს სიგნალები თანამგზავრებიდან!

ნაბიჯი 5: გადადით უსადენოდ

გადახედეთ ამ მიმღების მონაცემთა ფურცელს. რა ჭკვიანური პატარა დაფაა, გადასცემს 60 მვტ სიმძლავრის Xbee Pro მავთულის ანტენით, მაგრამ იყენებს ნაკლებ დენს, ასე რომ ჩვენი ბატარეა უფრო მეტხანს ძლებს!

1. შეაერთეთ 10K რეზისტორი გადამცემი დაფის თავზე VCC- სა და ENABLE- ს შორის, ეს გაააქტიურებს მაღალი ძილს, yawn !!!
2. შეაერთეთ მავთულის სიგრძე VCC- სა და CONFIG- ს შორის გადამცემი დაფის ძირზე, ეს გამოიყვანს CONFIG- ს მაღალ დონეზე.
3. მოათავსეთ საიზოლაციო ლენტი GPS მოდულის მხარეს, ეს ხელს შეუშლის გადამცემი დაფის შემცირებას GPS მოდულის გარსის მხარეს
4. შეაერთეთ სხვა სიგრძის წითელი მავთულები VCC- ზე, ყვითელი TX- ზე, შავი GND- ზე, თეთრი RX- ზე და ლურჯი ჩართვაზე
5. მოათავსეთ გადამცემი დაფა ორმაგი ცალმხრივი ლენტის დარჩენილი ნაჭერზე
6. გაიყვანეთ წითელი მავთული არდუინოს დაფის ქვეშ და შეაერთეთ VCC– ზე
7. ჯერ გაიყვანეთ შავი მავთული რეზისტორზე, შემდეგ ქვემოთ არდუინოს დაფის ქვეშ, შედგით GND– ზე
8. შემდეგ ყვითელი პინ 2 -ზე, თეთრი 3 პინზე და ლურჯი პინ A2- ზე

რა ძალისხმევაა. კარგად გააკეთე, მიდიხარ!

ნაბიჯი 6: თქვენ დაგჭირდებათ მიმღები

არ აქვს დიდი მნიშვნელობა უკაბელო GPS მონაცემების ჩამწერი თუ არ გაქვთ მიმღები და ეს არ იქნება ადვილი ვიდრე ეს დაყენება!

1. აიღეთ თქვენი მეორე გადამცემი, თქვენ მიიღეთ ორი, არა!
2. შეაერთეთ წითელი მავთულის სიგრძე VCC- სა და CONFIG- ს შორის
3. შეაერთეთ შავი მავთულის სიგრძე GND და ENABLE
4. შეაერთეთ მეორე სიგრძის წითელი მავთული VCC- ზე, შავი GND- ზე, ყვითელი TX- ზე და თეთრი RX- ზე
5. ახლა მოათავსეთ სათაურის ქინძისთავები FTDI გარღვევაში
6. შეაერთეთ წითელი მავთული VCC– ზე, შავი მავთული GND– ზე, ყვითელი RX– ზე და თეთრი TX– ზე (ნახეთ როგორ გადავაბრუნეთ TX და RX დამაკავშირებელი მავთულები, სახიფათო, სახიფათო, არა!)

ახლა ჩვენ მზად ვართ უკაბელო კომუნიკაციისთვის!

ნაბიჯი 7: შენიშვნა ანტენებზე

ანტენები ქმნიან განსხვავებას, მაგრამ ველური ბუნებით, ზოგჯერ ჩვენ უნდა შევინარჩუნოთ ისინი პატარა.

საუკეთესო ანტენა თქვენი მონაცემების შემმუშავებლისა და მიმღებისათვის არის დიპოლური ანტენა, უბრალოდ, თქვენ შეაერთეთ 173 მმ სიგრძის მავთული ANT პინზე გადამცემზე და ცალკე 173 მმ სიგრძის მავთული GND პინზე. ეს კომბინაცია მოგვცემს ხილვის დიაპაზონს 2 კმ -ზე მეტი.

ხანდახან უბრალოდ არ შეიძლება მავთულხლართების გათიშვა, ველურ ბუნებას, როგორც წესი, აქვს დიდი კბილები და კბენს, დაღეჭავს და ანადგურებს ანტენებს, ან თუნდაც მონაცემთა ჩამწერებს! თქვენი ანტენების დასამალად შეგიძლიათ გააფართოვოთ ისინი, ამას ჰქვია ხვეული ან საგაზაფხულო ანტენა. უბრალოდ შემოახვიეთ თქვენი მავთული პატარა ხრახნიანი იარაღის გარშემო, დაიწყეთ ბოლოდან და გააფართოვეთ იგი მიმღებისკენ.

პ.ს. იცით კიდევ რას ქმნის დიდი ანტენა, თევზაობის მავთულის ლიდერი. ისინი ძირითადად დამზადებულია მოქსოვილი ფოლადის მავთულისგან, პლასტმასის საფარით, ძალიან ძლიერი და ძალიან მოქნილი. შესანიშნავია ველური ბუნებისთვის გამოსაყენებლად, რომლებიც შეიძლება მცოცავდნენ მცენარეულობის ქვეშ ან მის გარშემო.

ნაბიჯი 8: რადიოს ტესტირება

1. ატვირთეთ ქვემოთ კოდი მონაცემთა ჩამწერზე FTDI გარღვევის გამოყენებით - 3.3V
2. ამოიღეთ მონაცემთა მრიცხველი FTDI გარღვევისაგან და ჩართეთ მონაცემთა ჩამწერი თქვენი ბატარეის ან სხვა 3.3 ვ ელექტროენერგიის წყაროს გამოყენებით, + VCC– მდე და - GND– მდე
3. ჩადეთ თქვენი მიმღები FTDI გარღვევაში (ჩვეულებრივ, თქვენ უნდა ამოიღოთ FTDI გარღვევა თქვენი კომპიუტერის USB პორტიდან პერიფერიული მოწყობილობების შეცვლამდე)
4. დაიწყეთ Arduino IDE და გახსენით თქვენი სერიული მონიტორი
5. სერიული მონიტორის დაყენება 9600 bps და "ხაზის დასრულების გარეშე"
6. ჩაწერეთ 'tx' და დააწკაპუნეთ გაგზავნაზე
7. თქვენ უნდა მიიღოთ შეტყობინება GPS მონაცემების ჩამწერიდან, რომელშიც ნათქვამია "TEST OK!"

ნაბიჯი 9: განათავსეთ თქვენი უკაბელო GPS მონაცემთა ჩამწერი

ეს არის ის, ტესტირება დასრულებულია, ახლა ატვირთეთ ქვემოთ კოდი Arduino IDE– ს და თქვენი FTDI გარღვევის და თქვენი დასრულების გამოყენებით! ახლა თქვენ გაქვთ უკაბელო GPS მონაცემთა ჩამწერი ველურ ბუნებაზე გამოსაყენებლად.

გაიცანით თქვენი მონაცემების მრიცხველი სანამ გამოიყენებთ მას, ისწავლეთ გულისცემის მოსმენა თქვენი მიმღების და სერიული მონიტორის გამოყენებით (იქნება ყოველ 5 წუთში ერთხელ და არ დაგავიწყდეთ მონაცემების შემქმნელი გარეთ იყოს). მას შემდეგ რაც მიიღებთ გულისცემას თქვენ გაქვთ 5 წამი აკრიფეთ 'tx' და დააწკაპუნეთ გაგზავნაზე, შემდეგ ყველა მონაცემი იქნება 'გადაყრილი' თქვენს ეკრანზე, უბრალოდ დააკოპირეთ და ჩასვით თქვენი რჩეულის რუქის პროგრამულ უზრუნველყოფაში.

გაეცანით კოდს, შეგიძლიათ შეცვალოთ ის რაც გინდათ. დათვის თვალყურის დევნება, რატომაც არ გამოიყენო უფრო დიდი ბატარეა და არ მიიღო გულისცემა ყოველ წუთს!

მე არ გეტყვით, როგორ ჩაალაგოთ თქვენი მონაცემების ჩამწერი ან როგორ მიამაგროთ იგი თქვენს ველურ ბუნებაზე, ეს თქვენ და თქვენმა ეთიკის კომიტეტმა უნდა გადაწყვიტოს! მე გეტყვით, რომ ჩვენ უბრალოდ შემოვიფარგლეთ ჩვენი მონაცემთა დამგროვებლები გათბობის შემცირებით, თქვენ შეგიძლიათ "მოათავსოთ" ისინი ეპოქსიდში, თუკი გსურთ რაიმე უფრო მტკიცე!

უზარმაზარი შეძახილი ყველა იმ ადამიანს, ვინც მე დამეხმარა წლების განმავლობაში და წარმატებებს გისურვებთ თქვენს უკაბელო GPS მონაცემების ჩამწერი!

პირველი პრიზი უკაბელო კონკურსში

პირველი პრიზი არდუინოს კონკურსში 2017