Registratore GPS Arduino: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Hai mai desiderato registrare le tue coordinate e controllare il tuo percorso su una mappa? Controllare il percorso di un'auto o di un camion? Vedi la traccia della tua bici dopo un lungo viaggio? (O spiare y̶o̶u̶r̶ ̶w̶i̶f̶e qualcuno che usa la tua auto?:)) Tutto è possibile con l'aiuto di questo piccolo dispositivo. Si chiama logger GPS, non tracker GPS, poiché non hai l'opportunità di controllarlo in movimento. I dati vengono salvati su una scheda SD e puoi controllare il tuo viaggio in seguito.

Il dispositivo è una piccola scatola di plastica con dentro un Arduino. Il Nano utilizza un modulo GPS per tracciare la sua posizione e una scheda SD per registrarla. C'è anche un piccolo LED RGB per il feedback. Se hai familiarità con le cose usate, puoi realizzare questo dispositivo in un'ora. Scriverò un tutorial passo passo sulla build, quindi iniziamo.

Di solito uso la frase "scheda SD" durante l'istruzione, ma quello che intendo veramente è una scheda micro SD.

So che chiunque può usare uno smartphone per farlo, ma dov'è il divertimento?

PS: mi fido completamente di mia moglie (per ora:))

Forniture

Cose di cui avrai bisogno:

• Scheda compatibile con Arduino Nano
• Modulo GPS (U-blox NEO 6M con UART)
• Modulo scheda SD
• scheda SD
• LED RGB (opzionale, ma molto utile)
• Resistenze per il LED (3 pezzi da circa 330 Ohm, possono essere anche 1K con LED ad alta intensità)
• Piccola scatola di plastica
• Connettore CC
• Spina accendisigari per auto 12V (opzionale)

Utensili:

• Saldatore e saldatore
• Strumenti di base
• Trapano elettrico
• Nastro biadesivo o colla a caldo (Dai, tutti amano la colla a caldo)
• PC per programmare Arduino

Passaggio 1: forare la scatola

Purtroppo non possiedo una stampante 3D, quindi devo ordinare un piccolo involucro di plastica dalla Cina e praticare dei fori su di esso. La scatola deve essere piccola, ma abbastanza grande da contenere tutta l'elettronica all'interno. Se raccogli i componenti ti renderai sicuramente conto di quanto dovrebbe essere grande. Ho ordinato 5 piccoli contenitori neri, poiché ne avevo bisogno anche per un altro progetto. L'involucro non deve essere in metallo, in quanto il modulo GPS non sarà in grado di tracciare alcun satellite GPS.

Avrai bisogno di due fori. Uno per il connettore DC e uno per il LED. Se non desideri utilizzare un LED, devi ovviamente praticare solo un foro. Per il mio connettore CC, avevo bisogno di un foro da 8 mm e per il LED un foro da 5 mm.

Passaggio 2: saldatura

Se il tuo Nano arriva senza le intestazioni saldate, puoi saldarle in posizione o lasciarlo così com'è, quindi sarà davvero piatto. Se scegli di non utilizzare le intestazioni, salda i componenti ad Arduino nel passaggio Collegamento delle cose. Se usi il Nano con i connettori maschio, salda i connettori femmina ai fili. Potresti voler usare tubi termoretraibili per isolare bene tutto.

Se scegli di utilizzare un LED RGB come ho fatto io, dovrai saldare i resistori ai catodi. Io uso un tipo di LED ad anodo comune. (Se usi un tipo a catodo comune, dovresti saldare i resistori agli anodi, modificare il codice e collegarlo a GND invece che a 5V.)

Il modulo GPS NEO-6M ha 4 connettori. Ne useremo solo 3, VCC, GND e Tx. Il modulo GPS utilizza la comunicazione seriale e noi useremo il software seriale per leggerlo. VCC va a 5V, GND a GND e Tx al pin D9 di Arduino.

Il modulo della scheda micro SD ha 6 connettori. Utilizza la comunicazione SPI. Arduino D11 andrà a MOSI, D12 a MISO, D13 a SCK e D4 a Chip Select o CS.

Hai bisogno di due fili per il connettore DC. Uno è per GND e l'altro per 5-12V DC. È possibile utilizzare vari alimentatori per alimentare il dispositivo. È possibile utilizzare una presa per accendisigari per auto da 12 V (non per autocarri da 24 V), batterie LiPo a 2 o 3 celle, power bank da 5 V o qualsiasi cosa che ti dia 5-12 V CC.

Passaggio 3: programmazione

Puoi usare il mio schizzo per registrare la posizione del dispositivo oppure puoi scriverne uno tuo.

Se scegli di utilizzare il mio sketch, dovrai scaricare il codice del programma e la libreria SdFat. Estrai i file e sposta le cartelle nella cartella Arduino. La cartella SdFat va nella cartella delle librerie.

Collega il tuo Arduino al PC. Assicurati di avere tutti i driver necessari installati. Nell'IDE Arduino scegli la tua scheda e la porta appropriata. Apri il progetto, premi carica e prega. Se tutto va bene, non dovresti avere errori e il firmware del tuo logger GPS è pronto per l'uso.

Non è necessario creare manualmente il file di registro, il programma ne creerà uno se non rileva log.txt sulla scheda SD.

Passaggio 4: collegare le cose

Dovresti fare i collegamenti come scritto di seguito. Le immagini possono aiutare. Assicurati di avere contatti sicuri, poiché il dispositivo potrebbe subire urti o scosse durante la corsa.

Collegare l'anodo LED ad Arduino 5V, ROSSO a D3, VERDE a D5 e BLU a D6. Puoi usare altri pin se lo desideri, ma tieni presente che devi modificare anche le definizioni nel codice del programma.

Collega il GPS VCC ad Arduino 5V, GND a GND e Tx a D9.

Collega il modulo SD MOSI ad Arduino D11, MISO a D12, SCK a D13 e CS a D4. Non puoi usare altri pin per queste connessioni, l'unica variabile è CS, che devi cambiare nel codice del programma.

Collegare il GND del connettore DC a Arduino GND. Collegare il 5-12V del connettore DC al VIN di Arduino. Non collegarlo a 5V!

Si consiglia di montare tutti i componenti alla base dell'armadio in modo da poter rimuovere la parte superiore. (Ho fissato tutto alla parte superiore in modo da poter accedere facilmente alla scheda SD. L'unica cosa sulla base è il connettore CC. Questo non sarebbe un problema con un involucro stampato in 3D progettato su misura.)

Puoi usare nastro biadesivo o colla a caldo. Puoi persino fissare i moduli con piccoli bulloni.

Passaggio 5: test e mappa

Per testare il dispositivo, è necessario accenderlo. Il LED di feedback ti informerà sullo stato del dispositivo. Potrebbero essere necessari alcuni minuti (soprattutto la prima volta) per tracciare un numero sufficiente di satelliti. Una volta che può vedere abbastanza satelliti, l'ora e la posizione verranno registrate sulla scheda micro SD e il programma attenderà 20 secondi. Lo puoi dire dal LED. Sarà verde per pochissimo tempo, poi blu. Puoi giocherellare con il mio codice, se l'intervallo di registrazione è troppo breve per te (imposta la definizione del tempo di sospensione come desideri in millisecondi). Se il dispositivo non vede satelliti, il LED lampeggerà in ROSSO. Se ne vede qualcuno, ma non abbastanza, lampeggerà in GIALLO. Il dispositivo registrerà la posizione solo se traccia più di 5 satelliti e la qualità dei dati riportata dal GPS è 1. Registrerà la data, l'ora, la longitudine, la latitudine, la velocità, la qualità dei dati e il numero di satelliti tracciati. Se non è collegata alcuna scheda SD o non viene rilevata, il LED lampeggerà con luci ROSSE e BLU.

Per visualizzare il percorso sulla mappa, sono necessari i dati della scheda micro SD. Devi copiare il contenuto del file di registro txt e incollarlo su excel. Dovrai copiare le colonne di longitudine e latitudine del tuo foglio di lavoro.

Incolla i dati su questo sito per vedere i risultati:

www.gpsvisualizer.com/map_input?form=data

Devi deselezionare l'opzione "Apri in una nuova finestra". Potrebbe dare un avviso sui dati, ma non preoccuparti, funzionerà. Premi il pulsante "Disegna la mappa" molto velocemente e con forza e il gioco è fatto.

Passaggio 6: fatto e note

Hai fatto! C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶h̶s̶u̶a̶t̶i̶o̶n̶!̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶s̶u̶l̶a̶t̶i̶o̶n̶!̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶! Grazie!

Appunti:

• La connessione GPS richiede un po' di tempo per essere stabilita
• È più veloce se lo provi all'aria aperta, ma funziona anche su auto e camion
• Non utilizzare più di 12V per alimentare il dispositivo
• Il LED di feedback è opzionale
• I dati di data e ora possono essere danneggiati, nel qual caso i caratteri speciali vengono visualizzati nella posizione di caratteri danneggiati. Il modulo GPS invia i dati corrotti, quindi non sono riuscito a trovare una soluzione alternativa.
• Non guardare direttamente l'estremità operativa del dispositivo
• Non immergere il dispositivo in liquidi, nemmeno parzialmente

Quando si alimenta il dispositivo da 12V per un lungo periodo di tempo, il regolatore di tensione su Arduino potrebbe surriscaldarsi. Non è nell'intervallo caldo non funzionante o ripristinato, ma nell'intervallo caldo al tatto, ma dovrebbe andare bene. L'utilizzo di più di 12V potrebbe danneggiare il regolatore di tensione di bordo.

Ora sei pronto per usare questo piccolo gadget per registrare il tuo viaggio e mapparlo mentre mangi una torta. Una volta che hai finito, devo dire: Incredibile! Tu, Nome Soggetto Qui, devi essere l'orgoglio del Soggetto Città natale Qui.