Registratore GPS Raspberry Pi: 10 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Questa istruzione ti spiega come costruire un registratore GPS compatto con un Raspberry Pi zero. Il vantaggio principale di questo sistema è che include una batteria ed è quindi molto compatto.

Il dispositivo memorizza i dati in un file.nmea. I seguenti dati possono essere facilmente visualizzati in google earth:

• Posizione
• Velocità
• Altitudine
• Distanza

Questo sistema può essere utilizzato in luoghi dove non vuoi mettere il tuo smartphone, ad esempio:

• Longboard (soprattutto in discesa)
• Su un drone

Passaggio 1: materiale

Per realizzare questo istruibile è necessario il seguente hardware:

• Raspberry Pi Zero con adattatore HDMI e USB
• Scheda microSD
• Adafruit GPS
• Caricabatterie Powerboost Adafruit da 500 mAh
• Batteria Li-Po, che può fornire energia sufficiente per l'aumento di potenza (2500 mAh in tutoriel)
• PCB Stripboard (almeno 29x23 fori)
• filo di rame somme
• 2x resistori da 200 Ohm (o con più resistenza)
• 3 resistenze da 10 kiloohm
• LED verde e rosso (LED e pacco resistenze)
• 3x pulsanti

Gli strumenti di cui hai bisogno:

• computer con un lettore di schede SD
• keboard per il lampone pi
• display con HDMI
• Cavo HDMI
• cavo Ethernet
• Adattatore da USB a LAN
• Stazione di saldatura
• delle pinze per tagliare e piegare i fili di rame

Puoi usare un altro Raspberry Pi (non uno zero) per l'installazione se non hai gli adattatori giusti.

Avvertenza: le batterie al litio possono essere molto pericolose! Scegli una batteria Li-Po in grado di fornire energia sufficiente e dotata di un circuito di protezione integrato. Non sono responsabile in caso di incidente.

Passaggio 2: installa Raspberry Pi

Per installare il tuo Raspberry Pi devi scaricare due cose:

Win32diskImager: https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/Raspbian Jessy lite:

Assicurati di scaricare la versione a 32 bit di Raspbian.

Installa Win32DiskImager e aprilo. Seleziona il file Raspbianimg e una scheda SD vuota. Premi sul pulsante di scrittura, attendi fino a quando win32DiskImageha finito e rimuovi la scheda SD dal computer.

Passaggio 3: aggiungi script

Il modo più semplice per aggiungere lo script è copiarlo sulla scheda SD con un computer.

Copia i file da questo repository nella partizione della scheda SD o clona il repository sul raspberry pi e spostalo nella cartella /boot.

Repository Github:

E se ti piace programmare dai un'occhiata al mio Instagram:)

Passaggio 4: installa i pacchetti

Se hai l'adattatore ethernet e HDMI, collega il raspberry pi zero a un display HDMI e alla rete. Inserisci la scheda SD e avvia il Raspberry Pi. Se non si dispone degli adattatori, è possibile utilizzare un altro Raspberry Pi per l'installazione. In questo progetto ho utilizzato un lampone pi modello B.

Avvia il raspberry pi e inserisci il nome utente predefinito: pi e la password: raspberry. Digita il comando per avviare lo strumento di configurazione.

sudo raspi-config

Espandi il file system per assicurarti che venga utilizzata l'intera scheda SD e disabilita il terminale seriale nella sezione avanzata. Potresti anche voler cambiare la password, il layout della tastiera o abilitare SSH.

Prima di installare il pacchetto, riavvia il raspberry pi ed esegui un aggiornamento:

sudo apt-get update

Quindi installa tutti i pacchetti Python per la comunicazione con il GPS e GPIO.

sudo apt-get install python-dev python-rpi.gpio python-serial

Passaggio 5: configurare Crontab

Per questo lo script ascolta i pulsanti collegati al GPIO, abbiamo bisogno che venga eseguito subito dopo l'avvio di Raspberry Pi. Per fare questo abbiamo bisogno di crontab. Crontab è installato per impostazione predefinita.

sudo crontab -e

Se viene visualizzato un messaggio di errore, premi Invio.

alla fine del file, subito dopo i commenti, aggiungi la seguente riga:

@reboot sh /boot/gps.sh

Questo eseguirà lo script gps.sh dopo ogni avvio. Salva le modifiche e chiudi l'editor con CTRL+O e CTRL+X. Il tuo Raspberry Pi è ora pronto, puoi spegnerlo con:

sudo spegnilo ora

Passaggio 6: Schema PCB

Nelle foto vedete gli schemi che ho realizzato per il PCB di questo progetto.

Per lo schema PCB:

• Le linee verticali sono i ponticelli.
• I punti sono punti di saldatura
• I cerchi sono collegamenti a componenti esterni al PCB
• E le croci sono interruzioni nelle strisce di rame.
• I rettangoli sono resistori (il simbolo è quello europeo)
• Le linee orizzontali servono per capire meglio il circuito

La seconda immagine spiega ogni connessione esterna del PCB principale.

Potresti voler migliorare, cambiare i miei diagrammi o aggiungere altre funzionalità al circuito. Ad esempio, puoi aggiungere un sensore di temperatura, umidità o accelerazione. Ma tieni presente che hai bisogno di spazio per ogni componente (raspberry pi, gps, powerboost e batteria) e che il connettore USB powerboost deve essere accessibile per caricare la batteria.

Nota: i diagrammi sono viste dal lato rame dei PCB.

Passaggio 7: pulsanti di saldatura e LED

Per l'interfaccia utente taglia un piccolo PCB per saldare i LED e i pulsanti su di essi. Se il PCB ha righe di rame come nell'immagine, è necessario uno strumento per interrompere la striscia di rame. Se non hai uno strumento come questo, usa semplicemente qualcosa di appuntito come un pezzo di alluminio di un vecchio floppy disk.

Nella prima immagine si vede il PCB che è fatto, con un filo per ogni componente (LED o pulsante) e un filo di terra comune. Ciascuno di questi fili deve essere saldato al PCB principale.

Nota: il rame marrone sul PCB è dovuto al calore del saldatore.

Passaggio 8: preparare il PCB

Ritaglia un PCB con 23 linee e 29 colonne. È molto utile se il PCB ha file di rame e non solo anelli attorno a ciascun foro. Preparare i ponticelli da un filo per interconnettere le file del PCB. Interrompere la fila di rame nei punti mostrati nel diagramma dal passaggio 6 (croci).

Passaggio 9: saldatura PCB

Iniziare a saldare i ponticelli, perché sono il componente più piccolo. Tagliare tutto il filo e gli spilli in eccesso.

Continua con i resistori. Dopo le resistenze il PCB è fatto.

Ora dobbiamo preparare l'altro PCB (GPS, power boost e Raspberry Pi). Saldare i pin necessari a questi componenti (vedi diagramma).

Finalmente puoi saldare tutte le parti insieme. Attenzione alla saldatura, i connettori della batteria non devono toccarsi.

Per proteggere il dispositivo, mettilo in un cartone o in una scatola. Non è necessario, dipende da dove lo usi.

Passaggio 10: utilizzo

Metti la scheda SD installata nel pi zero e accendi il dispositivo commutando l'interruttore. Finché il LED rosso non si accende, il raspberry pi è pronto per registrare i dati GPS dal ricevitore GPS.

Il LED rosso sul ricevitore GPS probabilmente lampeggia una volta al secondo, questo significa che il ricevitore sta effettuando la ricerca dei satelliti. Vai all'aperto e aspetta qualche minuto, il lampeggio cambierà da una volta al secondo a una ogni 15 secondi, questo significa che ha trovato abbastanza satelliti per calcolare le coordinate.

Per avviare la registrazione delle coordinate premere il pulsante accanto al LED verde (inizio sul diagramma)