Registrador GPS Arduino: 6 passos

2025 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Alguna vegada heu volgut registrar les vostres coordenades i comprovar la vostra ruta en un mapa? Comprovar la ruta d’un cotxe o camió? Veieu el seguiment de la vostra bicicleta després d’un llarg viatge? (O espia y̶o̶u̶r̶ ̶w̶i̶f̶e algú que utilitza el teu cotxe?:)) Tot és possible amb l'ajuda d'aquest petit dispositiu. S’anomena registrador de GPS, no rastrejador de GPS, ja que no teniu l’oportunitat de comprovar-lo en moviment. Les dades es guarden en una targeta SD i després podeu comprovar el vostre viatge.

El dispositiu és una petita caixa de plàstic amb un Arduino a l’interior. El Nano utilitza un mòdul GPS per rastrejar la seva posició i una targeta SD per registrar-lo. També hi ha un petit LED RGB per obtenir informació. Si coneixeu les coses que s’utilitzen, podeu fabricar aquest dispositiu en una hora. Vaig a escriure un pas a pas que es pugui instruir a la compilació, així que comencem.

Normalment faig servir la frase "targeta SD" durant les instruccions, però el que realment vull dir és una targeta micro SD.

Sé que qualsevol persona pot fer servir un telèfon intel·ligent per fer-ho, però, on hi ha la diversió?

PD: Confio completament en la meva dona (per ara:))

Subministraments

Coses que necessitareu:

• Taula compatible amb Arduino Nano
• Mòdul GPS (U-blox NEO 6M amb UART)
• Mòdul de targeta SD
• targeta SD
• LED RGB (opcional, però molt útil)
• Resistències per al LED (3 peces d’uns 330 Ohm, fins i tot poden ser 1K amb LED d’alta intensitat)
• Petita caixa de plàstic
• Connector de CC
• Endoll per encenedor de cotxe de 12V (opcional)

Eines:

• Soldador i soldador
• Eines bàsiques
• Trepant elèctric
• Cinta de doble cara o cola calenta (vaja, a tothom li encanta la cola calenta)
• PC per programar l'Arduino

Pas 1: perforar la caixa

Lamentablement, no tinc cap impressora 3D, de manera que he de demanar un petit recinte de plàstic a la Xina i fer-hi forats. La caixa ha de ser petita, però prou gran com per adaptar-se a tota l’electrònica. Si reuniu els components, definitivament us adonareu del gran que hauria de ser. Vaig demanar cinc petits recintes negres, ja que també en necessitava alguns per a un altre projecte. La carcassa no ha de ser metàl·lica, ja que el mòdul GPS no podrà rastrejar cap satèl·lit GPS.

Necessitareu dos forats. Un per al connector de CC i un per al LED. Si no voleu utilitzar un LED, evidentment només heu de foradar un forat. Per al meu connector de CC, necessitava un forat de 8 mm i per al LED un forat de 5 mm.

Pas 2: soldar

Si el Nano ve sense que les capçaleres estiguin soldades, podeu soldar-les al lloc o deixar-les tal qual, de manera que quedarà molt plana. Si decidiu no utilitzar les capçaleres, soldeu els components a l’Arduino al pas Connecting things. Si utilitzeu el Nano amb les capçaleres masculines, soldeu les capçaleres femenines als cables. És possible que vulgueu utilitzar tubs termorretractius per aïllar-ho tot bé.

Si decidiu utilitzar un LED RGB com he fet, haureu de soldar les resistències als càtodes. Faig servir un tipus d’ànode comú de LED. (Si utilitzeu un tipus de càtode comú, heu de soldar les resistències als ànodes, modificar el codi i connectar-lo a GND en lloc de 5 V.)

El mòdul GPS NEO-6M té 4 connectors. Només en farem servir 3, VCC, GND i Tx. El mòdul GPS utilitza comunicació en sèrie i utilitzarem el programari en sèrie per llegir-lo. VCC va a 5V, GND a GND i Tx al pin D9 d'Arduino.

El mòdul de la targeta micro SD té 6 connectors. Utilitza la comunicació SPI. Arduino D11 anirà a MOSI, D12 a MISO, D13 a SCK i D4 a Chip Select o CS.

Necessiteu dos cables per al connector de CC. Un és per a GND i l’altre per a 5-12V CC. Podeu utilitzar diverses fonts d'alimentació per alimentar el dispositiu. Podeu utilitzar un endoll de cigarrets per a cotxes de 12V (no un endoll de cigarretes de camions de 24V), bateries LiPo de 2 o 3 cel·les, bancs d’alimentació de 5V o qualsevol cosa que us doni 5-12V de CC.

Pas 3: Programació

Podeu utilitzar el meu esbós per registrar la posició del dispositiu o podeu escriure la vostra.

Si decidiu utilitzar el meu esbós, haureu de descarregar el codi del programa i la biblioteca SdFat. Extraieu els fitxers i moveu les carpetes a la vostra carpeta Arduino. La carpeta SdFat va a la carpeta de biblioteques.

Connecteu el vostre Arduino al vostre PC. Assegureu-vos que teniu instal·lats tots els controladors necessaris. A l’IDE Arduino, trieu la vostra placa i el port adequat. Obriu el projecte, premeu Upload i pregueu. Si tot va bé, no hauríeu d’haver-hi cap error i el microprogramari del registrador GPS ja està a punt per utilitzar-se.

No cal que creeu el fitxer de registre manualment, el programa en crearà un si no detecta cap log.txt a la targeta SD.

Pas 4: connectar coses

Hauríeu de fer les connexions tal com s’escriu a continuació. Les imatges poden ajudar. Assegureu-vos de tenir contactes segurs, ja que el dispositiu pot patir xocs o sacsejades durant el trajecte.

Connecteu l’ànode LED a Arduino 5V, VERMELL a D3, VERD a D5 i BLAU a D6. Podeu utilitzar altres pins si voleu, però tingueu en compte que també heu de canviar les definicions del codi del programa.

Connecteu el GPS VCC a Arduino 5V, GND a GND i Tx a D9.

Connecteu el mòdul SD MOSI a Arduino D11, MISO a D12, SCK a D13 i CS a D4. No podeu utilitzar altres pins per a aquestes connexions, l'única variable és CS, que heu de canviar al codi del programa.

Connecteu el GND del connector de CC a Arduino GND. Connecteu el 5-12V del connector de CC a Arduino VIN. No el connecteu a 5V!

Es recomana muntar tots els components a la base del recinte perquè es pugui treure la part superior. (Ho he assegurat tot a la part superior per poder accedir fàcilment a la targeta SD. L'únic que hi ha a la base és el connector de CC. Això no seria un problema amb un recinte imprès en 3D personalitzat).

Podeu utilitzar cinta de doble cara o cola calenta. Fins i tot podeu assegurar els mòduls amb cargols petits.

Pas 5: prova i mapa

Per provar el dispositiu, l’heu d’engegar. El LED de retroalimentació us indicarà l’estat del dispositiu. Pot ser que necessitin uns minuts (sobretot la primera vegada) per rastrejar prou satèl·lits. Un cop pugui veure prou satèl·lits, es registrarà el temps i la posició a la targeta micro SD i el programa esperarà 20 segons. Ho podeu dir mitjançant el LED. Estarà verd durant molt poc temps, després blau. Podeu jugar al meu codi si l'interval de registre és massa curt per a vosaltres (definiu la definició de temps de durada com vulgueu en mil·lisegons). Si el dispositiu no veu cap satèl·lit, el LED parpellejarà de vermell. Si en veu alguns, però no n’hi ha prou, parpellejarà de color GROC. El dispositiu només registrarà la posició si fa un seguiment de més de 5 satèl·lits i la qualitat de les dades reportada pel GPS és 1. Registrarà la data, l'hora, la longitud, la latitud, la velocitat, la qualitat de les dades i el nombre de satèl·lits rastrejats. Si no hi ha cap targeta SD connectada o no es detecta, el LED parpellejarà amb llums VERMELL i BLAU.

Per veure la vostra ruta al mapa, necessiteu les dades de la targeta micro SD. Heu de copiar el contingut del fitxer de registre txt i enganxar-lo a Excel. Haureu de copiar les columnes de longitud i latitud del full de càlcul.

Enganxeu les dades a aquest lloc web per veure els resultats:

www.gpsvisualizer.com/map_input?form=data

Heu de desmarcar l'opció "Obre en una finestra nova". Podria donar un avís sobre les dades, però no us preocupeu, funcionarà. Feu clic al botó "Dibuixa el mapa" de manera ràpida i dura i ja ho teniu.

Pas 6: Fet i notes

Estàs acabat! C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶h̶s̶u̶a̶t̶i̶o̶n̶! ̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶s̶u̶l̶a̶t̶i̶o̶n̶! ̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶! Reixes!

Notes:

• Cal establir la connexió GPS
• És més ràpid si el proveu a l’aire lliure, però també funciona en cotxes i camions
• No utilitzeu més de 12V per alimentar el dispositiu
• El LED de retroalimentació és opcional
• Les dades de data i hora es poden danyar, en aquest cas apareixen caràcters especials en posició de caràcters danyats. El mòdul GPS envia les dades danyades, de manera que no he pogut trobar cap solució.
• No mireu directament l'extrem operatiu del dispositiu
• No submergiu el dispositiu en líquid, ni tan sols parcialment

En alimentar el dispositiu des de 12V durant un llarg període de temps, el regulador de voltatge de l’Arduino pot escalfar-se. No es troba en el rang calent no funcionant o restablint, sinó en el rang més calent. Si utilitzeu més de 12V, podríeu danyar el regulador de voltatge incorporat.

Ara ja esteu a punt per utilitzar aquest petit gadget per registrar el vostre viatge i traçar-lo amb un pastís. Un cop hàgiu acabat, he de dir: Increïble! Vostè, Nom del subjecte aquí, ha de ser l'orgull de Subject Hometown Here.