Registrador GPS Raspberry Pi: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Aquest instructiu explica com construir un registrador GPS compacte amb un raspberry pi zero. El principal avantatge d’aquest sistema és que inclou una bateria i, per tant, és molt compacte.

El dispositiu emmagatzema les dades en un fitxer.nmea. Les dades següents es poden mostrar fàcilment a Google Earth:

• Posició
• Velocitat
• Altitud
• Distància

Aquest sistema es pot utilitzar en llocs on no vulgueu posar el telèfon intel·ligent, per exemple:

• Longboard (sobretot de baixada)
• En un dron

Pas 1: material

Per fer-ho, necessiteu el següent maquinari:

• Raspberry Pi Zero amb adaptador HDMI i USB
• Targeta micro SD
• GPS Adafruit
• Carregador Powerboost Adafruit de 500 mAh
• Bateria Li-Po, que pot proporcionar energia suficient per augmentar la potència (2500mAh al tutori)
• PCB de taulers (com a mínim 29x23 forats)
• filferro de coure somme
• 2x 200 ohm resistències (o amb més resistència)
• Resistències de 3x 10 kiloohm
• LEDs verds i vermells (LED i paquet de resistències)
• Polsadors 3x

Les eines que necessiteu:

• equip amb un lector de targetes SD
• keboard per al raspberry pi
• pantalla amb HDMI
• Cable HDMI
• Cable Ethernet
• Adaptador USB a LAN
• Estació de soldadura
• unes tenalles per tallar i doblegar fils de coure

Podeu utilitzar un altre raspberry pi (no un zero) per a la instal·lació si no teniu els adaptadors adequats.

Advertència: les bateries de liti poden ser molt perilloses. Trieu una bateria Li-Po que pugui proporcionar prou energia i que tingui un circuit de protecció incorporat. No sóc responsable en cas d’accident.

Pas 2: instal·leu Raspberry Pi

Per instal·lar el vostre raspberry pi, heu de descarregar dues coses:

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

Assegureu-vos de descarregar la versió de 32 bits de Raspbian.

Instal·leu el Win32DiskImager i obriu-lo. Seleccioneu el fitxer Raspbianimg i una targeta SD buida. Premeu el botó d'escriptura, espereu fins que Win32DiskImager hagi acabat i traieu la targeta SD de l'ordinador.

Pas 3: afegiu script

La forma més senzilla d'afegir l'script és copiar-lo a la targeta SD amb un ordinador.

Copieu els fitxers d’aquest dipòsit a la partició de la targeta SD o cloneu el dipòsit al raspberry pi i moveu-lo a la carpeta / boot.

Dipòsit de Github:

I si us agrada programar la compra del meu Instagram:)

Pas 4: instal·leu paquets

Si teniu l’adaptador Ethernet i HDMI, connecteu el raspberry pi zero a una pantalla HDMI i a la xarxa. Introduïu la targeta SD i engegueu el raspberry pi. Si no teniu els adaptadors, podeu utilitzar un altre raspberry pi per a la instal·lació. En aquest projecte he utilitzat un raspberry pi model B.

Inicieu el raspberry pi i introduïu el nom d'usuari per defecte: pi i la contrasenya: raspberry. Escriviu l'ordre per iniciar l'eina de configuració.

sudo raspi-config

Amplieu el sistema de fitxers per assegurar-vos que s’utilitza tota la targeta SD i desactiveu el terminal sèrie a la secció avançada. És possible que també vulgueu canviar la contrasenya, el disseny del teclat o activar SSH.

Abans d’instal·lar el paquet, reinicieu el raspberry pi i feu una actualització:

sudo apt-get update

A continuació, instal·leu tots els paquets Python per a la comunicació amb el GPS i GPIO.

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

Pas 5: configureu Crontab

Per a això, l'script escolta els botons connectats al GPIO, el necessitem per executar-se just després d'iniciar el raspberry pi. Per fer-ho necessitem crontab. El Crontab està instal·lat per defecte.

sudo crontab -e

Si apareix un missatge d'error, només cal que premeu Retorn.

al final del fitxer, just després dels comentaris, afegiu la línia següent:

@reboot sh /boot/gps.sh

Això executarà l'script gps.sh després de cada inici. Deseu les modificacions i tanqueu l'editor amb CTRL + O i CTRL + X. El vostre raspberry pi ja està llest, el podeu apagar amb:

apagat sudo ara

Pas 6: Diagrama de PCB

A les imatges veieu els diagrames que vaig fer per al PCB d’aquest projecte.

Per al diagrama de PCB:

• Les línies verticals són els ponts.
• Els punts són punts de soldadura
• Els cercles són connexions a components fora del PCB
• I les creus són trencaments a les tires de cupers.
• Els rectangles són resistències (el símbol és el europeu)
• Les línies horitzontals són per comprendre millor el circuit

La segona imatge explica cada connexió externa del PCB principal.

És possible que vulgueu millorar, canviar els meus diagrames o afegir altres funcionalitats al circuit. Per exemple, podeu afegir un sensor de temperatura, humitat o acceleració. Però tingueu en compte que necessiteu espai per a cada component (raspberry pi, gps, powerboost i bateria) i que el connector USB del powerboost ha de ser accessible per carregar la bateria.

Nota: Els diagrames són vistes des del costat de coure dels PCB.

Pas 7: botons de soldadura i LED

Per a la interfície d'usuari, talleu un petit PCB per soldar els LED i els botons que hi ha. Si el PCB té fileres de coure com a la imatge, necessiteu una eina per interrompre la tira de cupper. Si no teniu una eina com aquesta, feu servir alguna cosa nítida com una peça d’alumini d’un disquet antic.

A la primera imatge es veu el PCB que es fa, amb un cable per a cada component (LED o botó) i un cable de terra comú. Cadascun d’aquests cables s’ha de soldar al PCB principal.

Nota: El coure marró del PCB es deu a la calor del soldador.

Pas 8: prepareu el PCB

Retalleu un PCB amb 23 línies i 29 columnes. És molt útil si el PCB agafa fileres de coure i no només sona al voltant de cada forat. Prepareu els ponts d’un cable per interconnectar les files del PCB. Interrompre la fila de coure als llocs que es mostren al diagrama des del pas 6 (creus).

Pas 9: soldar PCB

Comenceu a soldar els ponts, perquè són el component més petit. Talleu tot el filferro i els passadors que sobren.

Continueu amb les resistències. Després de les resistències, es fa el PCB.

Ara hem de preparar l’altre PCB (GPS, power boost i raspberry pi). Soldeu els passadors necessaris a aquests components (vegeu el diagrama).

Finalment, podeu soldar totes les peces juntes. Tingueu cura de soldar, els connectors de la bateria no s’han de tocar.

Per protegir el dispositiu, poseu-lo en un cartró o una caixa. No és necessari, depèn d'on l'utilitzeu.

Pas 10: Ús

Introduïu la targeta SD instal·lada al pi zero i engegueu el dispositiu canviant l'interruptor. Fins que no s’encengui el LED vermell, el raspberry pi està a punt per enregistrar les dades GPS del receptor GPS.

És probable que el LED vermell del receptor GPS parpellegi una vegada per segon, cosa que significa que el receptor està buscant satèl·lits. Sortiu a l’aire lliure i espereu uns minuts, el parpelleig canviarà d’una vegada a cada 15 segons, això vol dir que ha trobat suficients satèl·lits per calcular les coordenades.

Per començar a gravar les coordenades, premeu el botó situat al costat del LED verd (comenceu al diagrama)