Registrador de dades GPS sense fils per a la vida salvatge: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

En aquest instructiu, us mostrarem com fer un petit i barat registrador de dades GPS basat en Arduino, amb capacitat sense fils.

L’ús de telemetria per estudiar el moviment de la vida salvatge pot ser una eina molt important per als biòlegs. Us pot dir on viuen els animals, on s’alimenten i fins on viatgen cada dia. Els biòlegs utilitzen aquesta informació per ajudar a conservar els animals i el seu entorn.

Vam fer servir aquest registre de dades en guineus voladores (també anomenades ratapinyades de fruita) i, juntament amb altres, vam descobrir que les guineus voladores volen més de 40 km cada nit, tornant a alimentar-se al mateix arbre.

Aquest registrador de dades:

• té una autonomia sense fils de més de 2 km
• una durada de la bateria superior a 2 setmanes (utilitzant la bateria descrita a Materials i eines)
• transmet la seva ubicació actual en un "batec del cor" cada 5 minuts
• pot emmagatzemar 100 ubicacions a la seva EEPROM
• i pot transmetre o "bolcar" aquestes dades al vostre receptor diàriament o quan se us demani

En desenvolupar un petit i barat registrador de dades GPS basat en Arduino, amb capacitat sense fils, hem proporcionat a estudiants, científics ciutadans i grups comunitaris l’equip necessari per estudiar el moviment de la seva fauna local.

Pas 1: materials i eines

Per construir aquest material instructiu, haureu d’ordenar l’espai dels fabricants, reunir els materials (a sota) i connectar el soldador. Si no sabeu quin extrem de la planxa s’escalfa (consell: és el final punxegut), probablement hauríeu de trobar un amic que us ajudi.

1 x Arduino Pro Mini 328 - 3,3 V / 8 MHz

1 x GTOP LadyBird 1 (PA6H) mòdul GPS

2 transceptors HM-TRP 433Mhz RF FSK

Aquí a Austràlia utilitzem 433Mhz, es posa a disposició dels aficionats sota la llicència de classe de Radiocomunicacions (Dispositius amb potencial d’interferència baixa) 2015. Segons la vostra ubicació, és possible que hàgiu d’utilitzar un transceptor que funcioni amb una altra freqüència. Proveu l'HM-TRP 868Mhz RF FSK Transceiver o l'HM-TRP 915Mhz RF FSK Transceiver.

1 x bateria de liti AXIAL 1 / 2AA 3.6v

1 x 10k ohm resistències de pel·lícula metàl·lica de 0,5 watts - paquet de 8

Pas 2: Comenceu amb un Arduino Pro Mini

1. Soldeu els passadors de capçalera al tauler
2. Traieu el botó de restabliment

Vegeu la imatge superior per obtenir alguns consells.

Pas 3: Connexió del mòdul GPS a la placa Arduino

Seguiu les imatges anteriors

Familiaritzeu-vos amb el full de dades del GPS o, simplement, podeu fer-lo servir.

1. Soldeu una longitud de fil vermell al pin 4 del mòdul GPS (VBACKUP)
2. Soldeu una longitud de fil negre al pin 12 del mòdul GPS (GND)
3. Feu servir cinta de doble cara per connectar el GPS a la part inferior de la placa Arduino
4. Doblegueu el cable negre a la part inferior de la placa Arduino i soldeu-lo a GND (al costat de RAW!)
5. Premeu una cama de resistència a través del pin 9 de la placa Arduino i soldeu-lo al pin 1 del mòdul GPS
6. Tallar i doblegar la pota de la resistència cap avall als passadors 9, 8, 7 i 6 i soldar
7. Doblegueu el cable vermell a la part superior de la placa Arduino i soldeu-lo a VCC
8. Premeu una cama de resistència a través dels pins 5 i 4 de la placa Arduino i soldeu-los als pins 9 i 10 del mòdul GPS
9. Tallar les potes de la resistència amb la placa Arduino i soldar

El vostre mòdul GPS ja està a punt per provar-lo.

Pas 4: proveu el mòdul GPS

Sempre és una bona idea provar el mòdul GPS abans de continuar.

1. Instal·leu Arduino IDE al vostre ordinador
2. Pengeu el codi següent al registrador de dades mitjançant un desglossament FTDI - 3,3V
3. Obriu el monitor sèrie a Arduino IDE, ara hauríeu de poder veure les dades que es transmeten des del vostre mòdul GPS a la placa Arduino.
4. També podeu fer servir altres programes com u-center per llegir les dades del GPS i proporcionar-vos altra informació, com ara quants satèl·lits es poden veure i la precisió de les vostres dades d’ubicació.

No ho oblideu, és possible que hàgiu de sortir a l’exterior perquè el mòdul GPS pugui captar els senyals dels satèl·lits.

Pas 5: passar a la xarxa

Mireu el full de dades d’aquest transceptor. Quina placa tan intel·ligent, transmet fins a un Xbee Pro de 60 mW amb una antena de fil, però utilitza molt menys corrent perquè la nostra bateria duri més!

1. Soldeu una resistència de 10K a la part superior de la placa transceptor entre VCC i ENABLE, això farà que ENABLE arribi a dormir, badalleu !!!
2. Soldeu una longitud de filferro a la part inferior de la placa transceptora entre VCC i CONFIG;
3. Poseu una mica de cinta d’aïllament al lateral del mòdul GPS, cosa que evitarà que la placa transceptora es faci curta al lateral de la caixa del mòdul GPS.
4. Soldeu una altra longitud de fil vermell a VCC, groc a TX, negre a GND, blanc a RX i blau a ACTIVAT
5. Col·loqueu el tauler transceptor a la peça restant de cinta de doble cara
6. Tireu el cable vermell per sota de la placa Arduino i soldeu-lo a VCC
7. Primer estireu el cable negre sobre la resistència i, a continuació, baixeu-lo per sota de la placa Arduino, soldeu-lo a GND
8. A continuació, groc al pin 2, blanc al pin 3 i blau al pin A2

Quin esforç. Ben fet, hi arribareu!

Pas 6: necessitareu un receptor

No té gaire sentit tenir un registrador de dades GPS sense fils si no teniu un receptor i no podria ser més fàcil que aquesta configuració.

1. Agafeu el vostre segon transceptor, n’heu obtingut dos, oi!
2. Soldeu una longitud de fil vermell entre VCC i CONFIG
3. Soldeu una longitud de fil negre entre GND i ENABLE
4. Soldeu una altra longitud de fil vermell a VCC, negre a GND, groc a TX i blanc a RX
5. Ara col·loqueu uns passadors de capçalera al trencament FTDI
6. Soldeu el fil vermell a VCC, el fil negre a GND, el groc a RX i el blanc a TX (vegeu com hem invertit els cables que connecten TX i RX, complicat, complicat, oi!)

Ara estem preparats per a una comunicació sense fils.

Pas 7: una nota sobre les antenes

Les antenes marquen la diferència, però amb la vida salvatge, en algunes ocasions les hem de mantenir petites.

La millor antena per al vostre registrador de dades i receptor és una antena dipol, simplement heu de soldar un cable de 173 mm de longitud al pin ANT del transceptor i un cable de 173 mm de longitud separat al pin GND. Aquesta combinació ens donarà una línia de visió de més de 2 km.

De vegades no es poden passar cables, la vida salvatge en general té dents grosses i mossega, mastega i destrueix antenes o fins i tot registres de dades. Per amagar les antenes, podeu enrotllar-les, es diu antena helicoïdal o de molla. Simplement envolteu el cable al voltant d’un petit tornavís, comenceu al final i feu-lo rodar cap al transceptor.

P. S. saps què més fa que sigui una gran antena, un líder de filferro de pesca? Generalment són de filferro d’acer trenat amb un recobriment de plàstic, extremadament resistents i molt flexibles. Excel·lent per a ús en animals salvatges que poden estar arrossegant-se per sota o al voltant de la vegetació.

Pas 8: provar les ràdios

1. Carregueu el codi següent al registre de dades mitjançant un desglossament FTDI - 3,3V
2. Traieu el registrador de dades de la connexió FTDI i enceneu-lo mitjançant la bateria o qualsevol altra font d'alimentació de 3,3 V, + a VCC i - a GND
3. Introduïu el receptor al dispositiu FTDI (normalment haureu d’eliminar el dispositiu FTDI del port USB dels vostres ordinadors abans de canviar de perifèric)
4. Inicieu Arduino IDE i obriu el monitor de sèrie
5. Estableix el monitor sèrie a 9600 bps i "Sense final de línia"
6. Escriviu 'tx' i feu clic a Envia
7. Heu de rebre un missatge del registrador de dades GPS que digui "TEST OK!"

Pas 9: desplegament del registre de dades GPS sense fils

Això és tot, la prova completa, ara pengeu el codi següent amb Arduino IDE i el vostre FTDI breakout i ja heu acabat. Ara teniu un registrador de dades GPS sense fils per utilitzar-lo en animals salvatges.

Conegueu el registre de dades abans de desplegar-lo, apreneu a escoltar els batecs del cor mitjançant el receptor i el monitor sèrie (n’hi haurà un cada 5 minuts i no us oblideu que el registrador de dades ha d’estar fora). Un cop hàgiu rebut el batec cardíac, teniu 5 segons per escriure 'tx' i fer clic a Envia. Totes les dades es "deixaran" a la pantalla, només cal que copieu i enganxeu al programari de mapatge que vulgueu.

Familiaritzeu-vos amb el codi, el podeu canviar per fer el que vulgueu. Seguint un ós, bé, per què no fer servir una bateria més gran i rebre un batec del cor cada minut?

No us diré com empaquetar el vostre registre de dades ni com adjuntar-lo a la vostra vida salvatge, és a dir que decidiu vosaltres i el vostre comitè d'ètica. Us diré que simplement hem encapsulat els nostres registradors de dades amb termorretracció, que podríeu "posar-los" en epoxi si voleu alguna cosa més resistent.

Un gran crit a tota la gent que em va ajudar amb això al llarg dels anys i molta sort amb el vostre registrador de dades GPS sense fils.

Primer premi del Concurs de Wireless

Primer premi del Concurs Arduino 2017