Arduino GPS Logger: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

هل سبق لك أن أردت تسجيل إحداثياتك والتحقق من مسارك على الخريطة؟ تحقق من مسار السيارة أو الشاحنة؟ هل ترى تتبع دراجتك بعد رحلة طويلة؟ (أو تجسس على y̶o̶u̶r̶ ̶w̶i̶f̶e شخص يستخدم سيارتك؟:)) كل هذا ممكن بمساعدة هذا الجهاز الصغير. يطلق عليه مسجل GPS ، وليس جهاز تعقب GPS ، حيث لا تتاح لك الفرصة للتحقق منه أثناء التنقل. يتم حفظ البيانات في بطاقة SD ويمكنك التحقق من رحلتك بعد ذلك.

الجهاز عبارة عن صندوق بلاستيكي صغير بداخله أردوينو. يستخدم Nano وحدة GPS لتتبع موقعه وبطاقة SD لتسجيله. يوجد أيضًا RGB LED صغير للتعليق. إذا كنت معتادًا على الأشياء المستخدمة ، يمكنك صنع هذا الجهاز في غضون ساعة. سأكتب خطوة بخطوة قابلة للتوجيه على الإنشاء ، لذا فلنبدأ.

عادةً ما أستخدم عبارة "بطاقة SD" أثناء التعليمات ولكن ما أعنيه حقًا هو بطاقة micro SD.

أعلم أنه يمكن لأي شخص استخدام هاتف ذكي للقيام بذلك ، ولكن أين المتعة في ذلك؟

ملاحظة: أنا أثق تمامًا في زوجتي (في الوقت الحالي:))

اللوازم

الأشياء التي سوف تحتاجها:

• لوحة متوافقة مع اردوينو نانو
• وحدة GPS (U-blox NEO 6M مع UART)
• وحدة بطاقة SD
• بطاقة الذاكرة
• RGB LED (اختياري ، لكنه مفيد جدًا)
• مقاومات LED (3 قطع من حوالي 330 أوم ، يمكن أن تكون 1K مع مصابيح LED عالية الكثافة)
• صندوق بلاستيك صغير
• موصل DC
• قابس ولاعة السجائر في السيارة 12 فولت (اختياري)

أدوات:

• لحام الحديد ولحام
• الأدوات الأساسية
• الحفر الكهربائية
• شريط لاصق مزدوج الوجه أو غراء ساخن (هيا ، الجميع يحب الغراء الساخن)
• جهاز كمبيوتر لبرمجة اردوينو

الخطوة 1: حفر الصندوق

للأسف ، لا أمتلك طابعة ثلاثية الأبعاد ، لذا يجب أن أطلب حاوية بلاستيكية صغيرة من الصين وأثقب عليها ثقوبًا. يجب أن يكون الصندوق صغيرًا ، لكنه كبير بما يكفي ليناسب جميع الأجهزة الإلكترونية بالداخل. إذا جمعت المكونات فسوف تدرك بالتأكيد حجمها. لقد طلبت 5 حاويات سوداء صغيرة ، حيث كنت بحاجة أيضًا إلى عدد قليل منها لمشروع آخر. يجب ألا يكون الغلاف من المعدن ، لأن وحدة GPS لن تكون قادرة على تتبع أي أقمار صناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

سوف تحتاج اثنين من الثقوب. واحد لموصل DC والآخر لمصباح LED. إذا كنت ترغب في عدم استخدام مؤشر LED ، فمن الواضح أنه ما عليك سوى حفر ثقب واحد. بالنسبة لموصل DC الخاص بي ، كنت بحاجة إلى فتحة 8 مم ، وللمصباح LED فتحة 5 مم.

الخطوة 2: اللحام

إذا جاء جهاز Nano الخاص بك بدون رؤوس ملحومة ، فيمكنك لحامها في مكانها أو تركها كما هي ، لذلك ستكون مسطحة حقًا. إذا اخترت عدم استخدام الرؤوس ، فقم بتوصيل المكونات بـ Arduino في خطوة توصيل الأشياء. إذا كنت تستخدم نانو مع رؤوس الذكور ، فقم بتوصيل رؤوس الإناث بالأسلاك. قد ترغب في استخدام أنابيب الانكماش الحراري لعزل كل شيء جيدًا.

إذا اخترت استخدام RGB LED كما فعلت ، فستحتاج إلى لحام المقاومات بالكاثودات. أستخدم نوعًا شائعًا من الأنود من LED. (إذا كنت تستخدم نوعًا شائعًا من الكاثود ، فيجب عليك لحام المقاومات في الأنودات ، وتعديل الكود وتوصيله بـ GND بدلاً من 5V.)

تحتوي وحدة GPS NEO-6M على 4 موصلات. سنستخدم فقط 3 منهم ، VCC و GND و Tx. تستخدم وحدة GPS الاتصال التسلسلي وسنستخدم البرنامج التسلسلي لقراءته. ينتقل VCC إلى 5V و GND إلى GND و Tx إلى Arduino pin D9.

تحتوي وحدة بطاقة SD الصغيرة على 6 موصلات. يستخدم اتصال SPI. سينتقل Arduino D11 إلى MOSI و D12 إلى MISO و D13 إلى SCK و D4 إلى Chip Select أو CS.

أنت بحاجة إلى سلكين لموصل التيار المباشر. أحدهما لـ GND والآخر لـ 5-12V DC. يمكنك استخدام مصادر طاقة مختلفة لتشغيل الجهاز. يمكنك استخدام قابس سجائر السيارة بجهد 12 فولت (وليس قابس سجائر الشاحنة بجهد 24 فولت) أو بطاريتين أو 3 بطاريات LiPo أو بنوك طاقة 5 فولت أو أي شيء يمنحك 5-12 فولت تيار مستمر.

الخطوة الثالثة: البرمجة

يمكنك استخدام الرسم التخطيطي الخاص بي لتسجيل موضع الجهاز أو يمكنك الكتابة بنفسك.

إذا اخترت استخدام الرسم الخاص بي ، فسيتعين عليك تنزيل رمز البرنامج ومكتبة SdFat. قم باستخراج الملفات ونقل المجلدات إلى مجلد Arduino الخاص بك. ينتقل مجلد SdFat إلى مجلد المكتبات.

قم بتوصيل Arduino بجهاز الكمبيوتر الخاص بك. تأكد من تثبيت جميع برامج التشغيل الضرورية. في Arduino IDE ، اختر اللوحة الخاصة بك والمنفذ المناسب. افتح المشروع ، واضغط على تحميل وصلاة. إذا سارت الأمور على ما يرام ، فلن تكون لديك أخطاء وأن البرنامج الثابت الخاص بمسجل GPS جاهز للاستخدام.

ليس عليك إنشاء ملف السجل يدويًا ، فسيقوم البرنامج بإنشاء ملف ، إذا اكتشف عدم وجود log.txt على بطاقة SD.

الخطوة 4: ربط الأشياء

يجب عليك إجراء الاتصالات كما هو مكتوب أدناه. يمكن أن تساعد الصور. تأكد من وجود جهات اتصال آمنة ، حيث قد يتعرض الجهاز لصدمات أو اهتزازات أثناء الركوب.

قم بتوصيل أنود LED بـ Arduino 5V و RED بـ D3 و GREEN بـ D5 و BLUE بـ D6. يمكنك استخدام دبابيس أخرى إذا كنت ترغب في ذلك ، ولكن ضع في اعتبارك أنه يجب عليك تغيير التعريفات في رمز البرنامج أيضًا.

قم بتوصيل GPS VCC بـ Arduino 5V و GND بـ GND و Tx بـ D9.

قم بتوصيل وحدة SD MOSI بـ Arduino D11 و MISO بـ D12 و SCK بـ D13 و CS بـ D4. لا يمكنك استخدام دبابيس أخرى لهذه الاتصالات ، المتغير الوحيد هو CS ، والذي يجب عليك تغييره في كود البرنامج.

قم بتوصيل GND لموصل DC بـ Arduino GND. قم بتوصيل 5-12 فولت من موصل التيار المستمر بـ Arduino VIN. لا تقم بتوصيله بجهد 5 فولت!

يُنصح بتركيب جميع المكونات على قاعدة العلبة بحيث يمكن إزالة الجزء العلوي. (لقد قمت بتأمين كل شيء إلى الأعلى حتى أتمكن من الوصول بسهولة إلى بطاقة SD. الشيء الوحيد الموجود في القاعدة هو موصل DC. لن تكون هذه مشكلة مع حاوية مطبوعة ثلاثية الأبعاد مصممة خصيصًا.)

يمكنك استخدام شريط لاصق مزدوج الوجه أو غراء ساخن. يمكنك حتى تأمين الوحدات بمسامير صغيرة.

الخطوة 5: الاختبار والخريطة

لاختبار الجهاز ، تحتاج إلى تشغيله. سيخبرك مؤشر LED الخاص بالتعليقات عن حالة الجهاز. قد يتطلب الأمر بضع دقائق (خاصة في المرة الأولى) لتتبع عدد كافٍ من الأقمار الصناعية. بمجرد أن يتمكن من رؤية عدد كافٍ من الأقمار الصناعية ، سيتم تسجيل الوقت والموقع في بطاقة micro SD ، وسينتظر البرنامج 20 ثانية. يمكنك معرفة ذلك من خلال مؤشر LED. سيكون أخضر لفترة قصيرة حقًا ، ثم أزرق. يمكنك العبث في الكود الخاص بي ، إذا كان الفاصل الزمني للتسجيل قصيرًا جدًا بالنسبة لك (اضبط تعريف وقت النوم على النحو المرغوب فيه بالمللي ثانية). إذا لم ير الجهاز أي أقمار صناعية ، فسيومض مؤشر LED باللون الأحمر. إذا رأى بعضًا ، ولكن ليس كافيًا ، فسيومض باللون الأصفر. سيقوم الجهاز بتسجيل الموقع فقط إذا كان يتتبع أكثر من 5 أقمار صناعية وكانت جودة البيانات التي أبلغ عنها نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هي 1. وسيسجل التاريخ والوقت وخط الطول وخط العرض والسرعة وجودة البيانات وعدد الأقمار الصناعية المتعقبة. إذا لم تكن هناك بطاقة SD متصلة أو لم يتم اكتشافها ، فسيومض مؤشر LED بأضواء حمراء وزرقاء.

لمعرفة مسارك على الخريطة ، تحتاج إلى البيانات من بطاقة micro SD. يجب عليك نسخ محتوى ملف سجل txt ولصقه في Excel. ستحتاج إلى نسخ أعمدة خط الطول وخط العرض لورقة العمل الخاصة بك.

الصق البيانات في هذا الموقع لمشاهدة النتائج:

www.gpsvisualizer.com/map_input؟form=data

يجب عليك إلغاء تحديد الخيار "فتح في نافذة جديدة". قد يعطي تحذيرًا بشأن البيانات ، لكن لا تقلق ، ستنجح. اضغط على زر "ارسم الخريطة" بسرعة وبقوة وهناك ستجده.

الخطوة 6: تم والملاحظات

انتهيت! C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶h̶s̶u̶a̶t̶i̶o̶n̶! ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶s̶u̶l̶a̶t̶i̶o̶n̶! ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶! جرات!

ملحوظات:

• يحتاج اتصال GPS إلى بعض الوقت ليتم إنشاؤه
• يكون أسرع إذا جربته في الهواء الطلق ، ولكنه يعمل أيضًا في السيارات والشاحنات
• لا تستخدم أكثر من 12 فولت لتشغيل الجهاز
• مؤشر LED للتعليقات اختياري
• يمكن أن تتلف بيانات التاريخ والوقت ، وفي هذه الحالة تظهر الأحرف الخاصة في موضع الأحرف التالفة. ترسل وحدة GPS البيانات الفاسدة ، لذلك لم أتمكن من العثور على حل بديل.
• لا تنظر مباشرة إلى النهاية التشغيلية للجهاز
• لا تغمر الجهاز في السائل ولو جزئيًا

عند تشغيل الجهاز من 12 فولت لفترة طويلة من الوقت ، قد يصبح منظم الجهد في Arduino ساخنًا. إنه ليس في نطاق عدم التشغيل أو إعادة التعيين الساخن ، ولكن في النطاق الساخن ولكن يجب أن يكون النطاق. قد يؤدي استخدام أكثر من 12 فولت إلى إتلاف منظم الجهد الكهربائي الموجود على اللوحة.

أنت الآن جاهز لاستخدام هذه الأداة الصغيرة لتسجيل رحلتك ورسم خريطة لها أثناء تناول كعكة. بمجرد الانتهاء ، يجب أن أقول: لا يصدق! أنت ، اسم الموضوع هنا ، يجب أن تكون فخرًا للموضوع مسقط الرأس هنا.