Energiją taupantis GPS su „E-Ink“ekranu: 4 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Kiekvieną vasarą einu į žygius atokiose vietose. Kartais, kai takas neryškus ar net išnyksta, turiu naudoti telefono GPS, kad gaučiau koordinates, o tada patikrinti savo padėtį popieriniame žemėlapyje (dažnai neturiu signalo, todėl popieriniai žemėlapiai yra privalomi). Norėdami taupyti telefono bateriją, nusprendžiau sukurti mažos galios GPS įrenginį, pagrįstą arduino ir naudojant „E-Ink“ekraną. „E-Ink“ekranui reikia tik energijos, kad ekranas būtų aktualus, todėl jis puikiai tinka energiją taupantiems įrenginiams.

Koks yra šio GPS principas?

GPS įjungiate paspausdami mygtuką, ekranas parodo jūsų buvimo vietą, aukštį ir palydovų skaičių, naudojamą jūsų buvimo vietai apskaičiuoti, ir automatiškai išsijungia, kad taupytų akumuliatorių. „E-Ink“ekrano dėka jūsų buvimo vieta ekrane išlieka net ir išjungus GPS. Galite pakeisti GPS naudojamą koordinačių sistemą (ilguma/platuma dešimtainiais laipsniais, UTM sistema ir jos variantai …) naudodami mygtukus, kad galėtumėte ją naudoti su daugelio šalių žemėlapiais.

Per šį mažą projektą išmokau tiek daug dalykų ir tikiuosi, kad jums bus taip smagu, kaip man tai darant!

Atsakomybės apribojimas:

Esu pakankamai įsitikinęs šia konstrukcija, todėl galėsiu juo naudotis ir kitų žygių metu, tačiau telefoną visada turėsiu kaip atsarginį GPS. Jei nesate tikri, ką darote, patariu nusipirkti komercinį GPS, o ne susikurti jį patys. Aš raginu jus patikrinti grandinę ir kodą patys, ir aš negaliu būti atsakingas, jei GPS, kurį sukūrėte pagal šią instrukciją, jums nepavyksta

Kitas dalykas: šis GPS neveiks Norvegijoje, o Svalbardas - UTM režimu. Iš tiesų, UTM tinklelis šiose vietose nėra suprojektuotas vienodai, palyginti su likusiu pasauliu, ir aš negalėjau įtraukti šios specifikos į arduino dėl atminties apribojimų …

Prekės

- 1 x „Arduino Nano“

- 1 x „Ublox-6m“GPS modulis

- 1 x „E-Ink“ekranas su moduliu. Aš naudojau šį:

www.amazon.fr/gp/product/B072Q4WTWH/ref=pp…

- 1 x 18650 ličio jonų baterija (apie 2000 mAh turėtų pakakti)

- 1 x 18650 baterijos laikiklis

- 1 x įkrovimo ir apsaugos modulis, skirtas ličio jonų baterijoms, pagrįstoms tokiu TP4056:

www.amazon.fr/gp/product/B0798M12N8/ref=pp…

- 1 x dviejų padėčių jungiklis (ON/OFF tipo)

- 3 maži mygtukiniai jungikliai

- 1 x 1 MΩ rezistorius

- 1 x bendrosios paskirties N kanalo „mosfet“(vieną išėmiau iš kompiuterio maitinimo bloko)

- 1 x striptizo lenta

- Laidai

- 1 x duonos lenta prototipų kūrimui

1 žingsnis: GPS prototipų kūrimas

Pirmiausia turite surinkti įrenginį ant duonos lentos, kad išbandytumėte komponentus ir arduino kodą.

Maitinimas GPS

Maitindamas įrenginį, naudoju 2000 mAh talpos Li-Ion 18650 bateriją. Tokio tipo akumuliatorius, kaip ir Li-Po akumuliatorius, reikia įkrauti ir iškrauti kontroliuojamu būdu. Įkrovus akumuliatorių netinkamu būdu, gali užsidegti ar net sprogti kaip „Li-Po“! Norėdami jį įkrauti naudodami klasikinį telefono įkroviklį, turite naudoti modulį TP4056.

Šiame pirmame žingsnyje jums tereikia lituoti teigiamą (raudoną) laidą iš akumuliatoriaus laikiklio į modulį B+ ir neigiamą (juodą) laidą iš akumuliatoriaus laikiklio į B-. Tada jūs turite lituoti laidus prie modulio OUT+ ir OUT-, jie vėliau prisijungs prie įrenginio.

SVARBU: Kai įrenginys bus baigtas, turėsime prijungti arduino prie kompiuterio, kai tai padarysite, IŠ TIKRŲJŲ SVARBU IŠ NURĖTI BATERIJĄ IŠ ĮRENGINIO, kitaip yra pavojus, kad arduino pradės krauti akumuliatorių neteisingai, ir vėl kyla pavojus, kad jis užsidegs.

Sujungti daiktus ant duonos lentos

Kitas žingsnis gali būti šiek tiek sudėtingas: turite prijungti viską prie duonos lentos, kad ji atitiktų aukščiau pateiktą schemą.

Mažas patarimas: skirkite kuo daugiau vietos savo duonos lentoje ir … neskubėkite;)

2 veiksmas: įkelkite kodą

Dabar atėjo laikas įkelti kodą į arduino!

Pirmiausia įsitikinkite, kad baterija išimta iš akumuliatoriaus laikiklio, tada prijunkite arduino prie kompiuterio, įkelkite pridėtą arduino kodą ir atjunkite arduino. Pagaliau galite įdėti bateriją į prietaisą.

Jei turite klausimų apie kodą, nedvejodami paklauskite jų žemiau esančiame komentarų skyriuje!:)

3 žingsnis: priverskite tai veikti

Dabar leiskite man paaiškinti, kaip šis GPS iš tikrųjų veikia:

Kai paspausite mygtuką, jungiantį žemę ir +5 V kaiščius nuo arduino, maždaug 3 sekundes GPS įsijungs.

GPS gali būti paleistas dviem skirtingais režimais: konfigūracijos režimu ir faktiniu GPS režimu. Norėdami pasirinkti įkrovos režimą, turite pakeisti dviejų padėties jungiklių, prijungtų tarp A0 ir žemės, padėtį.

Konfigūracijos režimas: šiuo režimu galite pasirinkti, ar GPS rodys jūsų buvimo vietą (platumą, ilgumą, aukštį ir palydovų skaičių, naudojamą jūsų buvimo vietai apskaičiuoti) dešimtainiais laipsniais, ar norite, kad ji rodytų jūsų buvimo vietą (rytų, šiaurės, aukščio, zona ir palydovų, naudojamų jūsų vietai apskaičiuoti, skaičius), suprojektuoti UTM tinklelyje (arba bet kuriame jo variante, kaip pamatysime vėliau). Norėdami perjungti rytų/šiaurės ir platumos/ilgumos režimus, tiesiog paspauskite mygtuką, jungiantį A1 su žeme, kol ekrane pasirodys „MODE: E/N“(rytų/šiaurės kryptims) arba „MODE: L/L“(platumai) /Ilguma).

Jei norite, kad jūsų koordinatės būtų dešimtainiais laipsniais, pasirinkite „L/L“režimą ir tada perjunkite dviejų pozicijų jungiklį į GPS režimą. Dabar jūsų nustatymai išsaugomi „arduino“atmintyje, o įrenginys sinchronizuos su palydovais ir parodys jūsų padėtį, aukštį ir palydovų skaičių, naudojamą jūsų vietai apskaičiuoti. Saugokitės: jūs turite būti lauke arba prie lango, kad GPS galėtų išgirsti palydovus! Tada prietaisas automatiškai išsijungia, kad būtų taupoma baterija.

Norėdami rasti savo vietą žemėlapyje, greičiausiai turėsite naudoti savo rytų ir šiaurės koordinates. Ši sistema iš tikrųjų yra jūsų GPS koordinačių projekcija tinklelyje. Dažniausiai žemėlapis bus graduotas UTM sistemoje, tačiau kai kurios šalys naudoja šios sistemos variantą, todėl, norėdami pasirinkti tarp UTM sistemos ir žemėlapio varianto, turite nustatyti kitą parametrą.

Norėdami rasti savo žemėlapio sistemą, dažnai turite patikrinti mažus Raštus jo kampe. Jei jūsų žemėlapis yra UTM sistemoje, GPS parametrų nustatymas yra paprastas: tiesiog paspauskite mygtuką, jungiantį A2 su žeme, kad ekrane būtų rodoma „ZONE: AUTO“.

Daugelyje šalių žemėlapiai yra vietinio UTM sistemos varianto: pavyzdžiui, Švedijoje žemėlapiai dažnai yra SWEREF 99 TM sistemoje. Ši sistema naudoja tą pačią projekciją kaip ir UTM sistema 33 zonoje, bet išplėsta į visą šalį! Tai reiškia, kad jei naudosite SWEREF 99 TM žemėlapį, turėsite rankiniu būdu nustatyti GPS zoną iki 33. Norėdami tai padaryti, paspauskite mygtuką A2, jungiantį žemę, kol ekrane pasirodys „ZONE: AUTO“, tada paspauskite mygtuką, jungiantį A1 su žeme, kol ekrane pasirodys „ZONE: 33“. Panašiai Suomijoje dauguma žemėlapių naudoja ETRS-TM35 sistemą, kuri yra UTM sistema 35 zonoje, išplėstoje į visą šalį (todėl čia turėtumėte pasirinkti „ZONE: 35“). Daugelis šalių turi tokius UTM sistemos variantus.

Kai teisingai nustatysite GPS parametrus, tiesiog perjunkite dviejų padėčių jungiklį į GPS režimą, dabar jūsų nustatymai bus išsaugoti ir įrenginys sinchronizuos su palydovais, parodys jūsų padėtį ir išsijungs.

GPS režimas:

Įrenginys bus paleistas ir tiesiogiai parodys jūsų pozicijas pagal jo atmintyje išsaugotus parametrus. Atspausdinus vietą, prietaisas išsijungs tiesiogiai, kad taupytų akumuliatorių.

4 žingsnis: lituokite komponentus ant juostos plokštės ir surinkite įrenginį

Dabar, kai viskas veikia, lituokite komponentus ant juostos pagal schemą. Galite pradėti nuo to, kaip sudėjote komponentus ant juostos, kaip pradinį juostos dizaino projektą. Nesivaržykite subraižyti vario nuo kai kurių juostelių, kad sukurtumėte kompaktiškesnę grandinę.

Svarbu: nepamirškite pašalinti vario per arduino kaiščius;)

Galiausiai karštais klijais priklijuokite ekraną, akumuliatoriaus laikiklį ir GPS modulio anteną prie juostos. Jei reikia, naudokite izoliacinę elektros juostą, kad išvengtumėte trumpojo jungimo.

Norėdami užbaigti įrenginį, dabar turite dvi galimybes: galite internete ieškoti plastikinės dėžutės, kuri atitiktų jūsų gatavo GPS matmenis (turėsite iškirpti skyles ekranui, mygtukams, jungikliui ir USB įkroviklio įvestis) arba galite 3D spausdinti plastikinį dėklą, kuris puikiai tiktų jūsų konstrukcijai.