Senis ir „Arduino“GPS: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Taigi šis tingus senas geikas (L. O. G.) jau kelerius metus nesugeba atlikti „Instructable“. Būdamas 70 metų, smegenys neveikia taip gerai, kaip anksčiau, ir sunku sutelkti dėmesį į didelius projektus, jau nekalbant apie bandymus apie juos rašyti.

(Aš dalyvauju „Arduino“konkurse.)

Tačiau padedamas mano mylinčio šuns, Sadie ir mano CPAP aparato, aš pabandysiu. Sadie yra mano antidepresantas, palaiko mano nuotaiką ir kiekvieną rytą vaikščiojame. Mano CPAP padeda man geriau miegoti ir todėl šiek tiek geriau galvoti.

GPS: Na, mane visada domino GPS. Dauguma komercinių GPS gali nustatyti tik 2-3 metrus. Mano pusbrolis, didelis ūkininkas, sako, kad jo įranga gali būti daug geresnė. Žinau, kad vienas iš vietinių ūkininkų naudoja savo „John Deere“traktorius, kad sodintų pasėlius į vagas, naudodamas pasirinktinį GPS.

Aš daug laiko praleidžiu naršydamas internete ir skaitau apie nebrangias GPS, kurios gali būti iki centimetrų! Neįtikėtina. Iš praktinės pusės man to tikrai nereikia. Kai einu pasivaikščioti, man tikrai nereikia tiksliai žinoti, kur esu. Net kelionėse keliuose naudoju išmanųjį telefoną su „Android Auto“, kad praneščiau, kur esu.

Bet aš taip pat esu technikas, todėl pradėjau ieškoti GPS mėgėjams. Vienas iš populiariausių buvo „Adafruit Ultimate GPS“.

www.adafruit.com/?q=ultimate

1 žingsnis: „Adafruit“plunksna

Na, viena iš „Adafruit Ultimate GPS“versijų yra „Featherwing“. Dabar aš niekada negirdėjau apie „Adafruit Feather“seriją, taigi daugiau naršymo. Oho, „Adafruit“ir „Lady Ada“sukūrė visą krūvą mikrovaldiklių ir priedų, pagrįstų maža platforma „Feather“. „Arduinoites“tai panaši į pagrindinę „Arduino UNO“platformą, tačiau mažesnė ir naujesnė. „Adafruit“taip pat sukūrė visą programinę įrangą, kad ji galėtų būti suderinama su „Arduino“programine įranga.

Aš labai vertinu darbą, kurį Adafruit ir Lady Ada padarė pasidaryk pats, ir man labai patiko „Feather M4 Express“:

www.adafruit.com/product/3857

Skirtingai nuo standartinio „Arduino“su 16 MHz dažniu, jis yra itin greitas su 120 MHz dažniu. Tai 3,3 V, kuris yra beveik naujas naujos „pasidaryk pats“elektronikos standartas. Jis suderinamas su „Arduino“, su kuriuo aš gana gerai susipažinęs, be to, jį galima užprogramuoti naudojant „Circuit Python“(„Adafruit“pasirinktinė „Python“versija). Esu senas ir man sunku išmokti naujų dalykų, tačiau tai suteiktų man galimybę išsišakoti.

Taigi aš užsisakiau naudotą per ebay ir taip pat užsisakiau vieną iš „Mouser“. „Amazon“, „Mouser“ir „DigiKey“turi kai kuriuos „Adafruit“produktus. Aš norėčiau nusipirkti tiesiai iš „Adafruit“, bet tuo metu jie neturėjo visų „FeatherWings“, kuriuos norėjau gauti. Šiuo atveju pigiau užsisakyti daug prekių vienu metu, kad nereikėtų mokėti tiek siuntimo išlaidų. Mano atveju, trijų prekių siuntimas kainuoja tiek pat, kiek vienas.

PROBLEMA: „JST2.0“akumuliatoriaus jungtis „M4express“. Jau seniai nusipirkau krūvą JST2.0 maitinimo jungčių, kaip parodyta paveikslėlyje. Deja, raudona/juoda yra priešinga tam, ką naudoja „M4express“, ir aš turiu daug baterijų ir projektų, naudojančių šį poliškumą.

O, gerai. Pasakiškai lengva nuimti laidus nuo jungties ir pakeisti jų padėtį. Taigi tai padariau su keliomis baterijomis ir vienu „LiPo“įkrovikliu. Užtepiau ant jų raudoną nagų laką, todėl tikiuosi, kad jie nesusimaišys.

„M4express“pasirinkau naudoti antraštes su moterimis su ilgais kaiščiais. Žiūrėkite paveikslėlį. Tai leido „FeatherWings“, kaip ir mano GPS, prijungti prie viršaus. Be to, „M4express“galima prijungti prie „FeatherWings“, pavyzdžiui, 3,5 colio TFT, kurį nusipirkau.

Šiai programai smeigtukai nenaudojami, todėl turėjau mažą „Protoboard“ir prijungiau „M4express“, kad kaiščiai nebūtų atidengti ir negalėtų sulenkti, kai nešiojuosi.

2 žingsnis: Mano GPS „FeatherWing“

„Adafruit Ultimate GPS Featherwing“

www.adafruit.com/product/3133

Vienas iš puikių dalykų, kurie man patinka „Adafruit“, yra tai, kad jie labai dokumentuoja savo produktus, manau, kad mėgėjai gali sukurti savo. Dabar „M4express“turi SMD mikrovaldiklį, kuris yra per mažas tokiam senoliui kaip aš dirbti, todėl nusipirkau porą, o ne bandžiau ją sukurti. Tačiau „FeatherWing Ultimate GPS“yra šiek tiek geresnis, todėl nusprendžiau pabandyti pasidaryti savo. Taigi aš užsisakiau „MediaTek“(„GlobalTop“) GPS MTK3339 modulį iš „Ebay“arba „Aliexpress“(nepamenu). Kartais tai vadinama „LadyBird1“.

Taigi, naudodamas „Eagle Cadsoft“(dabar „Autodesk“) programinę įrangą, nukopijavau „Adafruit“schemą ir ją pakeičiau. Pirma, galiu gaminti tik vienpuses PCB, o antra - neturiu daug SMD komponentų, todėl supaprastinau.

GPS_MTK3339.zip

Taigi aš padariau PCB naudodamas savo dažų perkėlimo metodą:

www.instructables.com/id/Vinyl-Sticker-PCB-How-To/

PROBLEMOS: Kaip kartais prisimenu, aš esu senas ir turiu keletą problemų. Dažniausiai nematau artimo vaizdo taip gerai, todėl naudoju vieną iš šių mėgėjų įrankių ir apšviestą didinamąjį stiklą (žr. Paveikslėlius), kurį gavau iš „Aliexpress“. Aš naudoju „Aoyue“lituoklį, kad galėčiau kontroliuoti temperatūrą ir pasirinkti litavimo antgalius.

Nepaisant viso to, turėjau daug problemų lituodamas GPS modulio kaiščius ir u.fl antenos jungtį. Be to, skylėms gręžti naudoju „Dremel“klono įrankį. Aš niekada negaliu gręžti tiesių skylių, bet, laimei, viską pavyko padaryti.

Beje, aš užsisakiau keletą SMD 0805 ferito karoliukų, bet niekada jų taip nelaukiau. Tuo tarpu aš lituodavau laidą per kontaktus, kad jis veiktų. Ferito karoliukas turėtų sumažinti GPS lusto įtampos kaiščio keliamą triukšmą.

3 žingsnis: „MicroSD“kortelių skaitytuvas

Gerai, todėl GPS veikė gana gerai, tačiau jis veikė tik tada, kai buvo prijungtas prie kompiuterio, kad galėtumėte pamatyti, kas vyksta. Kad būtų naudingiau, man reikia kažko, kas nėra pririšta prie kompiuterio, pvz., Ekrano ar „micro SD“kortelės. Kol kas norėjau išsaugoti GPS informaciją. „Adafruit“turi keletą „FeatherWings“su „microSD“kortelėmis, pvz., 3,5 colio ekraną ir RTC kortelę. Bet aš nenorėjau sukrauti „FeatherWings“, todėl nukopijavau „microSD“grandinę iš RTC kortelės ir sukūriau savo.

Kadangi nenorėjau sukrauti dar vieno „FeatherWing“, sugalvojau jį prijungti prie savo GPS PCB. Kadangi grandinė yra gana paprasta, aš ką tik padariau ją su penkiomis trinkelėmis, kad galėčiau prijungti laidus prie šios PCB ir prie savo GPS plokštės.

MyDataLogger.zip

Taigi, norėdamas jį pritvirtinti, padėjau jį po savo GPS PCB, litavau ant kai kurių vielos apvyniojimo laidų ir prijungiau juos prie savo GPS PCB. Kai kuriems aš iškirpiau dalį antraštės kaiščių izoliacijos, kad galėčiau lituoti laidus, netrukdydamas PCB montavimui ant „M4express“. Jūs turėtumėte tai pamatyti paveikslėlyje. Tada aš naudoju šiek tiek „Gorilla“klijų, kad atsargiai sujungčiau abi korteles. Būkite labai atsargūs, nes „Gorilla“klijai plečiasi.

PROBLEMOS: Na, tai iš tikrųjų yra su „microSD“kortelėmis. Aš užsisakiau „microSD“korteles „ebay“. Aš sužinojau, kad yra skirtumas tarp paprastų „microSD“ir „microSDHC“kortelių. Pirma, kai kurie senesni adapteriai, kaip aš (tikriausiai), negali skaityti HC versijų. Antra, „microSDHC“versijos yra nuo 4 GB iki 32 GB. Yra dar viena versija, vadinama „microSDXC“su 64 GB ir didesniais dydžiais. Na, aš gavau 64 GB korteles, bet negalėjau jų perskaityti su savo adapteriais. Negalėjau suprasti, kas negerai. Bet sužinojęs apie skirtumus, pagalvojau, kad galbūt mano adapteriai negali perskaityti HC versijos, tačiau tolesni tyrimai parodė, kad HC versija yra ne didesnė kaip 32 GB, o kaip parodyta paveikslėlyje, jie pažymėti „microSDHC 64gB“. Nors ir sakoma, kad „Kingston“tai klastotės. Susisiekiau su pardavėju ir jis greitai grąžino man pinigus. Internete galite rasti daug informacijos apie padirbtas „microSD“korteles.

Nors jie ir klastotės, tai nereiškia, kad jie neveiks. Aš laukiu kelių naujų adapterių, kurie turėtų nuskaityti kai kurias HC korteles, be to, aš užsisakiau keletą skirtingų HC kortelių.

4 žingsnis: GPS antena

Dar viena seno žmogaus nelaimė. Taigi iš ebay/Aliexpress užsisakiau aktyvią GPS anteną ir RP-SMA į u.fl adapterį. Beje, buvau pamiršęs, kad vieną iš šių adapterių jau turėjau. Bet kokiu atveju, aš pagaliau gavau anteną ir ji netiko adapteriui. Dabar manau, kad daugelis šių Kinijos tiekėjų nelabai supranta, ką parduoda. Pvz., Daugelis neatpažįsta antenų jungčių, o kai kurie net to aiškiai neparodo nuotraukose. Na, manau, kad tas, kurį gavau, gana gerai parodė jungtį, bet jos nenustatė. Na, po tam tikrų tyrimų aš (manau) atpažinau jį kaip MCX jungtį. Bet kokiu atveju, aš užsisakiau kitą anteną ir pagaliau ją gavau, ir ji netiko. Vėlgi manau, kad tai daugiausia mano kaltė, nors tarp SMA ir RP-SMA patinų ir kištukų bei kištukų yra daug painiavos.

Esmė tokia, kad dabar neturiu atskiros veikiančios antenos.

ĮSPĖJIMAS: „Adafruit“ir mano GPS plokštės u.fl jungtys yra labai trapios, todėl rekomenduojama fiziškai sumažinti įtampą.

5 žingsnis: sudėkite viską kartu

„Adafruit“turi keletą puikių vadovėlių, kaip gauti „M4express“, kad jis veiktų su „Arduino“.

Pridėtas mano „Arduino“eskizas:

GPSDatalogger.zip

Jis atlieka šiuos veiksmus:

Įrašo GPS eilutes į „microSD“kortelės failą, vadinamą data.nmea

Kartą per minutę jis taip pat įrašo kitus duomenis, pvz., Laiką, #palydovus, signalo kokybę ir greitį į failą, pavadintą misc.txt. Aš padariau keletą pakeitimų, pavyzdžiui, apytiksliai konvertavau į Kalnų standartinį laiką ir mazgus į mph.

Abu failai yra teksto failai.

Beje, aš bandžiau ką nors padaryti su „Circuit Python“. Galėjau paleisti pavyzdžius, bet atrodė, kad turėjau problemų siunčiant komandas į GPS modulį. Ateityje gali dar kartą apsilankyti.

6 žingsnis: naudojimas

GPS naudoja vietą, vadinamą efemerio duomenimis, ir almanachą vietovei apskaičiuoti. Pirmą kartą įjungus šią informaciją, reikia šiek tiek laiko. Tai gali užtrukti kelias minutes. Na, MTK3339 GPS modulis turi bateriją, kad būtų galima išsaugoti šią informaciją. Aš vis dar spėju, kaip tai veikia, bet ką aš darau likus maždaug 5 minutėms iki mūsų pasivaikščiojimo, aš prijungiu „M4express“/GPS prie kompiuterio be „microSD“kortelės. Kai ruošiuosi išvykti, ištraukiu kištuką iš elektros tinklo, įdedu „microSD“kortelę, maitinu akumuliatoriumi ir pakeliu.

Problema: manau, kad sugadinau vieną iš savo „M4express“modulių, galbūt statine elektra. Kai jis prijungtas prie kompiuterio, mirksi įkrovimo būsenos šviesos diodas. („M4express“turi „LiPo“akumuliatoriaus įkroviklio grandinę). Na, aš spėju, kad įkroviklio grandinė neveikia, nors aš jos nepatikrinau. Bet kokiu atveju, be mirksinčio šviesos diodo, jis puikiai veikia tiek kompiuteryje, tiek akumuliatoriaus energijoje, jis nemirksi, todėl aš gyvenu su juo.

„Google Earth Pro“

Viena iš priežasčių, kodėl sukūriau „nmea“failą, yra tai, kad galiu jį naudoti su „Google Earth Pro“. Aš išimu „microSD“kortelę iš GPS modulio, prijungiu ją prie vieno iš savo adapterių ir prijungiu prie kompiuterio.

Jei norite naudoti, paleiskite „Google Earth Pro“, pasirinkite [FILE] (OPEN). Šalia laukelio Failas yra failų tipų pasirinkimas. Pasirinkite (GPS). Naršydami raskite failą data.nmea ir atidarykite jį.

Pasirodo kitas langas. Aš pasirenku visus Kurti KML takelius, Kurti KML linijų eilutes, koreguoti aukštį pagal žemės aukštį.

Pirmasis pavyzdys rodo pavyzdį. Mėlynos linijos fotografavimas yra klaidingi duomenys, tikriausiai triukšmas.

Antrame pavyzdyje yra didelis metalinis tvartas. Mėlynos trasos paprastai turi rodykles, rodančias važiavimo kryptį, tačiau aplink tvartą jos virsta kvadratais. Manau, kad tai yra signalo praradimas, nes mes nevaikščiojome per tvartą, o ėjome palei tvarto viršų.

„Excel“gali perskaityti misc.txt kaip kableliais atskirtą failą (arba kaip tekstinį failą). Žiūrėkite pridedamą pavyzdį, paimtą automobilyje vairuojant.

Pastebėjau, kad platumos ir ilgumos buvo daug dešimtųjų tikslumu, nežinau, kiek tai tikslu. Atrodo, kad greitis veikia. Paprastai mano pasivaikščiojimų metu palydovai yra apie 10, o automobilyje jie buvo 7, nes nuo metalinio stogo. HDOP automobilyje atrodė didesnis automobilyje. Pasivaikščiojimų metu buvo daugiau nei 1 arba žemiau (geriau).

Nesuprantu Anglo. Jei platuma išliks tokia pati, manau, kad kampas būtų 0, 90, 180 arba 270, o ne 66.

Išvados: atrodo, kad tai veikia gana gerai. Manau, kad „M4express“yra daug greitesnis nei „Atmega328“, prie kurių esu pripratęs. Jis tikriausiai gali atlikti tam tikrą triukšmo filtravimą, kad atsikratytų kai kurių NMEA takelio trikdžių, nesugadindamas vienos sekundės mėginių dažnio. Turbūt nesivarginsiu. Vienas iš mano būsimų projektų būtų „apklausti“, kad gyvenu ūkininkaujančioje šalyje, kurioje yra daug laukų. Kartais norėčiau sužinoti, kiek hektarų yra lauke. Tikriausiai galėčiau naudoti savo GPS su savo 3,5 colio liečiamu ekranu šiai programai.

Taip pat norite pamatyti, ar išorinė antena daro daug skirtumų. Pastebėjau, kad kai kurie mano NMEA takeliai yra ne visai ten, kur turėtų būti.

Beje, MTK3339 nėra tikslesnis nei kiti GPS, tokie kaip „uBlox“.

Kitas projektas yra tas, kad nusipirkau kai kuriuos L80 GPS modulius, kurie, atrodo, yra pigesni nei MTK3339, tačiau turėtų būti iš esmės tas pats. Gal jie klonai? Vienas didelis mano pranašumas yra tas, kad ant kaiščių jie turi 0,1 colio atstumą, su kuriuo daug lengviau dirbti.