Belaidis laukinių gyvūnų GPS duomenų kaupiklis: 9 žingsniai (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:49

Šioje pamokoje mes parodysime, kaip padaryti mažą ir nebrangų „Arduino“pagrįstą GPS duomenų kaupiklį su belaidžiu ryšiu!

Telemetrijos naudojimas laukinės gamtos judėjimui tirti gali būti labai svarbi biologų priemonė. Tai gali pasakyti, kur gyvūnai gyvena, kur jie maitinasi ir kiek toli keliauja kiekvieną dieną. Tada biologai naudoja šią informaciją, kad padėtų išsaugoti gyvūnus ir jų aplinką.

Mes naudojome šį duomenų kaupiklį skraidančioms lapėms (dar vadinamoms vaisių šikšnosparniais) ir kartu su kitais nustatėme, kad skraidančios lapės kiekvieną naktį skrenda daugiau nei 40 km, grįždamos maitintis į tą patį medį.

Šis duomenų kaupiklis:

• belaidžio ryšio diapazonas yra daugiau nei 2 km
• daugiau nei 2 savaičių baterijos veikimo laikas (naudojant medžiagą ir įrankius, aprašytą baterijoje)
• perduoda savo dabartinę vietą „širdies plakimu“kas 5 minutes
• EEPROM gali išsaugoti 100 vietų
• ir gali perduoti arba „išmesti“šiuos duomenis į jūsų imtuvą kasdien arba kai jums liepiama

Sukūrę mažą ir nebrangų „Arduino“pagrįstą GPS duomenų registratorių su belaidžiu ryšiu, mes aprūpinome studentus, piliečius mokslininkus ir bendruomenių grupes įranga, reikalinga jų vietinės laukinės gamtos judėjimui tirti.

1 žingsnis: medžiagos ir įrankiai

Norėdami sukurti šį nurodymą, turėsite sutvarkyti savo gamintojo erdvę, surinkti medžiagas (žemiau) ir prijungti lituoklį! Jei nežinote, kuris lygintuvo galas įkaista (užuomina: tai smailus galas), tikriausiai turėtumėte susirasti draugą, kuris jums padėtų!

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

1 x GTOP LadyBird 1 (PA6H) GPS modulis

2 x HM-TRP 433 MHz RF FSK imtuvas

Čia, Australijoje, mes naudojame 433Mhz, jis yra prieinamas mėgėjams pagal radijo ryšio (mažo trukdžių potencialo įrenginių) klasės licenciją 2015. Priklausomai nuo jūsų buvimo vietos, gali tekti naudoti siųstuvą -imtuvą, veikiantį kitu dažniu! Išbandykite HM-TRP 868Mhz RF FSK siųstuvą-imtuvą arba HM-TRP 915Mhz RF FSK imtuvą.

1 x ličio AXIAL 1/2AA 3.6v baterija

1 x 10k omų 0,5 vatų metalo plėvelės rezistoriai - 8 pakuotės

2 veiksmas: pradėkite nuo „Arduino Pro Mini“

1. Lituokite antraštės kaiščius prie plokštės
2. Nuimkite atstatymo mygtuką

Žiūrėkite paveikslėlį aukščiau, kad gautumėte patarimų!

3 veiksmas: prijunkite GPS modulį prie „Arduino“plokštės

Sekite kartu su aukščiau esančiais vaizdais

Susipažinkite su GPS duomenų lapu arba galite tiesiog sparnuoti!

1. Lituokite raudono laido ilgį ant GPS modulio 4 kaiščio (VBACKUP)
2. Lituokite juodos vielos ilgį ant GPS modulio (GND) 12 kaiščio
3. Naudodami dvipusę juostą, pritvirtinkite GPS prie „Arduino“plokštės apačios
4. Sulenkite juodą vielą išilgai „Arduino“plokštės apačios ir lydmetalį prie GND (šalia RAW!)
5. Paspauskite rezistoriaus kojelę per „Arduino“plokštės 9 kaištį ir lituokite ant GPS modulio 1 kaiščio
6. Nupjaukite ir sulenkite rezistoriaus kojelę ant 9, 8, 7 ir 6 kaiščių ir lituokite
7. Sulenkite raudoną laidą ant „Arduino“plokštės viršaus ir lydykite ant VCC
8. Paspauskite rezistoriaus kojelę per „Arduino“plokštės 5 ir 4 kaiščius ir lituokite ant GPS modulio 9 ir 10 kaiščių
9. Nupjaukite rezistoriaus kojas lygiu naudodami „Arduino“plokštę ir lydmetalį

Jūsų GPS modulis yra paruoštas bandymui!

4 žingsnis: išbandykite GPS modulį

Prieš tęsiant visada patartina išbandyti GPS modulį.

1. Įdiekite „Arduino IDE“savo kompiuteryje
2. Įkelkite žemiau esantį kodą į duomenų kaupiklį naudodami FTDI pertrauką - 3.3V
3. Atidarykite „Arduino IDE“serijos monitorių, dabar turėtumėte matyti duomenis, perduodamus iš jūsų GPS modulio į „Arduino“plokštę
4. Taip pat galite naudoti kitą programinę įrangą, pvz., „U-center“, kad nuskaitytumėte GPS duomenis ir suteiktumėte kitos informacijos, pvz., Kiek palydovų matoma, ir jūsų vietos duomenų tikslumą!

Nepamirškite, kad gali tekti išeiti į lauką, kad GPS modulis galėtų priimti signalus iš palydovų!

5 žingsnis: pereikite prie belaidžio ryšio

Pažvelkite į šio siųstuvo -imtuvo duomenų lapą. Kokia protinga maža plokštė perduoda net 60 mW „Xbee Pro“su laidine antena, tačiau naudoja daug mažiau srovės, todėl mūsų baterija tarnaus ilgiau!

1. Lituokite 10K rezistorių ant siųstuvo -imtuvo plokštės tarp VCC ir ENABLE, tai pakels ENABLE aukštai miegoti, žiovulys !!!
2. Lituokite laido ilgį siųstuvo -imtuvo plokštės apačioje tarp VCC ir CONFIG, tai pakels CONFIG aukštai, kad galėtumėte bendrauti
3. Uždėkite izoliacinę juostelę ant GPS modulio šono, kad neleistumėte siųstuvo -imtuvo plokštės sutrumpėti GPS modulio korpuso šone
4. Lituokite kito ilgio raudoną laidą prie VCC, geltoną - TX, juodą - GND, baltą - RX ir mėlyną - ĮJUNGTI
5. Padėkite siųstuvo -imtuvo plokštę ant likusio dvipusės juostos gabalo
6. Ištraukite raudoną laidą po „Arduino“plokšte ir lituokite ant VCC
7. Pirmiausia patraukite juodą laidą virš rezistoriaus, tada žemyn po „Arduino“plokšte, lituokite iki GND
8. Tada geltona iki 2 kaiščio, balta iki 3 kaiščio ir mėlyna iki A2 kaiščio

Kokios pastangos. Gerai padaryta, tu ten eini!

6 žingsnis: jums reikės imtuvo

Nėra didelės prasmės turėti belaidį GPS duomenų kaupiklį, jei neturite imtuvo, ir tai nebūtų lengviau nei ši sąranka!

1. Griebk savo antrąjį siųstuvą -imtuvą, gavai du, tiesa!
2. Lituokite raudonos vielos ilgį tarp VCC ir CONFIG
3. Lituokite juodos vielos ilgį tarp GND ir ENABLE
4. Lituokite kito ilgio raudoną laidą prie VCC, juodą - GND, geltoną - TX ir baltą - RX
5. Dabar įdėkite keletą antraščių kaiščių į FTDI pertrauką
6. Lituokite raudoną laidą prie VCC, juodą laidą - GND, geltoną - RX ir baltą - TX (pažiūrėkite, kaip mes pakeitėme laidus, jungiančius TX ir RX, sudėtinga, sudėtinga, tiesa!)

Dabar esame pasirengę belaidžiam ryšiui!

7 žingsnis: pastaba apie antenas

Antenos daro didelę įtaką, tačiau kai laukinė gamta kartais būna maža.

Geriausia duomenų kaupiklio ir imtuvo antena yra dipolinė antena, paprasčiausiai 173 mm ilgio laidą prilituokite prie siųstuvo -imtuvo ANT kaiščio ir atskirą 173 mm ilgio laidą prie GND kaiščio. Šis derinys suteiks mums daugiau nei 2 km matymo diapazoną.

Kartais jūs tiesiog negalite kabinti laidų, laukinė gamta paprastai turi didelius dantis ir kramtys, kramtys ir sunaikins antenas ar net duomenų kaupiklius! Norėdami paslėpti antenas, galite jas susukti, tai vadinama spiraline arba spyruokline antena. Paprasta apvyniokite laidą aplink mažą atsuktuvą, pradėkite nuo galo ir sukite jį link imtuvo.

P. S. ar žinote, kas dar yra puiki antena, žvejybos vielos lyderis. Paprastai jie pagaminti iš pintos plieninės vielos su plastikine danga, labai tvirti ir labai lankstūs. Puikiai tinka naudoti laukinėje gamtoje, kuri gali šliaužti po augmenija ar aplink ją.

8 veiksmas: radijo imtuvų testavimas

1. Įkelkite žemiau esantį kodą į duomenų kaupiklį naudodami FTDI pertrauką - 3.3V
2. Pašalinkite duomenų kaupiklį iš FTDI pertraukos ir įjunkite duomenų kaupiklį naudodami akumuliatorių arba bet kurį kitą 3,3 V maitinimo šaltinį, + į VCC ir - į GND
3. Įdėkite imtuvą į FTDI pertrauką (paprastai prieš keisdami išorinius įrenginius turėtumėte pašalinti FTDI pertrauką iš kompiuterio USB prievado)
4. Paleiskite „Arduino IDE“ir atidarykite serijinį monitorių
5. Nustatykite serijinį monitorių į 9600 bps ir „Be eilutės pabaigos“
6. Įveskite „tx“ir spustelėkite Siųsti
7. Turėtumėte gauti pranešimą iš GPS duomenų kaupiklio, kuriame sakoma: „TEST OK!“

9 veiksmas: belaidžio GPS duomenų kaupiklio diegimas

Štai viskas, bandymas baigtas, dabar įkelkite žemiau esantį kodą naudodami „Arduino IDE“ir savo FTDI pertrauką. Dabar turite belaidį GPS duomenų kaupiklį, skirtą naudoti laukinėje gamtoje.

Prieš diegdami susipažinkite su savo duomenų kaupikliu, išmokite klausytis širdies plakimo naudodami imtuvą ir nuoseklųjį monitorių (toks bus kas 5 minutes ir nepamirškite, kad duomenų kaupiklis turi būti lauke). Kai gausite širdies plakimą, turite 5 sekundes įvesti „tx“ir spustelėti „Siųsti“, tada visi duomenys bus „išmesti“į jūsų ekraną, tiesiog nukopijuokite ir įklijuokite į pasirinktą žemėlapių programinę įrangą.

Susipažinkite su kodu, galite jį pakeisti taip, kaip norite. Stebint lokį, kodėl gi ne naudoti didesnę bateriją ir kiekvieną minutę gauti širdies plakimą!

Aš jums nepasakosiu, kaip supakuoti duomenų kaupiklį ar kaip prijungti jį prie laukinės gamtos, tai jūs ir jūsų etikos komitetas spręskite! Aš jums pasakysiu, kad mes tiesiog uždėjome savo duomenų kaupiklius karščio susitraukimu, o jei norite ko nors tvirtesnio, galite juos supilti į epoksidinę dervą!

Didžiulis šauksmas visiems žmonėms, kurie per daugelį metų man padėjo tai padaryti, ir sėkmės jūsų belaidžiame GPS duomenų kaupiklyje!

Pirmasis belaidžio konkurso prizas

Pirmasis prizas „Arduino“konkurse 2017 m