E-Mürekkep Ekranlı Güç Tasarruflu GPS: 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Her yaz uzak yerlerde yürüyüşe çıkarım. Bazen, iz silik olduğunda veya hatta kaybolduğunda, koordinatlarımı almak için telefonumun GPS'ini kullanmam ve ardından bir kağıt harita üzerinde konumumu kontrol etmem gerekir (genellikle sinyalim yoktur, bu nedenle kağıt haritalar zorunludur). Telefonumun pilinden tasarruf etmek için arduino tabanlı ve E-Mürekkep ekranı kullanan düşük güçlü bir GPS cihazı oluşturmaya karar verdim. Bir E-Mürekkep ekranı yalnızca ekranı gerçekleştirmek için güce ihtiyaç duyar, bu nedenle enerji tasarruflu cihazlar için çok uygundur.

Bu GPS'in prensibi nedir?

Bir düğmeye basarak GPS'i açarsınız, ekran konumunuzu, yüksekliğinizi ve konumunuzu hesaplamak için kullanılan uydu sayısını gösterir ve ardından pilden tasarruf etmek için otomatik olarak kapanır. E-Ink ekranı sayesinde, GPS kapatılsa bile konumunuz ekranda kalır. GPS tarafından kullanılan koordinat sistemini (ondalık derece cinsinden boylam/enlem, UTM sistemi ve çeşitleri…) basmalı butonları kullanarak değiştirebilir, böylece birçok farklı ülkeden haritalarla kullanabilirsiniz.

Bu küçük proje sırasında çok şey öğrendim ve umarım benim yaptığım kadar eğlenirsiniz!

Sorumluluk Reddi:

Bu yapıya yeterince güveniyorum, bu yüzden sonraki yürüyüşlerimde kullanacağım, ancak telefonumu her zaman yedek GPS olarak bulunduracağım. Ne yaptığınızdan emin değilseniz, kendiniz oluşturmak yerine ticari bir GPS satın almanızı öneririm. Devreyi ve kodu kendiniz kontrol etmenizi tavsiye ederim ve bu talimata göre oluşturduğunuz GPS'in başarısız olması durumunda sorumlu tutulamam

Başka bir şey: Bu GPS, UTM modunda Norveç'te ve Svalbard'da çalışmayacaktır. Gerçekten de, UTM ızgarası bu yerlerde dünyanın geri kalanına kıyasla aynı şekilde tasarlanmamıştır ve bellek kısıtlamaları nedeniyle bu özelliği arduino'ya dahil edemedim…

Gereçler

- 1 x Arduino Nano

- 1 x Ublox-6m GPS modülü

- Modülü ile birlikte 1 adet E-Ink ekran. Bunu kullandım:

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

- 1 x 18650 Li-Ion pil (yaklaşık 2000mah yeterli olacaktır)

- 1 x 18650 pil tutucu

- Bunun gibi bir TP4056 tabanlı Li-Ion piller için 1 x şarj ve koruma modülü:

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

- 1 x iki konumlu anahtar (AÇMA/KAPAMA tipi)

- 3 adet küçük basmalı düğme anahtarı

- 1 x 1 MΩ direnç

- 1 x Genel amaçlı N kanallı mosfet (Birini bilgisayar güç kaynağı ünitesinden aldım)

- 1 x Şerit Tahtası

- Teller

- Prototipleme için 1 x Breadboard

1. Adım: GPS'in Prototiplenmesi

Her şeyden önce, bileşenleri ve arduino kodunu test etmek için cihazı bir devre tahtasına monte etmeniz gerekir.

GPS'e Güç Verme

Cihaza güç sağlamak için 2000 mAh'lik bir Li-Ion 18650 pil kullandım. Bu tür pillerin de tıpkı Li-Po piller gibi kontrollü bir şekilde şarj edilip boşaltılması gerekir. Pilinizi yanlış şekilde şarj etmek, tıpkı bir Li-Po gibi yanabilir ve hatta patlayabilir! Klasik bir telefon şarj cihazı kullanarak şarj edebilmek için TP4056 tabanlı bir modül kullanmanız gerekir.

Bu ilk adımda, pil tutucudan gelen artı (kırmızı) kabloyu modül üzerindeki B+'ya ve pil tutucudan gelen eksi (siyah) kabloyu B-'ye lehimlemeniz yeterlidir. Daha sonra modül üzerindeki OUT+ ve OUT- kablolarını lehimlemeniz gerekir, bunlar daha sonra cihaza bağlanacaktır.

ÖNEMLİ: Cihaz tamamlandıktan sonra arduinoyu bilgisayara takmamız gerekecek, bunu yaparken PİLİ CİHAZDAN ÇIKARMAK GERÇEKTEN ÖNEMLİ, aksi takdirde arduino'nun pili bir anda şarj etmeye başlama riski vardır. yanlış bir yol ve yine yangın çıkma riski var.

İşleri breadboard üzerinde kablolama

Bir sonraki adım biraz zor olabilir: Yukarıdaki şemaya uyması için devre tahtasındaki her şeyi bağlamanız gerekir.

Küçük bir ipucu: breadboard'unuzda mevcut olan maksimum alanı alın ve… zaman ayırın;)

2. Adım: Kodu Yükleyin

Şimdi kodu arduinoya yükleme zamanı!

Önce pilin pil tutucudan çıkarıldığından emin olun, ardından arduinoyu bilgisayara takın, ekli arduino kodunu yükleyin ve arduino'nun fişini çekin. Sonunda pili cihaza koyabilirsiniz.

Kodla ilgili herhangi bir sorunuz varsa, aşağıdaki yorum bölümünde onlara sormaktan çekinmeyin!:)

Adım 3: Çalışın

Şimdi bu GPS'in gerçekte nasıl çalıştığını açıklamama izin verin:

Arduino'dan toprak ve +5V pinleri bağlayan düğmeye yaklaşık 3 saniye bastığınızda GPS açılır.

GPS iki farklı modda önyüklenebilir: konfigürasyon modu ve gerçek GPS modu. Açtığınız modu seçmek için, A0 ile toprak arasında bağlı iki konumlu anahtarın konumunu değiştirmeniz gerekir.

Yapılandırma modu: Bu modda, GPS'in konumunuzu (enlem, boylam, yükseklik ve konumunuzu hesaplamak için kullanılan uydu sayısı) ondalık derece olarak mı yoksa konumunuzu (doğu, kuzey yönü, yükseklik, UTM şebekesine (veya daha sonra göreceğimiz gibi herhangi bir varyantına) yansıtılan bölge ve konumunuzu hesaplamak için kullanılan uydu sayısı). Doğu/Kuzey ve Enlem/Boylam modu arasında geçiş yapmak için, ekranda "MODE: E/N" (Doğuya/Kuzey için) veya "MODE: L/L" (Enlem için) görünene kadar A1'i yere bağlayan basma düğmesine basın. /Boylam).

Koordinatlarınızı ondalık derece cinsinden istiyorsanız, "L/L" modunu seçin ve ardından iki konumlu anahtarı GPS moduna geri çevirin. Ayarlarınız artık arduino'nun belleğine kaydedilir ve cihaz artık uydularla senkronize olur ve konumunuzu, rakımı ve konumunuzu hesaplamak için kullanılan uydu sayısını görüntüler. Dikkat: GPS'in uyduları duyabilmesi için dışarıda veya bir pencereye yakın olmalısınız! Cihaz daha sonra pilden tasarruf etmek için otomatik olarak kapanır.

Bir harita üzerinde konumunuzu bulmak için muhtemelen Doğuya ve Kuzeye göre koordinatlarınızı kullanmanız gerekecektir. Bu sistem aslında GPS koordinatlarınızın bir ızgara üzerine yansımasıdır. Harita çoğu zaman UTM sisteminde derecelendirilir, ancak bazı ülkeler bu sistemin bir varyantını kullanır, bu nedenle UTM sistemi ile haritanızın varyantı arasında seçim yapmak için başka bir parametre ayarlamanız gerekir.

Haritanızın sistemini bulmak için genellikle bir köşesindeki küçük kutsal yazıları kontrol etmeniz gerekir. Haritanız UTM sistemindeyse, GPS'i parametrelemek basittir: A2'yi yere bağlayan basmalı düğmeye basmanız yeterlidir, böylece ekranda "BÖLGE: OTOMATİK" gösterilir.

Birçok ülkede haritalar UTM sisteminin yerel bir çeşidindedir: örneğin İsveç'te haritalar genellikle SWEREF 99 TM sistemindedir. Bu sistem, 33. bölgedeki UTM sistemi ile aynı projeksiyonu kullanır ancak tüm ülkeye yayılmıştır! Bu, SWEREF 99 TM'de bir harita kullanıyorsanız, GPS bölgesini manuel olarak 33'e sabitlemeniz gerektiği anlamına gelir. Bunu yapmak için, ekranda "BÖLGE: OTOMATİK" görünene kadar A2'yi zemine bağlayan basmalı düğmeye basın ve ardından ekranda "BÖLGE: 33" görünene kadar A1'i toprağa bağlayan basmalı düğmeye basın. Benzer şekilde, Finlandiya'da çoğu harita, tüm ülkeye genişletilmiş 35. bölgedeki UTM sistemi olan ETRS-TM35 sistemini kullanır (bu nedenle burada "BÖLGE: 35"i seçmeniz gerekir). Birçok ülkede bu tür UTM sistem varyantları vardır.

GPS'i doğru bir şekilde parametrelendirdikten sonra, iki konumlu anahtarı GPS moduna geri getirin, ayarlarınız şimdi kaydedilir ve cihaz şimdi uydularla senkronize olur, konumunuzu görüntüler ve kapanır.

GPS modu:

Cihaz açılacak ve hafızasında saklanan parametrelere göre konumlarınızı doğrudan gösterecektir. Konum yazdırıldıktan sonra, pilden tasarruf etmek için cihaz doğrudan kendini kapatacaktır.

Adım 4: Bileşenleri Şerit Panoya Lehimleyin ve Cihazı Birleştirin

Artık her şey çalıştığına göre, şemaya göre stripboard üzerindeki bileşenleri lehimleyin. Stripboard tasarımı için bir başlangıç noktası olarak stripboad üzerindeki bileşenleri nasıl düzenlediğinizden başlayabilirsiniz. Daha kompakt bir devre yapmak için bakırı bazı şeritlerden kazımaktan çekinmeyin.

Önemli: Arduino'nun pinlerindeki bakırı çıkarmayı unutmayın;)

Son olarak ekranı, pil tutucuyu ve GPS modülü antenini şerit tahtasına sıcak tutkalla yapıştırın. Kısa devreleri önlemek için gerekirse yalıtkan elektrik bandı kullanın.

Cihazı tamamlamak için şimdi iki seçeneğiniz var: ya bitmiş GPS'inizin boyutuna uygun bir plastik kutu için çevrimiçi arama yapabilirsiniz (ekran, basmalı düğmeler, anahtar ve mikro için delikler açmanız gerekecektir. USB şarj cihazı girişi) veya yapınıza mükemmel şekilde uyan plastik bir kasayı 3D yazdırabilirsiniz.