GPS Rota Takibi V2: 4 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Proje: GPS Rota İzleme V2

Tarih: Mayıs - Haziran 2020

GÜNCELLEME

Bu projenin ilk versiyonu prensipte çalışırken, düzeltilmesi gereken bir takım hatalar vardı. İlk önce kutuyu beğenmedim, bu yüzden başka bir tane ile değiştirdim. İkincisi, doğru olmayan hız ve mesafe hesaplamaları. Bir aracın içine yerleştirilen ve rotayı haritalandırmasına izin verilen ünite ile ek saha testleri ve daha sonra bu haritalanmış rota, GPS Görüntüleyici ve Google Earth Pro'da haritalandı ve hem gerçek rota haritası hem de "cetvel" seçeneğine göre ölçülen mesafe açısından mükemmel sonuçlar elde edildi. Earth Pro'da

Ayrıca devre, 18650 piller doğrudan ESP32 DEV kartına güç sağlarken, NEO7M GSP ünitesine DEV kartı yerine doğrudan Step Down modülünden güç sağlanacak şekilde güncellendi. Bu daha kararlı bir sistem üretti. E-posta seçeneği ve ardından yerel Yönlendiriciye bağlantı, yalnızca birim gönderilebilecek bir dosya veya dosyalar bulduğunda gerçekleştirilen yazılımla genel olarak toplandı. Son bir iyileştirme, "gps.location.isValid" testini "gps.location.isUpdated" olarak değiştirmekti; bu, her biri aynı enlem ve boylamlara sahip birden fazla GPS konumu yerine, yalnızca rota dosyasına kaydedilen GPS konumlarının güncellenmesini sağladı

Bu noktada, bunun oluşturduğum ilk GPS tabanlı sistem olduğunu ve sonraki sürümlerin mevcut kablolamayı büyük ölçüde PCB tabanlı bir kartla değiştireceğini not ediyorum. Tüm kablo bağlantılarının arızalanmaması için kaba kullanım sırasında bu bağlantıların tümü yapıştırılmıştır

ICO ve Fritzing dosyalarını güncelledim ve yaptığım değişiklikleri göstermek için yeni fotoğraflar ekledim

GENEL BAKIŞ

Bu proje benim için tam bir yön değişikliği oldu, Nixie Clocks ve WiFi tabanlı Robotlardan uzaklaştı. GPS tabanlı bir Arduino modülünün kullanımı bir süredir ilgimi çekmişti ve üzerinde çalıştığım ana proje için ek parçaları beklemek için biraz boş zamanım olduğu için, pille çalışan, hafif bir GPS Rota izleme cihazı yapmaya karar verdim, taşınabilir ve rota bilgilerini ya bir mikro SD kart aracılığıyla ya da bir WiFi ağı varsa, E-Posta ve ekli bir dosya aracılığıyla aktarabilir. Bu proje, 0.96” oLED ekran, SD-Kart okuyucu, GPS Modülü ve ESP32 Geliştirme Kartı olmak üzere daha önce kullanmadığım dört bileşenin kullanılmasını gerektirdi. Ünitenin nihai boyutu, kesinlikle taşınabilir olsa da, kullandığım kablolar doğrudan ESP32 Geliştirme Kartına ve 18650 pillere bağlı bir PCB kartı ile değiştirilirse tam %25-50 oranında daha da azaltılabilir ve azaltılabilir. uygun bir Li-ion 5V pil takımı ile değiştirilen modül.

Gereçler

1. ESP32 Geliştirme Kurulu

2. Pil yedeklemeli DS3231 RTC Saati

3. Micro SD Card SPI tabanlı okuyucu, 1GB micro SD Card ile

4. 0.96” oLED I2C tabanlı ekran

5. NEO-7M-0-000 GPS Modülü

6. 10uF kapasitör

7. 2 x 10K direnç, 4.7K direnç

8. DC-DC düşürücü transformatör

9. 2 x 18650 pil

10. Çift 18650 pil tutucu

11. Tek kutuplu anahtar

12. Anlık basma düğmesi

13. 2 adet 100mmx50mmx65mm proje kutusu

14. Dupont teller, sıcak tutkal.

Adım 1: İNŞAAT

Ekli Fritzing şeması devrenin düzenini göstermektedir. İki 18650 pil ve kademeli modül, doğrudan 5V sağlayan bir Li-ion pil takımı ile değiştirilebilir. Uydu bilgilerini alan 30 cm uzunluğunda basit bir kablo parçası eklemenize izin veren entegre SMA harici anten fişine sahip NEO-7M modülünü tavsiye ederim, bu genellikle ünite ilk açıldıktan sonra birkaç dakika sürer. İki proje kutusunun alt kısmında ekran, GPS anteni, switch ve SD-kart için yapılmış açıklıklar bulunur, ayrıca RTC saat, SD-Kart okuyucu, 0.96” oLED ekran, buton, GPS modülü ve PCB kartı içerir. Üst proje kutusu, ESP32 Geliştirme kartı, 18650 piller ve pil tutucu, düşürme modülü ve tek kutuplu anahtar için tek bir açıklık içerir. Bu proje kutusunun üst kısmı, iki adet 18650 şarj edilebilir pilin çıkarılmasını, şarj edilmesini ve ardından değiştirilmesini sağlamak için çıkarılabilen dört gömme vida ile yerinde tutulur. Ünite su geçirmez değildir, ancak bu şekilde yapılabilir. Bu üst proje kutusunun içine uygun bir açıklıkla USB tabanlı uygun bir pil şarj cihazı da takılabilir, böylece kutunun kapağını çıkarmaya gerek kalmadan içerideki pillerin şarj edilmesini sağlar. GPS modülü uydudan alınan saat ve tarihi verebilirken, yerel saat ve tarihin daha uygun olacağına karar verdim ve bir RTC modülü ekledim.

İnşaat fotoğraflarından bazıları, bir WeMos D1 R2 kartı ve basit bir 16x2 LED ekran kullandığım bu projenin erken gelişimini gösteriyor, bunların her ikisi de son sürümde değiştirildi.

2. Adım: YAZILIM

ESP32 tabanlı Arduino kartının nedeni, bazı araştırmalardan sonra ESP32'nin bir G-Mail hesabına başarılı bir şekilde e-posta gönderebileceğini bulmamdı, hesabın ayarlarının "daha az güvenli e-postaların alınmasına" izin verecek şekilde değiştirilmesi şartıyla., bunun için G-Mail hesap ayarlarında bir değişiklik yapılması gerekir. Buna erişmek için "Google Hesabını Yönet" menü seçeneğine gidin, ardından "Güvenlik"i seçin ve son olarak "Daha az güvenli uygulama Erişimi" görene kadar aşağı kaydırın, bu özelliği açın.

Aşağıdaki içerme dosyalarını indirmeniz ve yüklemeniz gerekecektir: TinyGPS++.h, SoftwareSerial.h, "RTClib.h", "ESP32_MailClient.h", "SPIFFS.h", WiFiClient.h, math.h, Wire.h, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h ve Adafruit_SSD1306.h.

Program Arduino IDE'nin 1.8.12 sürümü kullanılarak geliştirildi ve seçilen kart “DOIT ESP32 DEVKIT V1” idi.

Programın boyutu nedeniyle Arduino UNO üzerinde bu programı geliştiremezsiniz, ayrıca yazılımı indirirken TX kablosunu GSP modülünden çıkarmak gerekir, aksi takdirde indirme başarısız olur. ESP32 kartının “EN” ve “GND” pinlerine 10 uF kondansatör takıldı, böylece her yeni yazılım programı indirildiğinde “EN” düğmesine basılmasına gerek kalmadı.

Arduino yazılımı, sistem kullanıcısının ünite içindeki bir rotayı veya rotaları kaydetmesine ve ardından SD-Kartı çıkarmasına ve PC tabanlı bir kart okuyucu aracılığıyla yüklemesine veya E-Mail menü seçeneğini seçmesine ve sahip olmasına izin vermek için geliştirilmiştir. Birimde tutulan tüm rota dosyaları bir G-Mail hesabına gönderilir, her bir E-Mail'e bir rota eklenir. Rota dosyaları Ünite içinde biçimlendirilir ve iki farklı stil biçiminde olabilir: İnternette ücretsiz olarak kullanılabilen bir google uygulaması olan “GPS Görüntüleyici” kullanılarak doğrudan görüntülenebilen “GPX” biçimi veya “KML” İnternetten indirilebilen “Google Earth Pro” uygulaması kullanılarak doğrudan görüntülenebilen format. Aynı uygulama aynı zamanda “GPX” tabanlı rota dosyalarını da okuyabilir ve görüntüleyebilir. Bu dosya biçimlerinin her ikisi de dosya biçimi şemaları olarak ücretsiz olarak mevcuttur ve internette Wikipedia'da bulunabilir. E-posta veya e-postalar gönderildikten sonra, ünite rota izlemeye geri dönecek, ancak varsayılan olarak GPX dosya formatına dönecektir. Basmalı düğme, E-Posta seçeneğini seçmek, GPX veya KML dosya biçimini seçmek ve rota kaydını başlatmak ve durdurmak için kullanılır. Rota izleme modunda, oLED ekranı mevcut konumun enlem ve boylamını gösterecek ve ardından ikinci bir ekranda mevcut saati, tarihi, metre cinsinden rakımı, kullanılan uydu sayısını, Km cinsinden hızı ve son olarak verilen rotayı gösterecektir. kardinal pusula noktalarından. Rota kayıt modundayken, ekran açtığı rota dosyasını görüntüleyecektir, ardından daha önce açıklanan iki ekrana ek olarak, kullanılan rota dosyasının ayrıntılarını, kaydettiği yol noktalarının sayısını ve son olarak üçüncü bir ekran görüntülenecektir. mesafe katedilen Km.

Aşağıdaki resimler, birim tarafından oluşturulan ve gönderilen e-postaların G-Mail tarafından nasıl alındığını ve görüntülendiğini göstermektedir.

3. Adım: SONUÇ

Bu projeyi geliştirmekten çok şey öğrendim, ancak bu birim yalnızca GPX veya KML dosyalarını alan Uygulama tabanlı bir sistemin "arka ucu" olarak kabul edilebilir. Üçüncü taraf yazılımı kullanmak, bu yazılımın daha da geliştirilmesi için kabul edilebilir bir alternatifti. Google Hesap Yönetimi menüsündeki "Daha Az Güvenli Uygulama" menü seçeneğinin kullanılabilirliği, Haziran 2020'de değişiklikler olabileceğinden sınırlı olabilir, bu durumda e-postayı alternatif bir hesaba yeniden yönlendirmek gerekebilir veya posta sunucusundaki 586 bağlantı noktasını kullanarak.

4. Adım: GPS ve KML Dosya Biçimleri

Aşağıda, birimin oluşturduğu her dosya türü için tipik bir dosya içeriği gösterilmektedir (ünitenin sabit olması nedeniyle bu örneklerde enlem ve boylam değerleri pek değişmez). Her iki dosya da, alınan rotayı gösteren basit bir siyah çizgiyi görüntülemek için GPS Görüntüleyici ve Google Earth pro tarafından gereken minimum üst bilgi ve alt bilgi verilerini içerir:

KML dosyası:

GPX dosyası: