Yaşlı Adam ve Arduino GPS: 6 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Yani bu Tembel Yaşlı Geek (L. O. G.) birkaç yıldır bir Eğitilebilir Tablo yapamadı. 70 yaşında beyin eskisi kadar iyi çalışmıyor ve büyük projelere odaklanmak, onlar hakkında yazmaya çalışmak bile zor.

(Arduino Yarışmasına giriyorum.)

Ama sevgi dolu köpeğim Sadie ve CPAP makinemin yardımıyla bunu deneyeceğim. Sadie benim antidepresanım, moralimi yüksek tutuyor ve her sabah yürüyoruz. CPAP'm daha iyi uyumama ve bu nedenle biraz daha iyi düşünmeme yardımcı oluyor.

GPS: Her zaman GPS ile ilgilendim. Çoğu ticari GPS, yalnızca 2-3 metreye kadar olan mesafeyi belirleyebilir. Büyük bir zaman çiftçisi olan kuzenim, ekipmanının çok daha iyisini yapabileceğini söylüyor. Yerel çiftçilerden birinin özel GPS kullanarak karıklara ekin ekmek için John Deere traktörlerini kullandığını biliyorum.

İnternette gezinmek için çok zaman harcıyorum ve santimetrelere kadar ölçebilen makul fiyatlı GPS'ler hakkında okuyorum! İnanılmaz. Pratik tarafta, buna gerçekten ihtiyacım yok. Yürüyüşe çıktığımda tam olarak nerede olduğumu bilmem gerekmiyor. Yolculuklarda bile, nerede olduğumu bana bildirmek için akıllı telefonumu Android Auto ile kullanıyorum.

Ama aynı zamanda bir teknogeek'im, bu yüzden hobiler için GPS'lere bakmaya başladım. En popülerlerinden biri Adafruit Ultimate GPS idi.

www.adafruit.com/?q=nihai

Adım 1: Adafruit Tüyü

Adafruit Ultimate GPS'in versiyonlarından biri de Featherwing. Şimdi Adafruit Feather serisini hiç duymadım, bu yüzden daha fazla sörf. Vay, Adafruit ve Lady Ada, Feather adlı küçük bir platforma dayalı bir dizi mikro denetleyici ve aksesuar geliştirdi. Arduinoitler için, temel Arduino UNO platformuna benzer ancak daha küçük ve daha güncel. Adafruit ayrıca tüm yazılımları Arduino yazılımıyla uyumlu olacak şekilde geliştirdi.

Adafruit ve Lady Ada'nın DIYers için yaptıkları işi gerçekten takdir ediyorum ve Feather M4 Express'i gerçekten beğendim:

www.adafruit.com/product/3857

16mHz saate sahip standart Arduino'nun aksine, 120mHz saate sahip süper hızlıdır. Yeni DIY elektroniği için hemen hemen yeni standart olan 3.3V. Oldukça aşina olduğum Arduino ile uyumludur ve ayrıca Circuit Python (Adafruit'in Python'un özel versiyonu) ile de programlanabilir. Yaşlıyım ve yeni şeyler öğrenmekte zorlanıyorum ama bu bana dallanma şansı verecekti.

Bu yüzden ebay'de kullanılmış bir tane sipariş ettim ve ayrıca Mouser'dan bir tane sipariş ettim. Amazon, Mouser ve DigiKey, Adafruit ürünlerinden bazılarını taşır. Doğrudan Adafruit'ten bir tane almak isterdim ama o zaman, almak istediğim tüm FeatherWing'lere sahip değildiler. Bu durumda, aynı anda çok sayıda sipariş vermek daha ucuzdur, bu nedenle nakliye ücreti ödemek zorunda kalmazsınız. Benim durumumda, üç öğenin bir tanesi kadar nakliye maliyeti var.

SORUN: M4express üzerinde JST2.0 pil konektörü. Uzun zaman önce, resimdeki gibi bir grup JST2.0 güç konektörü satın aldım. Ne yazık ki, kırmızı/siyah, M4express'in kullandığının tam tersi ve bu polariteyi kullanan çok sayıda pil ve projem var.

Oh iyi. Kabloları konektörden çıkarmak ve konumlarını değiştirmek çok kolay. Bunu birkaç pil ve bir LiPo şarj cihazıyla yaptım. Üzerlerine kırmızı oje sürdüm, umarım karışmazlar.

M4express için uzun pimli dişi başlıkları kullanmayı seçtim. Resmi görmek. Bu, GPS'im gibi FeatherWings'in tepeye takılmasına izin verdi. Ayrıca M4express, satın aldığım 3.5” TFT gibi FeatherWings'e takılabilir.

Bu uygulama için pinler kullanılmadığından küçük bir Protoboard'um vardı ve M4express'i buna taktım, böylece onu taşırken pinler açığa çıkmasın ve bükülmesin.

2. Adım: GPS FeatherWing'im

Adafruit Ultimate GPS Tüy Kanat

www.adafruit.com/product/3133

Adafruit hakkında sevdiğim en güzel şeylerden biri, ürünlerini yoğun bir şekilde belgelemeleri, sanırım hobiler kendi ürünlerini oluşturabilsinler. Artık M4express'in benim gibi yaşlı bir adamın çalışamayacağı kadar küçük bir SMD mikro denetleyicisi var, bu yüzden bir tane yapmaya çalışmak yerine birkaç tane satın aldım. Ancak FeatherWing Ultimate GPS biraz daha iyi, bu yüzden kendiminkini yapmaya karar verdim. Bu yüzden Ebay veya Aliexpress'den bir MediaTek (GlobalTop) GPS MTK3339 modülü sipariş ettim (hatırlayamıyorum). Bazen buna LadyBird1 denir.

Bu yüzden Eagle Cadsoft (şimdi, Autodesk) yazılımını kullanarak Adafruit'in şemasını kopyaladım ve değiştirdim. İlk önce sadece tek taraflı PCB yapabilirim ve ikincisi çok fazla SMD bileşenim yok, bu yüzden basitleştirdim.

GPS_MTK3339.zip

Böylece PCB'yi toner aktarma yöntemimi kullanarak yaptım:

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

SORUNLAR: Bazen hatırladığım gibi, Ben Yaşlıyım ve işte bazı sorunlarım var. Çoğunlukla yakın çekim göremiyorum, bu yüzden bu hobi araçlarından birini ve Aliexpress'den aldığım ışıklı bir büyüteç kullanıyorum (resimlere bakın). Aoyue havya kullanıyorum, böylece sıcaklığı kontrol edebiliyorum ve lehim uçlarını seçebiliyorum.

Tüm bunlara rağmen, GPS modül pinlerini ve u.fl anten konektörünü lehimlerken çok sorun yaşadım. Ayrıca delikleri delmek için bir Dremel klon aleti kullanıyorum. Asla düz delikler açamam ama neyse ki her şeyi çalıştırabildim.

Bu arada, biraz SMD 0805 ferrit boncuk sipariş ettim ama onları hiç beklemedim. Bu arada, çalışması için kontaklara bir tel lehimledim. Ferrit boncukun, GPS çipine giden voltaj pimindeki gürültüyü azaltması gerekiyor.

3. Adım: MicroSD Kart Okuyucu

Tamam, yani GPS oldukça iyi çalıştı ama sadece bir bilgisayara bağlıyken çalıştı, böylece neler olduğunu görebilirsiniz. Daha kullanışlı olması için, ekran veya mikro SD kart gibi bilgisayara bağlı olmayan bir şeye ihtiyacım var. Şimdilik GPS bilgilerini saklamak istedim. Adafruit, 3.5” ekran ve RTC kartı gibi microSD kartlı FeatherWings'e sahiptir. Ancak FeatherWings'i istiflemek istemedim, bu yüzden microSD devresini RTC kartından kopyaladım ve kendim yaptım.

Başka bir FeatherWing yığmak istemediğimden, bunu GPS PCB'me eklemek için bir plan yaptım. Devre oldukça basit olduğu için, bu PCB'ye ve GPS kartıma kablo bağlayabilmem için sadece beş ped ile yaptım.

MyDataLogger.zip

Bunu eklemek için, onu GPS PCB'min altına yerleştirdim, bazı tel sarma kablolarına lehimledim ve bunları GPS PCB'me bağladım. Bazıları için, M4express üzerindeki PCB bağlantısına müdahale etmeden kabloları lehimleyebilmek için başlık pimlerindeki yalıtımın bir kısmını kestim. Bunu resimde görebilmelisin. Sonra iki kartı dikkatlice birbirine yapıştırmak için biraz Gorilla yapıştırıcı kullandım. Gorilla Glue genişlerken çok dikkatli olun.

SORUNLAR: Bu aslında microSD kartlarla ilgili. Ebay'den bazı microSD kartlar sipariş ettim. Basit microSD kartlar ile microSDHC kartlar arasında bir fark olduğunu öğrendim. İlk olarak, benim gibi bazı eski adaptörler (muhtemelen) HC sürümlerini okuyamıyor. İkincisi, microSDHC sürümleri 4gB'den 32gB'ye kadardır. 64gB ve daha büyük boyutlara sahip microSDXC adlı başka bir sürüm var. Eh, bazı 64gB kartlar aldım ama onları adaptörlerimle okuyamadım. Neyin yanlış olduğunu çözemedim. Ancak farklılıkları öğrendikten sonra, adaptörlerimin HC versiyonunu okuyamadığını düşündüm ama daha fazla araştırma, HC versiyonunun maksimum 32gB olduğunu ve resimde görüldüğü gibi bunların microSDHC 64gB olarak etiketlendiğini söyledi. Yine de Kingston bunların sahte olduğunu söylüyor. Satıcıyla iletişime geçtim ve hemen paramı iade etti. İnternette sahte microSD kartlar hakkında çok şey bulabilirsiniz.

Şimdi sahte olsalar bile, işe yaramayacakları anlamına gelmez. Bazı HC kartlarını okuyabilmesi gereken birkaç yeni adaptör bekliyorum, ayrıca bazı farklı HC kartları sipariş ettim.

Adım 4: GPS Anteni

Başka bir yaşlı adam felaketi. Bu yüzden ebay/Aliexpress'ten aktif bir GPS anteni ve bir RP-SMA - u.fl adaptörü sipariş ettim. Bu arada, bu adaptörlerden birine zaten sahip olduğumu unutmuştum. Her neyse, sonunda anteni taktım ve adaptöre uymadı. Şimdi, bu Çinli tedarikçilerin çoğunun ne sattıklarını gerçekten anlamadıklarını düşünüyorum. Örneğin, birçoğu antenlerdeki konektörleri tanımlamıyor ve bazıları resimlerde bile net olarak göstermiyor. Sanırım aldığım, konektörü oldukça iyi gösterdi ama tanımlamadı. Biraz araştırmadan sonra (sanırım) onu bir MCX konektörü olarak tanımladım. Her neyse, başka bir anten sipariş ettim ve sonunda aldım ve o da uymadı. SMA ve RP-SMA erkek ve dişi ve fişler ve jaklar arasında çok fazla karışıklık olmasına rağmen, yine de bunun çoğunlukla benim hatam olduğunu düşünüyorum.

Alt satırda şu anda ayrı bir çalışan antenim yok.

UYARI: Adafruit ve GPS kartımdaki u.fl konektörleri çok kırılgandır ve bağlantıyı fiziksel olarak zorlamanız önerilir.

Adım 5: Hepsini Bir Araya Getirmek

Adafruit, Arduino ile çalışabilmesi için M4express'in nasıl edinileceğine dair bazı mükemmel öğreticilere sahiptir.

Arduino taslağım ektedir:

GPSDatalogger.zip

Aşağıdakileri yapar:

GPS dizelerini microSD karttaki data.nmea adlı bir dosyaya yazar

Dakikada bir kez, zaman, #uydular, sinyal kalitesi, hız gibi başka verileri de misc.txt adlı bir dosyaya yazar. Kabaca Dağ Standardı zamanına ve düğümleri mil / saate dönüştürmek gibi bazı değişiklikler yaptım.

Her iki dosya da metin dosyalarıdır.

Bu arada Circuit Python ile bir şeyler yapmaya çalıştım. Örnekleri çalıştırabildim ama GPS modülüne komut gönderirken biraz sorun yaşıyor gibiydim. Gelecekte tekrar ziyaret edebilir.

6. Adım: Kullanım

GPS'ler, konumu hesaplamak için efemeris verileri ve almanak adı verilen bir şey kullanır. İlk açıldığında, bu bilgilerin işlenmesi biraz zaman alır. Bu bir kaç dakika alabilir. MTK3339 GPS modülünün bu bilgileri saklamak için yedek pili vardır. Hala bunun nasıl çalıştığını tahmin ediyorum ama yaptığım yürüyüşten yaklaşık 5 dakika önce, M4express/GPS'imi microSD kart olmadan PC'ye takıyorum. Çıkmaya hazır olduğumda, fişini çekiyorum, microSD kartı takıyorum ve bir pil ile güç veriyorum ve havalanıyorum.

Sorun: M4express modüllerimden birine muhtemelen statik elektrikle zarar verdiğimi düşünüyorum. Bir bilgisayara takıldığında, şarj durumu LED'i yanıp sönüyor. (M4express bir LiPo pil şarj devresine sahiptir). Kontrol etmemiş olmama rağmen şarj devresinin çalışmadığını tahmin ediyorum. Her neyse, yanıp sönen LED'in yanı sıra hem bilgisayarda hem de pil gücüyle iyi çalışıyor gibi görünüyor, yanıp sönmüyor, bu yüzden onunla yaşıyorum.

Google Earth Profesyoneli

Nmea dosyasını Google Earth Pro ile kullanabilmek için oluşturmamın nedenlerinden biri. microSD kartı GPS modülünden çıkarıyorum, adaptörlerimden birine takıyorum ve bilgisayarıma takıyorum.

Kullanmak için Google Earth Pro'yu başlatın, (DOSYA)(AÇ) öğesini seçin. Dosya kutusunun yanında dosya türleri için bir seçim vardır. (GPS) öğesini seçin. data.nmea dosyasını bulmak için göz atın ve açın.

Başka bir pencere açılır. Tüm KML İzleri Oluştur, KML Çizgi Dizeleri Oluştur, Rakımları zemin yüksekliğine ayarla'yı seçiyorum.

İlk örnek bir örneği göstermektedir. Mavi çizgi yanlış veri, muhtemelen gürültü.

İkinci örnekte büyük bir metal ahır var. Mavi izler normalde seyahat yönünü gösteren oklara sahiptir, ancak ahırın çevresinde karelere dönüşürler. Ahırdan geçmediğimiz ve ahırın tepesi boyunca ilerlediğimiz için bunun sinyal kaybı olduğunu varsayıyorum.

Misc.txt, Excel tarafından virgülle ayrılmış bir dosya (veya bir metin dosyası) olarak okunabilir. Sürüş sırasında bir arabada çekilmiş bir örnek için eke bakın.

Fark ettiğim şeyler, Enlem ve Boylamın birçok ondalık basamak olduğuydu, bunun ne kadar doğru olduğunu bilmiyorum. Hız çalışıyor gibi görünüyor. Genellikle yürüyüşlerimde Satellites 10 civarında, arabada 7'ydi, o zamandan beri metal çatı nedeniyle. Arabadaki HDOP arabada daha yüksek görünüyordu. Yürüyüşlerde 1 veya daha azdı (daha iyi).

Angle'ı anlamıyorum. Latitude aynı kaldığında bir uzatma için açının 66 değil 0, 90, 180 veya 270 olacağını düşünürdüm.

Sonuçlar: Oldukça iyi çalışıyor gibi görünüyor. M4express'in alışkın olduğum Atmega328'lerden çok daha hızlı olduğunu düşünüyorum. Bir saniyelik örnekleme oranlarını bozmadan bazı NMEA iz hatalarından kurtulmak için muhtemelen biraz gürültü filtrelemesi yapabilir. muhtemelen uğraşmayacağım. Gelecekteki projelerimden biri, birçok tarlaya sahip bir çiftlik ülkesinde yaşadığım bazı 'anketler' yapmak olacaktır. Bazen bir tarlada kaç dönüm olduğunu bilmek isterim. Bu uygulama için muhtemelen GPS'imi 3.5”dokunmatik ekranımda kullanabilirim.

Ayrıca harici bir antenin çok fark yaratıp yaratmadığını görmek istiyorum. NMEA parçalarımdan bazılarının olması gereken yerde olmadığını fark ettim.

Bu arada MTK3339, uBlox gibi diğer GPS'lerden daha doğru değil.

Başka bir proje de, MTK3339'dan daha ucuz görünen ancak temelde aynı şey olması gereken bazı L80 GPS modülleri satın almamdı. Belki klonlardır? Benim için büyük bir avantaj, pimler üzerinde çalışmak çok daha kolay olan 0.1”boşluğa sahip olmalarıdır.