GPS -marsruudi jälgimine V2: 4 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Projekt: GPS -marsruudi jälgimine V2

Kuupäev: mai - juuni 2020

UUENDA

Selle projekti esimesel versioonil, kuigi see põhimõtteliselt töötas, oli mitmeid vigu, mis tuli parandada. Esiteks mulle kast ei meeldinud, nii et olen selle teisega asendanud. Teiseks pole kiiruse ja vahemaa arvutused õiged. Täiendavad välikatsed, kus seade paigutati sõidukisse ja lubati marsruut kaardistada ning seejärel kaardistati see kaardistatud marsruut GPS -i visualiseerijale ja Google Earth Pro -le, andes suurepäraseid tulemusi nii tegeliku marsruudi kaardistamise kui ka joonlaua valiku alusel arvutatud vahemaa osas rakenduses Earth Pro

Lisaks uuendati vooluringi nii, et 18650 patareid toitsid toite otse ESP32 DEV -plaadile, samas kui NEO7M GSP -seadet toideti otse Step Down -moodulist, mitte DEV -plaadi kaudu. See andis stabiilsema süsteemi. Tarkvara tehti üldjuhul korda, kusjuures suvand E -post ja sellele järgnev ühendus kohaliku ruuteriga toimusid ainult siis, kui seade leidis saatmiseks saadaval oleva faili või failid. Viimane täiustus oli muuta test „gps.location.isValid” väärtuseks „gps.location.isUpdated”, mis tagas, et marsruudi faili salvestati ainult värskendatud GPS -i asukohad, mitte mitu sama asukoha laiust ja pikkust

Tahaksin siinkohal märkida, et see on esimene minu loodud GPS -põhine süsteem ja järgnevad versioonid asendaksid olemasoleva juhtmestiku suures osas PCB -põhise plaadiga. Tagamaks, et kõik juhtmeühendused ei katkeks, on kõik need ühendused liimitud töötlemata käsitsemise ajal

Olen uuendanud ICO ja Fritzing faile ning lisanud uusi fotosid, et näidata tehtud muudatusi

ÜLEVAADE

See projekt oli minu jaoks täielik suunamuutus, eemaldudes Nixie kelladest ja WiFi -põhistest robotitest. GPS -põhise Arduino mooduli kasutamine on mind juba mõnda aega huvitanud ja kuna mul oli vaba aega, et oodata põhiprojekti jaoks täiendavaid osi, mille kallal ka töötan, otsustasin ehitada GPS -marsruudi jälgimisseadme, mis töötab patareidega, kerge, kaasaskantav ja suudab oma marsruuditeavet edastada kas mikro-SD-kaardi või WiFi-võrgu olemasolu korral e-posti ja manustatud faili kaudu. See projekt nõudis nelja komponendi kasutamist, mida ma polnud varem kasutanud, nimelt 0,96”oLED-ekraani, SD-kaardilugejat, GPS-moodulit ja ESP32 arendusnõukogu. Seadme lõplikku suurust, kuigi see on kindlasti kaasaskantav, saaks veelgi vähendada, täies ulatuses 25–50%, kui minu kasutatav juhtmestik asendataks otse ESP32 arendusplaadile kinnitatud trükkplaadiga ja 18650 patareiga moodul asendati sobiva 5 V liitiumioonakuga.

Tarvikud

1. ESP32 Arendusamet

2. DS3231 RTC kell koos aku varundamisega

3. Micro SD -kaart SPI -põhine lugeja, 1 GB micro SD -kaardiga

4. 0,96”oLED I2C -põhine ekraan

5. NEO-7M-0-000 GPS-moodul

6. 10uF kondensaator

7. 2 x 10K takistid, 4,7K takisti

8. Alalisvoolu alalisvoolu trafo

9. 2 x 18650 patareid

10. Kahekordne 18650 akuhoidik

11. Ühepooluseline lüliti

12. Hetkeline vajutuslüliti

13. 2 x 100mmx50mmx65mm projektikarpi

14. Duponti juhtmed, kuum liim.

1. samm: EHITUS

Lisatud Fritzingi diagramm näitab vooluringi paigutust. Kaks 18650 akut ja alandamismoodulit võiks asendada liitiumioonakuga, mis pakub otse 5 V pinget. Soovitan NEO-7M moodulit, millel on integreeritud SMA väline antennipistik, mis võimaldab lisada lihtsat 30 cm pikkust traati, mis võtab vastu satelliiditeabe, see võtab sageli mõne minuti pärast seadme esmakordset sisselülitamist. Projektikarbi alumises osas on avaused ekraani, GPS-antenni, lüliti ja SD-kaardi jaoks, samuti sisaldab see RTC-kella, SD-kaardilugejat, 0,96-tollist LED-ekraani, nuppu, GPS-moodulit ja trükkplaati. Ülemises projektikarbis on ESP32 arendusplaat, 18650 patareid ja akuhoidik, astmemoodul ning üks ava ühepooluselise lüliti jaoks. Selle projektikarbi ülaosa hoitakse paigas nelja vastu süvistatud kruviga, mida saab eemaldada, et saaksid kaks 18650 laetavat akut eemaldada, laadida ja seejärel asendada. Seade ei ole veekindel, kuid seda saab teha. Sellesse ülemisse projektikarpi saab sobiva avaga paigaldada ka sobiva USB -põhise akulaadija, mis võimaldab sees olevaid patareisid laadida ilma karbi kaant eemaldamata. Kuigi GPS -moodul suudab satelliidilt saadud kellaaja ja kuupäeva esitada, otsustasin, et kohalik aeg ja kuupäev sobivad paremini, seega lisasin RTC -mooduli.

Mõned ehitusfotod näitavad selle projekti varajast arengut, kus kasutasin WeMos D1 R2 plaati ja lihtsat 16x2 LED -ekraani, mõlemad asendati lõppversioonis.

2. samm: TARKVARA

ESP32-põhise Arduino tahvli põhjus oli see, et pärast mõningaid uuringuid leidsin, et ESP32 saab edukalt G-posti kontole e-posti saata, tingimusel et konto seadeid muudetakse nii, et see võimaldab „vähem turvalisi e-kirju vastu võtta”, see nõuab G-Mail konto seadete muutmist. Sellele juurdepääsemiseks avage menüüvalik „Google'i konto haldamine”, seejärel valige „Turvalisus” ja kerige lõpuks alla, kuni näete teksti „Vähem turvaline juurdepääs rakendustele”, lülitage see funktsioon sisse.

Peate alla laadima ja installima järgmised failid: TinyGPS ++. H, SoftwareSerial.h, "RTClib.h", "ESP32_MailClient.h", "SPIFFS.h", WiFiClient.h, math.h, Wire.h, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h ja Adafruit_SSD1306.h.

Programm töötati välja Arduino IDE versiooni 1.8.12 abil ja valitud plaat oli “DOIT ESP32 DEVKIT V1”.

Programmi suuruse tõttu ei saa te seda programmi Arduino UNO -l arendada, ka tarkvara allalaadimisel on vaja TX -juhe GSP -moodulist eemaldada, vastasel juhul ei õnnestu allalaadimine. 10uF kondensaator kinnitati ESP32 tahvli “EN” ja “GND” tihvtidele nii, et uue tarkvara allalaadimisel ei olnud vaja nuppu “EN” vajutada.

Arduino tarkvara töötati välja selleks, et võimaldada süsteemi kasutajal salvestada üksuses teekond või marsruudid ja seejärel SD-kaart eemaldada ning need arvutipõhise kaardilugeja kaudu üles laadida või valida menüü E-post ja valida kõik seadmes olevad marsruudifailid saadeti G-Maili kontole, igale e-kirjale lisati üks marsruut. Marsruudifailid on vormindatud üksuses ja need võivad olla kahe erineva stiili kujul-GPX-vormingus, mida saab otse vaadata, kasutades Internetis tasuta kasutatavat Google'i rakendust „GPS Viewer” või „KML”. vormingus, mida saab otse vaadata, kasutades Internetist allalaadimiseks saadaval olevat rakendust Google Earth Pro. Sama rakendus saab lugeda ja kuvada ka GPX -põhiseid marsruudi faile. Mõlemad failivormingud on failivormingu skeemidena vabalt saadaval ja neid võib leida Internetist Vikipeediast. Kui e-kirjad või e-kirjad on saadetud, naaseb seade marsruudi jälgimise juurde, kuid vaikimisi kasutatakse GPX-failivormingut. Nuppu kasutatakse suvandi E-post valimiseks, GPX- või KML-failivormingu valimiseks ning marsruudi salvestamise alustamiseks ja peatamiseks. Marsruudi jälgimisrežiimis kuvab oLED -ekraan praeguse asukoha pikkus- ja laiuskraadi ning seejärel teisel ekraanil praeguse kellaaja, kuupäeva, kõrguse meetrites, kasutatavate satelliitide arvu, kiiruse kilomeetrites ja lõpuks ühe kursi kardinaalsetest kompassipunktidest. Kui marsruudi salvestusrežiimis kuvatakse ekraanil oma avatud marsruudi fail, siis lisaks kahele eelnevalt kirjeldatud ekraanile kuvatakse kolmas ekraan, mis sisaldab üksikasjalikku teavet kasutatava marsruudi faili, salvestatud vahepunktide arvu ja lõpuks läbitud vahemaa km.

Järgmised pildid näitavad, kuidas G-Mail võtab vastu ja kuvab seadme loodud ja saadetud e-kirju.

3. samm: JÄRELDUS

Olen selle projekti väljatöötamisest palju õppinud, kuid seda seadet saab pidada ainult rakendustepõhise süsteemi tagapaigaks, mis kuvab GPX- või KML -failid. Kolmanda osapoole tarkvara kasutamine oli selle tarkvara edasiarendamiseks vastuvõetav alternatiiv. Google'i kontohalduse menüü menüüvaliku „Vähem turvaline rakendus” kättesaadavus võib olla piiratud, kuna muudatused võivad toimuda 2020. aasta juunis. Sel juhul võib osutuda vajalikuks e-kirja suunamine teisele kontole või kasutades postiserveri 586 porti.

4. samm: GPS- ja KML -failivormingud

Järgnevalt on näidatud tüüpiline failisisu iga failitüübi jaoks, mille seade genereerib (laius- ja pikkuskraadi väärtused ei muutu nendes näidetes palju, kuna seade on paigal). Mõlemad failid sisaldavad minimaalseid päise- ja jaluseandmeid, mida GPS Viewer ja Google Earth pro vajavad, et kuvada lihtne must joon, mis näitab valitud marsruuti:

KML -fail:

GPX -fail: