Vanamees ja Arduino GPS: 6 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Nii et see Laisk Old Geek (L. O. G.) pole paar aastat suutnud Instructable'i teha. 70 -aastaselt ei tööta aju enam nii hästi kui varem ja raske on keskenduda suurtele projektidele, rääkimata proovimisest neist kirjutada.

(Osalen Arduino võistlusel.)

Kuid oma armastava koera, Sadie ja minu CPAP -masina abiga proovin seda proovida. Sadie on minu antidepressant, hoiab mu tuju üleval ja me jalutame igal hommikul. Minu CPAP aitab mul paremini magada ja seetõttu mõtle natuke paremini.

GPS: GPS on mind alati huvitanud. Enamik kaubanduslikku GPS-i suudab täpselt määrata kuni 2-3 meetrit. Minu nõbu, kes on suur põllumees, ütleb, et tema varustus võib palju paremini toimida. Ma tean, et üks kohalikest põllumeestest kasutab oma John Deere'i traktoreid, et istutada kohandatud GPS -i abil vagudesse põllukultuure.

Veedan palju aega Internetis surfates ja olen lugenud mõistliku hinnaga GPS -ide kohta, mille mõõtmed võivad ulatuda sentimeetriteni! Uskumatu. Praktilisest küljest pole mul seda tegelikult vaja. Kui ma jalutama lähen, ei pea ma tegelikult täpselt teadma, kus ma olen. Isegi maanteesõitudel kasutan nutitelefoni koos Android Autoga, et mulle teada anda, kus ma olen.

Kuid ma olen ka tehnik, nii et hakkasin harrastajatele GPS -e vaatama. Üks populaarsemaid oli Adafruit Ultimate GPS.

www.adafruit.com/?q=ultimate

Samm: Adafruit Feather

Noh, üks Adafruit Ultimate GPS -i versioonidest on Featherwing. Nüüd pole ma kunagi kuulnud Adafruit Feather sarjast, seega rohkem surfamist. Wow, Adafruit ja Lady Ada on välja töötanud terve hunniku mikrokontrollereid ja tarvikuid, mis põhinevad väikesel platvormil nimega Feather. Arduinoitide jaoks on see sarnane Arduino UNO põhiplatvormiga, kuid väiksem ja ajakohasem. Adafruit töötas välja ka kogu tarkvara, et need saaksid ühilduda Arduino tarkvaraga.

Ma hindan väga tööd, mida Adafruit ja leedi Ada on teinud isetegijate heaks ja mulle Feather M4 Express väga meeldis:

www.adafruit.com/product/3857

Erinevalt tavalisest Arduino -st, millel on 16 MHz taktsagedus, on see ülikiire 120 MHz sagedusega. See on 3,3 V, mis on peaaegu uus uue DIY elektroonika standard. See ühildub Arduinoga, millega olen üsna tuttav, lisaks saab seda programmeerida ka Circuit Pythoniga (Adafruit'i kohandatud Pythoni versioon). Olen vana ja mul on raske uusi asju õppida, kuid see annaks mulle võimaluse hargneda.

Seega tellisin ebayst kasutatud ja tellisin ka Mouserist. Amazon, Mouser ja DigiKey kannavad mõnda Adafruit'i toodet. Ma oleksin tahtnud seda osta otse Adafruitist, kuid sel ajal polnud neil kõiki FeatherWings'i, mida ma tahtsin saada. Sel juhul on odavam tellida palju asju korraga, nii et te ei pea maksma nii palju saatmiskulusid. Minu puhul maksab kolme kauba saatmine sama palju kui üks.

PROBLEEM: M4expressi aku pistik JST2.0. Kaua aega tagasi ostsin hunniku JST2.0 toitepistikuid nagu pildil. Kahjuks on punane/must vastupidine sellele, mida M4express kasutab, ja mul on palju patareisid ja projekte, mis kasutavad seda polaarsust.

Oh, noh. Juhtmeid pistikust eemaldada ja nende asukohti vahetada on imelik. Nii tegin seda mitme aku ja ühe LiPo laadijaga. Panin neile punase küünelaki, nii et loodetavasti ei hakka neid segama.

M4expressi puhul otsustasin kasutada pikkade tihvtidega naissoost päiseid. Vaata pilti. See võimaldas FeatherWingsil, nagu minu GPS, ühendada ülaosaga. Lisaks saab M4expressi ühendada FeatherWingsiga nagu ostetud 3,5 -tolline TFT.

Selle rakenduse jaoks tihvte ei kasutata, nii et mul oli väike Protoboard ja ühendasin M4expressi sellega, nii et tihvtid ei ole paljastatud ja ei saa seda kaasas kandes painutada.

2. samm: Minu GPS FeatherWing

Adafruit Ultimate GPS Featherwing

www.adafruit.com/product/3133

Üks suurepäraseid asju, mis mulle Adafruit'i juures meeldib, on see, et nad dokumenteerivad oma tooteid tugevalt, eeldan, et harrastajad saavad ise luua. Nüüd on M4expressil SMD mikrokontroller, mis on minusugusele vanamehele töötamiseks liiga väike, nii et ostsin paar selle asemel, et seda teha. Kuid FeatherWing Ultimate GPS on natuke parem, nii et otsustasin proovida seda ise teha. Nii et ma tellisin Ebayst või Aliexpressist MediaTek (GlobalTop) GPS MTK3339 mooduli (ei mäleta). Mõnikord nimetatakse seda LadyBird1.

Nii et kopeerisin tarkvara Eagle Cadsoft ((nüüd, Autodesk)) abil Adafruit'i skeemi ja muutsin seda. Esiteks saan teha ainult ühepoolseid trükkplaate ja teiseks ei ole mul palju SMD komponente, nii et lihtsustasin seda.

GPS_MTK3339.zip

Nii tegin trükkplaadi oma tooneri ülekandemeetodi abil:

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

PROBLEEMID: Nagu ma mõnikord mäletan, olen ma vana ja siin on mõned probleemid. Enamasti ei näe ma lähivõtteid nii hästi, nii et kasutan ühte neist harrastusvahenditest ja valgustatud suurendusklaasi (vt pilte), mille sain Aliexpressist. Ma kasutan Aoyue jootekolvi, et saaksin temperatuuri kontrollida ja jootmisotsikuid valida.

Isegi kõige selle juures tekkis mul palju probleeme GPS -mooduli tihvtide ja u.fl antennipistiku jootmisega. Samuti kasutan aukude puurimiseks Dremeli kloonitööriista. Ma ei saa kunagi sirgeid auke puurida, kuid õnneks suutsin kõik toimima saada.

Muide, ma tellisin mõned SMD 0805 ferriithelmed, kuid pole neid kunagi nii palju oodanud. Vahepeal jootsin traadi kontaktide külge, et see toimiks. Ferriitkuul peaks vähendama GPS -kiibi pingetihvtide müra.

Samm: MicroSD -kaardilugeja

OK, nii et GPS töötas päris hästi, kuid see töötas ainult siis, kui see oli arvutiga seotud, nii et näete, mis toimub. Kasulikumaks muutmiseks vajan midagi, mis pole arvutiga seotud, näiteks kuvar või mikro -SD -kaart. Praegu tahtsin salvestada GPS -i teavet. Adafruitil on mõned FeatherWings koos microSD -kaartidega, näiteks 3,5 -tolline ekraan ja RTC -kaart. Kuid ma ei tahtnud FeatherWingsit virnastada, nii et kopeerisin microSD -vooluringi RTC -kaardilt ja tegin oma.

Kuna ma ei tahtnud teist FeatherWingi virnastada, mõtlesin välja plaani selle oma GPS -trükkplaadile kinnitada. Kuna vooluahel on üsna lihtne, tegin selle lihtsalt viie padjaga, et saaksin juhtmed selle trükkplaadi ja GPS -plaadi külge kinnitada.

MyDataLogger.zip

Nii et selle kinnitamiseks asetasin selle oma GPS-trükkplaadi alla, jootsin mõne traadiga mähitud juhtme külge ja ühendasin need oma GPS-PCB-ga. Mõne jaoks lõikasin osa päise tihvtide isolatsioonist välja, nii et saaksin juhtmeid jootma hakata, ilma et see segaks M4expressile paigaldatud trükkplaati. Sa peaksid seda pildil nägema. Seejärel kasutasin Gorilla liimi abil kaks kaarti ettevaatlikult kokku. Olge Gorilla liimi paisumisel väga ettevaatlik.

PROBLEEMID: See on tegelikult microSD -kaartidega. Tellisin ebayst mõned microSD -kaardid. Sain teada, et lihtsate microSD -kaartide ja microSDHC -kaartide vahel on erinevus. Esiteks, mõned vanemad adapterid nagu mina (tõenäoliselt) ei saa lugeda HC versioone. Teiseks on microSDHC versioonid vahemikus 4 GB kuni 32 GB. On veel üks versioon nimega microSDXC, 64 GB ja suuremate mõõtmetega. Noh, ma sain umbes 64 GB kaarte, kuid ma ei suutnud neid oma adapteritega lugeda. Ma ei saanud aru, mis viga oli. Kuid pärast erinevuste avastamist arvasin, et võib -olla ei suuda mu adapterid lugeda HC versiooni, kuid edasised uuringud ütlesid, et HC versioon on maksimaalselt 32 GB ja nagu pilt näitab, on need märgistatud microSDHC 64 GB. Isegi siis ütleb Kingston, et need on võltsingud. Võtsin müüjaga ühendust ja ta maksis mulle raha tagasi. Internetist leiate palju teavet võltsitud microSD -kaartide kohta.

Kuigi need on võltsitud, ei tähenda see, et nad ei töötaks. Ootan paari uut adapterit, mis peaksid suutma lugeda mõnda HC -kaarti, lisaks tellisin mõned erinevad HC -kaardid.

Samm: GPS -antenn

Veel üks vana mehe katastroof. Seega tellisin ebay/Aliexpressist aktiivse GPS-antenni ja RP-SMA to u.fl adapteri. Muide, ma olin unustanud, et mul oli üks neist adapteritest juba olemas. Igatahes sain lõpuks antenni sisse ja see ei sobinud adapteriga. Nüüd arvan, et paljud neist Hiina tarnijatest ei saa tegelikult aru, mida nad müüvad. Näiteks ei tuvasta paljud antennide pistikuid ja mõned isegi ei näita seda piltidel selgelt. Noh, ma arvan, et see, mis ma sain, näitas pistikut üsna hästi, kuid ei tuvastanud seda. Noh, pärast mõningaid uuringuid tuvastasin (arvan), et see on MCX -pistik. Igatahes tellisin teise antenni ja sain selle lõpuks kätte ja see ei sobinud ka. Ma arvan, et see on enamjaolt minu süü, kuigi SMA ja RP-SMA isase ja naise ning pistikute ja pistikupesade vahel on palju segadust.

Põhimõte on praegu see, et mul pole eraldi töötavat antenni.

HOIATUS: Adafruit'i ja minu GPS -tahvli u.fl -pistikud on väga habras ning on soovitatav ühendus füüsiliselt pingutada.

Samm: pange see kõik kokku

Adafruitil on mõned suurepärased õpetused M4expressi hankimiseks, et see töötaks koos Arduinoga.

Minu Arduino visand on lisatud:

GPSDatalogger.zip

See teeb järgmist.

Kirjutab GPS -stringid microSD -kaardile salvestatud faili nimega data.nmea

Kord minutis kirjutab see ka muid andmeid, nagu aeg, #satelliidid, signaali kvaliteet ja kiirus faili nimega misc.txt. Tegin mõningaid muudatusi, näiteks konverteerisin ligikaudselt mäestandardiks ja sõlmedeks mph.

Mõlemad failid on tekstifailid.

Muide, proovisin Circuit Pythoniga mõnda asja teha. Suutsin näiteid käivitada, kuid tundus, et mul on GPS -moodulile käskluste saatmisega probleeme. Tulevikus võib uuesti vaadata.

6. samm: kasutamine

GPS -id kasutavad asukoha arvutamiseks nn efemeri andmeid ja almanahhi. Esmakordsel sisselülitamisel kulub selle teabe töötlemiseks aega. Selleks võib kuluda mõni minut. GPS -moodulil MTK3339 on selle teabe salvestamiseks aku varundatud. Ma veel arvan, kuidas see töötab, kuid mida ma teen, on umbes 5 minutit enne meie jalutuskäiku, ühendan oma M4express/GPS arvutiga ilma microSD -kaardita. Kui ma olen valmis lahkuma, eemaldan selle vooluvõrgust, sisestan microSD -kaardi ja toite akuga ning võtan stardi.

Probleem: ma arvan, et ma kahjustasin ühte oma M4expressi moodulitest, võib -olla staatilise elektriga. Kui see on arvutiga ühendatud, vilgub laadimisoleku LED. (M4expressil on LiPo akulaadija ahel). Noh, ma arvan, et laadija vooluring ei tööta, kuigi ma pole seda kontrollinud. Igatahes tundub, et lisaks vilkuvale LED -ile töötab see nii arvutis kui ka akutoitel hästi, nii et ma ei vilgu, nii et ma elan sellega kaasa.

Google Earth Pro

Üks põhjus, miks ma nmea faili tegin, on see, et saaksin seda kasutada koos Google Earth Pro -ga. Eemaldan microSD -kaardi GPS -moodulist, ühendan selle ühe oma adapteriga ja ühendan arvutiga.

Kasutamiseks käivitage Google Earth Pro, valige [FILE] (OPEN). Faili kasti kõrval on valik failitüüpide jaoks. Valige (GPS). Sirvige faili data.nmea leidmiseks ja avage see.

Ilmub teine aken. Valin kõik Loo KML -rajad, Loo KML -i reajooned, kohandage kõrgused maapinna kõrgusele.

Esimene näide näitab näidist. Sinise joonega pildistamine on ekslikud andmed, tõenäoliselt müra.

Teises näites on suur metallist ait. Sinistel radadel on tavaliselt nooled, mis näitavad sõidusuunda, kuid lauda ümber muutuvad need ruutudeks. Ma eeldan, et see on signaali kadumine, kuna me ei kõndinud aitast läbi, vaid läksime mööda lauta.

Misc.txt saab Excelis lugeda komaga eraldatud failina (või tekstifailina). Vaadake lisatud näidet, mis on võetud autos sõidu ajal.

Märkasin, et laius- ja pikkuskraadid olid mitme kümnendkoha täpsusega, ei tea, kui täpne see on. Tundub, et kiirus töötab. Tavaliselt on minu jalutuskäikudel satelliidid umbes 10, autos oli see 7, mis on tehtud metallist katuse tõttu. HDOP autos tundus autos kõrgem. Jalutuskäikudel oli see rohkem 1 ringis või alla selle (parem).

Ma ei saa Anglest aru. Pikenduseks, kui Latitude jäi samaks, arvan, et nurk oleks 0, 90, 180 või 270, mitte 66.

Järeldused: tundub, et see töötab päris hästi. Ma arvan, et M4express on palju kiirem kui Atmega328, millega olen harjunud. See võib tõenäoliselt teha mõningaid mürafiltreerimisi, et vabaneda mõnest NMEA raja tõrkest, ilma et see segaks ühe sekundi proovivõtu sagedust. Ma ilmselt ei viitsi. Üks minu tulevasi projekte oleks teha „uuringuid”, kus ma elan põllumaal, kus on palju põlde. Mõnikord tahaksin teada, kui palju aakreid põllul on. Tõenäoliselt saaksin selle GPS -i jaoks kasutada oma 3,5 -tollise puuteekraaniga GPS -i.

Samuti tahaks näha, kas väline antenn muudab palju. Märkasin, et mõned minu NMEA lood ei ole päris seal, kus nad peaksid olema.

Muide, MTK3339 pole täpsem kui teised GPS -id nagu uBlox.

Teine projekt on see, et ostsin mõned L80 GPS -moodulid, mis tunduvad olevat odavamad kui MTK3339, kuid peaksid olema põhimõtteliselt sama asi. Võib -olla on nad kloonid? Üks suur eelis on minu jaoks see, et neil on tihvtidel 0,1”vahekaugus, millega on palju lihtsam töötada.