Kragbesparende GPS met e-ink-skerm: 4 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Elke somer gaan stap ek op afgeleë plekke. Soms, as die roete flou is of selfs verdwyn, moet ek die GPS van my telefoon gebruik om my koördinate te kry en dan my posisie op 'n papierkaart te kontroleer (ek het dikwels geen sein nie, so papierkaarte is verpligtend). Om die telefoon se battery te bespaar, het ek besluit om 'n lae-krag GPS-toestel te bou wat gebaseer is op arduino en 'n E-Ink-skerm gebruik. 'N E-Ink-skerm benodig net krag om die skerm aktualiseer, daarom is dit baie geskik vir toestelle om energie te bespaar.

Wat is die beginsel van hierdie GPS?

U skakel die GPS aan deur op 'n drukknop te druk, die skerm vertoon u ligging, hoogte en die aantal satelliete wat gebruik word om u ligging te bereken, en skakel dan outomaties uit om die battery te bespaar. Danksy die E-Ink-skerm bly u ligging op die skerm selfs as die GPS afgeskakel is. U kan die koördinatestelsel wat deur die GPS gebruik word (lengte-/breedtegraad in desimale grade, UTM -stelsel en sy variante …) verander met drukknoppies, sodat u dit met kaarte uit baie verskillende lande kan gebruik.

Ek het soveel dinge geleer tydens hierdie klein projek en hoop dat u net soveel plesier sal hê as ek!

Vrywaring:

Ek is vol vertroue in hierdie konstruksie, sodat ek dit tydens my volgende staptogte sal gebruik, maar ek sal my telefoon altyd as 'n rugsteun -GPS hê. As u nie seker is wat u doen nie, raai ek u aan om 'n kommersiële GPS te koop in plaas daarvan om dit self te bou. Ek moedig u aan om die kring en die kode self na te gaan, en ek kan nie verantwoordelik gehou word as die GPS wat u volgens hierdie instruksies gebou het, u in die steek laat nie

Nog iets: hierdie GPS werk nie in Noorweë en die Svalbard in die UTM -modus nie. Die UTM -rooster is inderdaad nie op dieselfde manier op hierdie plekke ontwerp in vergelyking met die res van die wêreld nie, en ek kon hierdie spesifisiteit nie in die arduino insluit nie weens geheue -beperkings …

Voorrade

- 1 x Arduino Nano

- 1 x Ublox-6m GPS-module

- 1 x E-Ink-skerm met die module. Ek het hierdie een gebruik:

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

- 1 x 18650 Li-Ion battery (ongeveer 2000 mah behoort genoeg te wees)

- 1 x 18650 batteryhouer

- 1 x laai- en beskermingsmodule vir Li-Ion-batterye gebaseer op 'n TP4056 soos hierdie:

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

- 1 x twee posisies skakelaar (die AAN/UIT tipe)

- 3 x drukknoppies skakelaars

- 1 x 1 MΩ weerstand

- 1 x N -kanaal mosfet vir algemene doeleindes (ek het een van 'n rekenaarvoedingseenheid verwyder)

- 1 x Stripboard

- Drade

- 1 x broodbord vir prototipering

Stap 1: Prototipeer die GPS

Eerstens moet u die toestel op 'n broodbord monteer om die komponente en die arduino -kode te toets.

Skakel die GPS aan

Om die toestel aan te dryf, het ek 'n Li-Ion 18650-battery van 2000 mAh gebruik. Hierdie soort battery moet, net soos Li-Po-batterye, op 'n beheerde manier gelaai en ontlaai word. As u die battery op 'n verkeerde manier laai, kan dit vlam vat of selfs ontplof, net soos 'n Li-Po! Om dit met 'n klassieke laaier te laai, moet u 'n TP4056 -module gebruik.

In hierdie eerste stap hoef u net die positiewe (rooi) draad van die batteryhouer na B+ op die module te soldeer en die negatiewe (swart) draad van die batteryhouer na B-. Dan moet u die drade aan OUT+ en OUT- op die module soldeer; hulle sal later met die toestel verbind word.

BELANGRIK: Sodra die toestel klaar is, sal ons die arduino aan die rekenaar moet koppel; dit is dus BAIE BELANGRIK om die battery van die toestel af te haal, anders is daar 'n risiko dat die arduino die battery sal begin laai verkeerde manier, en daar is weer 'n risiko dat dit aan die brand slaan.

Om dinge op die broodbord te bedek

Die volgende stap kan 'n bietjie lastig wees: u moet alles op die broodbord vasdraai sodat dit ooreenstem met die skematiese tabel hierbo.

'N Klein wenk: neem die maksimum beskikbare spasie op u broodbord en neem u tyd;)

Stap 2: Laai die kode op

Nou is dit tyd om die kode op die arduino op te laai!

Maak eers seker dat die battery uit die batteryhouer gehaal word, steek dan die arduino in die rekenaar, laai die aangehegte arduino -kode op en ontkoppel die arduino. U kan uiteindelik die battery in die toestel plaas.

As u enige vrae het oor die kode, stel dit gerus in die kommentaarafdeling hieronder!:)

Stap 3: Laat dit werk

Laat ek nou verduidelik hoe hierdie GPS eintlik werk:

As u die knoppie wat die grond en +5V -penne van die arduino verbind, vir ongeveer 3 sekondes druk, begin die GPS.

Die GPS kan in twee verskillende modusse begin: die konfigurasiemodus en die werklike GPS -modus. Om die modus te kies waarin u begin, moet u die posisie verander van die skakelaar tussen twee posisies wat tussen A0 en die grond gekoppel is.

Konfigurasiemodus: in hierdie modus kan u kies of die GPS u ligging (breedtegraad, lengte, hoogte en aantal satelliete wat gebruik word om u ligging te bereken) in desimale grade vertoon of dat u u ligging (oos, noord, hoogte, gebied en aantal satelliete wat gebruik word om u ligging te bereken) wat op die UTM -rooster geprojekteer word (of enige variant daarvan, soos ons later sal sien). Om tussen die Easting/Northing- en Latitude/Longitude -modus te skakel, druk net op die drukknop wat A1 met die grond verbind tot die display "MODE: E/N" (vir Easting/Northing) of "MODE: L/L" (vir Latitude) /Lengtegraad).

As u u koördinate in desimale grade wil hê, kies dan die "L/L" -modus en skakel dan die skakelaar met twee posisies terug na die GPS -modus. U instellings word nou in die geheue van die arduino gestoor, en die toestel sal nou met die satelliete sinchroniseer en u posisie, die hoogte en die aantal satelliete wat gebruik word om u ligging te bereken, vertoon. Pasop: u moet buite of naby 'n venster wees sodat die GPS die satelliete kan hoor! Die toestel skakel dan outomaties af om die battery te bespaar.

Om u posisie op 'n kaart te vind, moet u waarskynlik u koördinate gebruik ten opsigte van Easting en Northing. Hierdie stelsel is eintlik 'n projeksie van u GPS -koördinate op 'n rooster. Die kaart word meestal in die UTM -stelsel gegradueer, maar sommige lande gebruik 'n variant van hierdie stelsel, daarom moet u 'n ander parameter instel om te kan kies tussen die UTM -stelsel en die variant van u kaart.

Om die stelsel van u kaart te vind, moet u gereeld klein skrifte in 'n hoek daarvan nagaan. As u kaart in die UTM -stelsel is, is die parametrering van die GPS eenvoudig: druk net op die drukknop wat A2 met die grond verbind, sodat die skerm 'ZONE: AUTO' toon.

In baie lande is die kaarte in 'n plaaslike variant van die UTM -stelsel: byvoorbeeld in Swede is kaarte dikwels in die SWEREF 99 TM -stelsel. Hierdie stelsel gebruik dieselfde projeksie as die UTM -stelsel in die sone 33, maar strek oor die hele land! Dit beteken dat as u 'n kaart in SWEREF 99 TM gebruik, u die GPS -sone handmatig moet instel op 33. Om dit te doen, druk die drukknop wat A2 met die grond verbind tot die skerm "ZONE: AUTO" toon en druk dan op die drukknop wat A1 met die grond verbind tot die skerm "ZONE: 33" toon. Net so gebruik die meeste kaarte in Finland die ETRS-TM35-stelsel, wat die UTM-stelsel is in die sone 35 wat na die hele land uitgebrei is (daarom moet u hier 'ZONE: 35' kies). Baie lande het hierdie soort UTM -stelselvariante.

As u die GPS korrek opgestel het, skakel die tweeposisieskakelaar terug na die GPS -modus, u instellings word nou gestoor en die toestel sal nou met die satelliete sinchroniseer, u posisie vertoon en afskakel.

GPS -modus:

Die toestel sal oplaai en u posisies direk wys volgens die parameters wat in die geheue gestoor is. Sodra die posisie gedruk is, sluit die toestel homself direk af om die battery te bespaar.

Stap 4: Soldeer die komponente op 'n strookbord en monteer die toestel

Noudat alles werk, soldeer die komponente op die strookbord volgens die skema. U kan begin met die manier waarop u die komponente op die stripboad georganiseer het as 'n beginpunt vir die ontwerp van die strookbord. Moenie huiwer om die koper van sommige strepe af te krap om 'n meer kompakte kring te vorm nie.

Belangrik: moenie vergeet om die koper oor die penne van die arduino te verwyder nie;)

Plak laastens die skerm, die batteryhouer en die GPS -module -antenna met warm gom op die strook. Gebruik, indien nodig, isolerende elektriese band om kortsluitings te vermy.

Om die toestel te voltooi, het u nou twee opsies: u kan óf aanlyn soek na 'n plastiekboks wat pas by die dimensie van u voltooide GPS (u sal gate vir die skerm, die drukknoppies, die skakelaar en die mikro moet sny USB-laaier-invoer) of u kan 'n plastiekkas wat in u ontwerp pas, 3D-druk.