GPS -roetesporing V2: 4 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Projek: GPS -roetesporing V2

Datum: Mei - Junie 2020

OPDATEER

Die eerste weergawe van hierdie projek, terwyl dit in beginsel werk, het 'n aantal foute gehad wat opgelos moes word. Eerstens hou ek nie van die boks nie, so ek het dit met 'n ander vervang. Tweedens is die berekeninge vir spoed en afstand nie korrek nie. Bykomende veldtoetse met die eenheid wat in 'n voertuig geplaas is, kan die roete in kaart bring, en dan kan hierdie gekarteerde roete op GPS Visualizer en Google Earth Pro gekarteer word, met uitstekende resultate in terme van werklike roete en afstand bereken, gemeet aan die 'liniaal' opsie in Earth Pro

Boonop is die stroombane so opgedateer dat die 18650 batterye direk aan die ESP32 DEV -bord krag verskaf, terwyl die NEO7M GSP -eenheid direk vanaf die Step Down -module aangedryf word eerder as via die DEV -kaart. Dit het 'n meer stabiele stelsel opgelewer. Die sagteware is oor die algemeen opgeruimd, met die e -posopsie en die daaropvolgende verbinding met die plaaslike router slegs uitgevoer as die eenheid 'n lêer of lêers gevind het om te stuur. 'N Laaste verbetering was om die "gps.location.isValid" -toets na "gps.location.isUpdated" te verander, wat verseker dat slegs opgedateerde GPS -liggings binne die roetelêer gestoor word, eerder as dat verskeie GPS -liggings elk dieselfde breedtegraad en lengte het

Ek sou op hierdie punt opmerk dat dit die eerste GPS -gebaseerde stelsel is wat ek geskep het, en daaropvolgende weergawes sou die bestaande bedrading grootliks vervang met 'n PCB -kaart. Om te verseker dat al die draadverbindings nie misluk nie, is al hierdie verbindings tydens ruwe hantering vasgeplak

Ek het die ICO- en Fritzing -lêers opgedateer en nuwe foto's bygevoeg om die veranderinge wat ek aangebring het, te wys

OORSIG

Hierdie projek was 'n volledige rigtingverandering vir my, wegbeweeg van Nixie Clocks en WiFi -gebaseerde robots. Die gebruik van 'n GPS -gebaseerde Arduino -module het my 'n geruime tyd geïntrigeer, en aangesien ek tyd gehad het om te wag vir bykomende onderdele vir die hoofprojek waaraan ek ook besig is, het ek besluit om 'n GPS -roete -opsporingstoestel te bou, met batterye, ligte gewig, draagbaar en kan sy roete-inligting oordra, óf via 'n mikro-SD-kaart, óf as daar 'n WiFi-netwerk beskikbaar is, via e-pos en 'n aangehegte lêer. Hierdie projek vereis die gebruik van vier komponente wat ek nog nie voorheen gebruik het nie, naamlik 'n 0,96”oLED-skerm, SD-kaartleser, GPS-module en die ESP32 Development Board. Die uiteindelike grootte van die eenheid, hoewel dit beslis draagbaar is, kan met 25-50%verder verminder word as die bedrading wat ek gebruik het, vervang word met 'n printplaat wat direk aan die ESP32 Development Board gekoppel is en die 18650 batterye en trappe module vervang met 'n geskikte Li-ion 5V battery.

Voorrade

1. ESP32 Ontwikkelingsraad

2. DS3231 RTC -klok met battery -rugsteun

3. Micro SD -kaart SPI -gebaseerde leser, met 1GB mikro SD -kaart

4. 0.96 oLED I2C gebaseerde skerm

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

6. 10uF kapasitor

7. 2 x 10K weerstande, 4.7K weerstand

8. DC-DC trappie transformator

9. 2 x 18650 batterye

10. Dubbele 18650 batteryhouer

11. Enkelpolige skakelaar

12. Kortstondige drukknop

13. 2 x 100mmx50mmx65mm projek bokse

14. Dupont -drade, warm gom.

Stap 1: KONSTRUKSIE

Die aangehegte Fritzing -diagram toon die uitleg van die stroombaan. Die twee 18650 batterye en die stap-down module kan vervang word deur 'n Li-ion battery pack wat 5V direk lewer. Ek beveel die NEO-7M-module aan met die geïntegreerde eksterne antenna-aansluiting van SMA, waarmee u 'n eenvoudige stuk draad van 30 cm kan byvoeg om die satellietinligting op te neem. Dit neem gewoonlik 'n paar minute nadat die eenheid aanvanklik aangeskakel is. Die onderste van die twee projekkaste het openinge vir die skerm, GPS-antenna, skakelaar en SD-kaart; dit bevat ook die RTC-klok, SD-kaartleser, 0,96 oLED-skerm, knoppie, GPS-module en PCB-bord. Die boonste projekkas bevat die ESP32-ontwikkelingsbord, 18650 batterye en batteryhouer, trappemodule en 'n enkele opening vir die enkelpoolskakelaar. Die bokant van hierdie projekkas word vasgehou met vier versinkte skroewe wat verwyder kan word sodat die twee 18650 herlaaibare batterye verwyder, gelaai en dan vervang kan word. Die eenheid is nie waterdig nie, maar dit kan so gemaak word. 'N Geskikte USB -laaier kan ook in hierdie boonste projekkas geïnstalleer word, met 'n geskikte opening, sodat die batterye binne gelaai kan word sonder dat die deksel van die boks verwyder moet word. Terwyl die GPS -module die tyd en datum kan verskaf, soos verkry vanaf die satelliet, het ek besluit dat die plaaslike tyd en datum meer geskik sou wees, daarom het ek 'n RTC -module bygevoeg.

Sommige van die konstruksiefoto's toon die vroeë ontwikkeling van hierdie projek, waar ek 'n WeMos D1 R2 -bord en 'n eenvoudige 16x2 LED -skerm gebruik het, wat albei in die finale weergawe vervang is.

Stap 2: Sagteware

Die rede vir die ESP32-gebaseerde Arduino-bord was dat ek na 'n paar ondersoeke gevind het dat die ESP32 suksesvol na 'n G-Mail-rekening kan e-pos, mits die rekeninginstellings verander word sodat dit 'minder veilige e-posse' kan ontvang ', vereis dit 'n verandering in die G-Mail-rekeninginstellings. Om toegang daartoe te verkry, gaan na die kieslys 'Bestuur Google -rekening', kies dan 'Beveiliging' en blaai laastens af totdat u 'Minder veilige toegang tot die app' sien, skakel hierdie funksie aan.

U sal die volgende lêers moet aflaai en installeer: TinyGPS ++. H, SoftwareSerial.h, "RTClib.h", "ESP32_MailClient.h", "SPIFFS.h", WiFiClient.h, math.h, Wire.h, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h en Adafruit_SSD1306.h.

Die program is ontwikkel met behulp van weergawe 1.8.12 van die Arduino IDE, en die bord wat gekies is, was die "DOIT ESP32 DEVKIT V1".

As gevolg van die grootte van die program, kan u hierdie program nie op 'n Arduino UNO ontwikkel nie, ook as u die sagteware aflaai, is dit nodig om die TX -draad uit die GSP -module te verwyder, anders kan die aflaai misluk. 'N 10uF -kondensator is aan die "EN" en "GND" penne van die ESP32 -bord vasgemaak, sodat dit nie nodig was om op die "EN" -knoppie te druk elke keer as 'n nuwe sagtewareprogram afgelaai word nie.

Die Arduino-sagteware is ontwikkel om die gebruiker van die stelsel in staat te stel om 'n roete of roetes binne die eenheid op te neem, dan die SD-kaart te verwyder en dit op te laai via 'n rekenaargebaseerde kaartleser, of om die e-posmenu te kies en alle roetelêers op die eenheid wat na 'n G-Mail-rekening gestuur word, een roete wat aan elke e-pos gekoppel is. Die roetelêers is binne die eenheid geformateer en kan die vorm aanneem van twee verskillende style, 'GPX'-formaat, wat direk besigtig kan word deur' GPS Viewer ', 'n Google-toepassing wat gratis op die internet beskikbaar is, of' KML ' formaat wat direk bekyk kan word met behulp van die "Google Earth Pro" -program wat beskikbaar is om van die internet af te laai. Dieselfde toepassing kan ook die "GPX" -gebaseerde roetelêers lees en vertoon. Beide hierdie lêerformate is vrylik beskikbaar as lêerformaatskemas en kan op die internet op Wikipedia gevind word. Sodra die e-pos of e-pos gestuur is, sal die eenheid terugkeer na die roetemonitering, maar dit sal standaard die GPX-lêerformaat wees. Die drukknoppie word gebruik om die e-posopsie te kies, GPX- of KML-lêerformaat te kies en om die roeteopname te begin en te stop. In die roetemoniteringsmodus sal die oLED -skerm die lengte- en breedtegraad van die huidige posisie vertoon en dan op 'n tweede skerm die huidige tyd, datum, hoogte in meter, aantal satelliete wat gebruik word, spoed in Km, en uiteindelik die kursus as een van die kardinale kompaspunte. Terwyl die roete -opnamemodus in die skerm die roetelêer wat dit oopgemaak het, vertoon, sal daar, benewens die twee voorheen beskryfde skerms, 'n derde skerm vertoon word met die roete -lêer wat gebruik word, die aantal waypoints wat dit aangeteken het, en laastens die afstand in Km.

Die volgende beelde wys hoe die e-posse, wat deur die eenheid geskep en gestuur is, deur G-Mail ontvang en vertoon word.

Stap 3: GEVOLGTREKKING

Ek het baie geleer uit die ontwikkeling van hierdie projek, maar hierdie eenheid kan slegs beskou word as 'n "agterkant" van 'n app -gebaseerde stelsel wat die GPX- of KML -lêers neem, wat dit vertoon. Die gebruik van sagteware van derde partye was 'n aanvaarbare alternatief vir die verdere ontwikkeling van hierdie sagteware. Die beskikbaarheid van die kieslys 'Minder veilige app' in die Google Account Management-menu kan beperk word, aangesien veranderinge in Junie 2020 kan plaasvind. deur die 586 -poort op die posbediener te gebruik.

Stap 4: GPS- en KML -lêerformate

Die volgende toon 'n tipiese lêerinhoud vir elke tipe lêer wat die eenheid genereer (die breedte- en lengtegraadwaardes verander nie veel in hierdie voorbeelde nie omdat die eenheid stilstaan). Beide lêers bevat die minimum kop- en voettekstdata wat GPS Viewer en Google Earth pro benodig om 'n eenvoudige swart lyn te wys wat die roete aandui:

Die KML -lêer:

Die GPX -lêer: