Ou man en die Arduino GPS: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Hierdie Lazy Old Geek (L. O. G.) kon dus al 'n paar jaar lank nie 'n instruksies doen nie. Op 70 -jarige ouderdom werk die brein nie so goed soos voorheen nie en is dit moeilik om op groot projekte te fokus, laat staan om daaroor te probeer skryf.

(Ek neem deel aan die Arduino -wedstryd.)

Maar met die hulp van my liefdevolle hond, Sadie en my CPAP -masjien, gaan ek dit probeer. Sadie is my anti-depressant, hou my gemoed en ons loop elke oggend. My CPAP help my om beter te slaap en dink dus 'n bietjie beter.

GPS: Wel, ek was nog altyd geïnteresseerd in GPS. Die meeste kommersiële GPS kan slegs tot 2-3 meter bepaal word. My neef, 'n groot boer, sê dat sy toerusting baie beter kan doen. Ek weet een van die plaaslike boere gebruik sy John Deere -trekkers om gewasse in vore te plant met behulp van pasgemaakte GPS.

Ek spandeer baie tyd op die internet en het gelees oor GPS's teen 'n redelike prys wat tot sentimeter kan meet! Ongelooflik. Aan die praktiese kant het ek dit nie regtig nodig nie. As ek gaan stap, hoef ek nie regtig te weet presies waar ek is nie. Selfs op padreise gebruik ek my slimfoon met Android Auto om my te laat weet waar ek is.

Maar ek is ook 'n technogeek, so ek het begin kyk na GPS's vir stokperdjies. Een van die gewildste was Adafruit Ultimate GPS.

www.adafruit.com/?q=ultimate

Stap 1: Adafruitveer

Een van die weergawes van die Adafruit Ultimate GPS is die Featherwing. Nou het ek nog nooit van die Adafruit Feather -reeks gehoor nie, so meer navigeer. Sjoe, Adafruit en Lady Ada het 'n hele klomp mikrobeheerders en bykomstighede ontwikkel wat gebaseer is op 'n klein platform genaamd Feather. Vir Arduinoiete is dit soortgelyk aan die basiese Arduino UNO -platform, maar kleiner en meer op datum. Adafruit het ook al die sagteware ontwikkel sodat dit versoenbaar was met die Arduino -sagteware.

Ek waardeer die werk wat Adafruit en Lady Ada vir selfdoeners gedoen het, en ek hou baie van die Feather M4 Express:

www.adafruit.com/product/3857

Anders as die standaard Arduino met 'n 16mHz -horlosie, is dit supersnel met die 120mHz -klok. Dit is 3.3V, wat amper die nuwe standaard is vir nuwe self -elektronika. Dit is verenigbaar met Arduino waarvan ek redelik bekend is, en dit kan ook geprogrammeer word met Circuit Python (die persoonlike weergawe van Pafon van Adafruit). Ek is oud en sukkel om nuwe dinge te leer, maar dit sal my die kans gee om te vertak.

Ek bestel dus 'n gebruikte op eBay en bestel ook een by Mouser. Sommige van die Adafruit -produkte bevat Amazon, Mouser en DigiKey. Ek sou graag een direk van Adafruit wou koop, maar destyds het hulle nie al die FeatherWings gehad wat ek wou kry nie. In hierdie geval is dit goedkoper om baie goed tegelyk te bestel, sodat u nie soveel gestuurkoste hoef te betaal nie. In my geval kos drie items net soveel om te stuur as een.

PROBLEEM: JST2.0 batteryaansluiting op M4express. Ek het lank gelede 'n klomp JST2.0 -kragverbindings gekoop, soos op die foto. Ongelukkig is die rooi/swart teenoor die wat die M4express gebruik, en ek het baie batterye en projekte wat hierdie polariteit gebruik.

O, wel. Dit is baie maklik om die drade van die aansluiting te verwyder en van posisie te verander. Ek het dit dus gedoen met verskeie batterye en een LiPo -laaier. Ek het 'n rooi naellak daarop gesit, sodat ek dit hopelik nie deurmekaar kan maak nie.

Vir die M4express het ek gekies om die vroulike kopstukke met lang penne te gebruik. Sien prentjie. Hierdeur kon FeatherWings, soos my GPS, aan die bokant aansluit. Boonop kan die M4express aangesluit word by FeatherWings, soos die 3,5”TFT wat ek gekoop het.

Vir hierdie toepassing word die penne nie gebruik nie, so ek het 'n klein Protoboard gehad en die M4express hierop ingeprop sodat die penne nie blootgestel word nie en nie kan buig as ek dit dra nie.

Stap 2: My GPS FeatherWing

Adafruit Ultimate GPS Featherwing

www.adafruit.com/product/3133

Een van die wonderlike dinge wat ek van Adafruit hou, is dat hulle hul produkte baie dokumenteer, en ek neem aan dat stokperdjies hul eie kan bou. Nou het die M4express 'n SMD -mikrobeheerder wat te klein is vir 'n ou soos ek om mee te werk, so ek het 'n paar gekoop in plaas daarvan om een te probeer maak. Maar die FeatherWing Ultimate GPS is 'n bietjie beter, so ek het besluit om my eie te probeer maak. Ek het dus 'n MediaTek (GlobalTop) GPS MTK3339 -module by Ebay of Aliexpress bestel (kan nie onthou nie). Soms word dit LadyBird1 genoem.

Met die Eagle Cadsoft, (nou, Autodesk) sagteware, het ek die skema van Adafruit gekopieer en dit verander. Eerstens kan ek slegs enkelsydige PCB's maak, en tweedens het ek nie baie SMD -komponente nie, so ek het dit vereenvoudig.

GPS_MTK3339.zip

Dus het ek die PCB gemaak met behulp van my toneroordragmetode:

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

PROBLEME: Soos ek soms onthou, is ek oud en hier is 'n paar probleme. Meestal kan ek die close -up nie so goed sien nie, so ek gebruik een van hierdie stokperdjie -gereedskap en 'n verligte vergrootglas (sien foto's) wat ek van Aliexpress gekry het. Ek gebruik 'n Aoyue -soldeerbout sodat ek die temperatuur kan beheer en soldeerpunte kan kies.

Selfs met dit alles, het ek baie probleme gehad met die soldeer van die GPS -modulepenne en die u.fl -antenna -aansluiting. Ek gebruik ook 'n Dremel-kloon-instrument om die gate te boor. Ek kon nooit reguit gate boor nie, maar kon gelukkig alles regkry.

Terloops, ek het 'n paar SMD 0805 ferrietkrale bestel, maar ek het dit nooit so laat wag nie. Intussen het ek 'n draad oor die kontakte gesoldeer om dit te laat werk. Die ferrietkorrel is veronderstel om geraas op die spanningspen na die GPS -chip te verminder.

Stap 3: MicroSD -kaartleser

Ok, so die GPS werk redelik goed, maar dit werk net toe dit aan 'n rekenaar gekoppel is, sodat u kan sien wat aangaan. Om meer nuttig te wees, het ek iets nodig wat nie aan 'n rekenaar gekoppel is nie, soos 'n skerm of 'n mikro -SD -kaart. Ek wou vir eers GPS -inligting stoor. Adafruit het 'n paar FeatherWings met microSD -kaarte, soos die 3,5”-skerm en die RTC -kaart. Maar ek wou nie FeatherWings stapel nie, so ek het die microSD -stroombane van die RTC -kaart gekopieer en my eie gemaak.

Aangesien ek nie nog 'n FeatherWing wou stapel nie, het ek 'n plan beraam om dit aan my GPS -kaart te koppel. Aangesien die kring redelik eenvoudig is, het ek dit net met vyf pads gemaak, sodat ek drade aan hierdie PCB en aan my GPS -bord kan heg.

MyDataLogger.zip

Om dit aan te heg, het ek dit onder my GPS-printplaat geplaas, aan 'n paar draaddraad gesoldeer en aan my GPS-PCB gekoppel. Vir sommige het ek 'n deel van die isolasie op die koppenne uitgesny, sodat ek die drade kon soldeer sonder om te belemmer dat die PCB op die M4express pas. U moet dit op die foto kan sien. Toe gebruik ek 'n bietjie Gorilla -gom om die twee kaarte versigtig aan mekaar te plak. Wees baie versigtig terwyl Gorilla Glue uitbrei.

PROBLEME: Wel, dit is eintlik met die microSD -kaarte. Ek het 'n paar microSD -kaarte op eBay bestel. Ek het uitgevind dat daar 'n verskil is tussen eenvoudige microSD -kaarte en microSDHC -kaarte. Eerstens kan sommige van die ouer adapters soos ek (waarskynlik) nie die HC -weergawes lees nie. Tweedens is die microSDHC -weergawes van 4 GB tot 32 GB. Daar is 'n ander weergawe genaamd microSDXC met 64 GB en groter groottes. Ek het 'n paar 64 GB kaarte gekry, maar ek kon dit nie met my adapters lees nie. Ek kon nie agterkom wat fout was nie. Maar nadat ek uitgevind het oor die verskille, het ek gedink dat my adapters miskien nie die HC -weergawe kan lees nie, maar verdere navorsing het gesê dat die HC -weergawe 'n maksimum van 32gB is, en soos die prentjie toon, word dit aangedui as microSDHC 64gB. Selfs al sê dit Kingston dat dit vals is. Ek het die verkoper gekontak en hy het my geld onmiddellik terugbetaal. U kan baie op die internet vind oor valse microSD -kaarte.

Alhoewel hulle vals is, beteken dit nie dat hulle nie sal werk nie. Ek wag op 'n paar nuwe adapters wat veronderstel is om 'n paar HC -kaarte te kan lees, en ek het verskillende HC -kaarte bestel.

Stap 4: GPS -antenne

Nog 'n Ouma -ramp. Ek bestel dus 'n aktiewe GPS-antenna en 'n RP-SMA na u.fl-adapter van eBay/Aliexpress. Terloops, ek het vergeet dat ek al een van hierdie adapters gehad het. In elk geval, ek het uiteindelik die antenna ingekry en dit pas nie by die adapter nie. Nou, ek dink baie van hierdie Chinese verskaffers verstaan nie regtig wat hulle verkoop nie. Byvoorbeeld, baie identifiseer nie die verbindings op antennas nie en sommige wys dit nie eens duidelik op die foto's nie. Ek dink die een wat ek gekry het, het die aansluiting redelik goed vertoon, maar dit nie geïdentifiseer nie. Na 'n bietjie ondersoek (dink ek) het ek dit geïdentifiseer as 'n MCX -aansluiting. Ek het in elk geval 'n ander antenna bestel en dit uiteindelik ontvang, en dit pas ook nie. Ek dink weer dit is meestal my skuld, alhoewel daar baie verwarring is tussen SMA en RP-SMA manlik en vroulik en proppe en aansluitings.

Kortom, ek het nie 'n aparte werkende antenna nie.

WAARSKUWING: Die u.fl -verbindings op die Adafruit en my GPS -bord is baie broos en dit word aanbeveel dat u die verbinding fisies verlig.

Stap 5: Alles saamvoeg

Adafruit het uitstekende tutoriale oor hoe om die M4express te kry sodat dit met Arduino kan werk.

My Arduino -skets is aangeheg:

GPSDatalogger.zip

Dit doen die volgende:

Skryf GPS -snare na 'n lêer op die microSD -kaart genaamd data.nmea

Een keer per minuut skryf dit ook ander data, soos tyd, #satelliete, seinkwaliteit, spoed na 'n lêer met die naam misc.txt. Ek het 'n paar aanpassings aangebring, soos omskakel na Mountain Standard -tyd en knope na mph.

Beide lêers is tekslêers.

Terloops, ek het probeer om dinge met Circuit Python te doen. Ek kon die voorbeelde uitvoer, maar ek het probleme ondervind om opdragte na die GPS -module te stuur. Mag in die toekoms weer besoek.

Stap 6: Gebruik

GPS's gebruik iets wat ephemeris -data en almanak genoem word om die ligging te bereken. By die eerste aanvang neem dit 'n rukkie voordat hierdie inligting verwerk word. Dit kan 'n paar minute neem. Die MTK3339 GPS -module het 'n battery om hierdie inligting te stoor. Ek raai nog steeds hoe dit werk, maar wat ek doen is ongeveer 5 minute voor ons stap, ek steek my M4express/GPS in die rekenaar sonder die microSD -kaart. As ek gereed is om te vertrek, trek ek die stekker uit die stekker, plaas 'n microSD -kaart en sit 'n battery aan, en neem af.

Probleem: ek dink ek het een van my M4express -modules moontlik beskadig met statiese elektrisiteit. As dit aan 'n rekenaar gekoppel is, knipper die laaistatus -LED. (Die M4express het 'n LiPo -batterylaaikring). Wel, ek vermoed die laaikring werk nie, alhoewel ek dit nie nagegaan het nie. In elk geval, behalwe die knipperende LED, lyk dit asof dit goed werk op die rekenaar sowel as op die batterykrag, dit knipper nie, so ek leef daarmee.

Google Earth Pro

Een van die redes waarom ek die nmea -lêer gemaak het, is dat ek dit met Google Earth Pro kan gebruik. Ek haal die microSD -kaart uit die GPS -module, steek dit in een van my adapters en steek dit in my rekenaar.

Om te gebruik, begin Google Earth Pro, kies (LêER) (OPEN). Langs die lêer -boks is daar 'n keuse vir lêersoorte. Kies (GPS). Blaai om die data.nmea -lêer te vind en dit oop te maak.

'N Ander venster verskyn. Ek kies alle Create KML Tracks, Create KML LineStrings, Adjust Altitudes to ground height.

Die eerste voorbeeld toon 'n voorbeeld. Die blou lyn wat afskiet, is foutiewe gegewens, waarskynlik geraas.

In die tweede voorbeeld is daar 'n groot metaalskuur. Die blou spore het gewoonlik pyle wat die rigting aandui, maar om die skuur draai hulle na vierkante. Ek neem aan dat dit 'n verlies aan sein is, aangesien ons nie deur die skuur gestap het nie, maar bo -op die skuur geloop het.

Die misc.txt kan deur Excel gelees word as 'n komma -afgebakende lêer (of as 'n tekslêer). Sien aangeheg vir 'n voorbeeld wat in 'n motor geneem is terwyl u bestuur.

Dinge wat ek opgemerk het, is dat breedtegraad en lengtegraad tot baie desimale plekke is, weet nie hoe akkuraat dit is nie. Spoed blyk te werk. Gewoonlik is Satellites op my wandelinge ongeveer 10, in die motor was dit 7 wat vanweë die metaaldak gemaak is. HDOP in die motor lyk hoër in die motor. Op staptogte was dit meer as 1 of minder (beter).

Ek verstaan nie Angle nie. Vir 'n entjie toe Latitude dieselfde bly, sou ek dink dat die hoek 0, 90, 180 of 270 sou wees, nie 66 nie.

Gevolgtrekkings: Dit lyk asof dit redelik goed werk. Ek dink die M4express is soveel vinniger as die Atmega328's waaraan ek gewoond is. Dit kan waarskynlik 'n bietjie geraasfiltreer om van die NMEA -spoorprobleme ontslae te raak, sonder om die monstertempo's van een sekonde te verswak. Ek sal waarskynlik nie pla nie. Een van my toekomstige projekte sou wees om 'opmetings' te doen waar ek in 'n land met baie velde woon. Soms wil ek weet hoeveel hektaar in 'n veld is. Ek sou waarskynlik my GPS met my 3,5”raakskerm vir die toepassing kon gebruik.

Wil ook kyk of 'n eksterne antenna baie verskil maak. Ek het opgemerk dat sommige van my NMEA -snitte nie heeltemal waar hulle moet wees nie.

Terloops, die MTK3339 is nie akkurater as ander GPS's soos die uBlox nie.

'N Ander projek is dat ek 'n paar L80 GPS -modules gekoop het wat goedkoper lyk as die MTK3339, maar eintlik dieselfde is. Miskien is dit klone? Een groot voordeel vir my is dat hulle 'n afstand van 0,1 cm op die penne het, wat baie makliker is om mee te werk.