Rocket Telemetry/Position Tracker: 7 stappe

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

Hierdie projek is bedoel om vlugdata van 'n 9 DOF -sensormodule na 'n SD -kaart aan te meld en terselfdertyd sy GPS -ligging via mobiele netwerke na 'n bediener oor te dra. Met hierdie stelsel kan die vuurpyl gevind word as die landingsgebied van die stelsel buite LOS is.

Stap 1: Onderdele lys

Telemetrie stelsel:

1x ATmega328 mikrokontroller (Arduino UNO, Nano)

1x Micro SD Breakout -

1x Micro SD -kaart - (grootte maak nie saak FAT 16/32 geformateer nie) - Amazon Link

1x Gy -86 IMU - Amazon Link

Posisie dop:

1x ATmega328 mikrokontroller (Arduino UNO, Nano) (elke stelsel benodig sy eie mikro)

1x Sim800L GSM GPRS -module - Amazon Link

1x SIM -kaart (moet 'n dataplan hê) - https://ting.com/ (slegs koste vir wat u gebruik)

1x NEO 6M GPS -module - Amazon -ink

Algemene onderdele:

1x 3,7V lipo battery

1x 3.7-5v step-up converter (as u nie die PCB bou nie)

1x Framboos pi, of enige rekenaar wat 'n php -bediener kan huisves

-Toegang tot 3D -drukker

-BOM vir PCB word in die sigblad gelys

-Gerbers is by github repo -https://github.com/karagenit/maps-gps

Stap 2: Substelsel 1: Posisionering

Toets:

As u eers die onderdele vir die stelsel (NEO-6M GPS, Sim800L) byderhand het, moet u die funksionaliteit van die stelsels onafhanklik toets, sodat u nie hoofpyn het om uit te vind wat nie werk as u die stelsels integreer nie.

GPS toets:

Om die GPS-ontvanger te toets, kan u óf die sagteware gebruik wat deur Ublox verskaf word (U-Center Software)

of die toetsskets wat in die github -repo gekoppel is (GPS -toets)

1. Om met U-sentrum-sagteware te toets, steek eenvoudig die GPS-ontvanger via USB in en kies die com-poort in die U-sentrum. Die stelsel moet daarna outomaties u ligging volg.

2. Om met 'n mikrobeheerder te toets, laai die GPS-toetsskets via 'n IDE na 'n arduino. Koppel dan 5V en GND aan die gemerkte penne op die ontvanger met die arduino en GPS RX -pen na digitale 3 en TX -pen na digitale 4 op die arduino. Maak uiteindelik die seriële monitor op die arduino IDE oop en stel die baud -tempo op 9600 en verifieer dat die ontvangde koördinate korrek is.

Opmerking: 'n Visuele identifiseerder van satellietslot op die NEO-6M-module is dat die rooi LED-aanwyser elke paar sekondes sal knip om 'n verbinding aan te dui.

SIM800L toets:

Om die sellulêre module te toets, moet u 'n simkaart hê wat geregistreer is by 'n aktiewe data -plan.

Die doel van die Sim -module is om 'n HTTP GET -versoek na die bediener te stuur met die ligging wat deur die GPS -ontvanger ontvang word.

1. Om die selmodule te toets, plaas die simkaart in die module met die afgeronde kant na buite

2. Koppel die sim-module aan GND en 'n 3.7-4.2v bron, moenie 5v gebruik nie !!!! die module kan nie op 5v werk nie. Koppel die Sim -module RX aan Analog 2 en TX na Analog 3 op die Arduino

3. Laai die seriële deurskets van die github af om opdragte na die selmodule te kan stuur.

4. volg hierdie tutoriaal, of laai die proeflopie van AT Command Tester af om die HTTP GET -funksie te toets

Implementering:

Nadat u geverifieer het dat beide stelsels onafhanklik werk, kan u die volledige skets na die github van die mikrobeheerder oplaai. U kan die seriële monitor op 9600 baud oopmaak om te verifieer dat die stelsel data na die webbediener stuur.

*moenie vergeet om die bediener -ip en poort na u eie te verander nie, en maak seker dat u die APN vind vir die selfoonverskaffer wat u gebruik.

Gaan na die volgende stap waar ons die bediener opgestel het

Stap 3: bedieneropstelling

Om 'n bediener op te stel om die ligging van die vuurpyl te wys, het ek 'n framboospi as gasheer gebruik, maar u kan enige rekenaar gebruik.

Volg hierdie handleiding vir die opstel van lightphp op 'n RPI en kopieer dan die php -lêers van die github na die/var/www/html -lêergids van u RPI. Gebruik net die opdrag

sudo-diens lighttpd-herlaai

om die bediener te herlaai.

Maak seker dat u die poorte wat verband hou met die bediener op u router aanstuur, sodat u op afstand toegang tot die data kan kry. Op die rpi behoort dit poort 80 te wees, en die eksterne poort kan 'n willekeurige nommer wees.

Dit is 'n goeie idee om 'n statiese IP vir die RPI in te stel, sodat die poorte wat u stuur altyd na die adres van die RPI wys.

Stap 4: Substelsel 2: Telemetrie -aanmelding

Die telemetrie -program loop op 'n aparte mikrobeheerder van die posisioneringstelsel. Hierdie besluit is geneem as gevolg van geheue beperkings op die ATmega328 wat verhoed dat beide programme op een stelsel kan werk. 'N Ander keuse van 'n mikrobeheerder met verbeterde spesifikasies kan hierdie probleem oplos en die gebruik van een sentrale verwerker moontlik maak, maar ek wou die onderdele wat ek byderhand gehad het, maklik gebruik.

Kenmerke: Hierdie program is gebaseer op 'n ander voorbeeld wat ek hier aanlyn gevind het.

• Die program lees oorspronklik die relatiewe hoogte (hoogtemeting nul by aanvang), temperatuur, druk, versnelling in die X -rigting (u moet die versnellingsrigting verander op grond van die fisiese oriëntasie van die sensor) en 'n tydstempel (in millis)).
• Om te verhoed dat data aangemeld word terwyl u op die lanseerplank sit en stoorplek mors, sal die stelsel eers begin met die skryf van data sodra dit 'n hoogteverandering opspoor (instelbaar in die program) en sal dit ophou om data te skryf sodra dit opspoor dat die vuurpyl teruggekeer het na die oorspronklike hoogte, of nadat 'n vlugtyd van 5 minute verstryk het.
• Die stelsel sal aandui dat dit aangeskakel is en data via 'n enkele aanwyser -LED skryf.

Toets:

Koppel eers die uitbreking van die SD -kaart om die stelsel te toets

Arduino SD kaart

Speld 4 ---------------- CS

Speld 11 -------------- DI

Speld 13 -------------- SCK

Speld 12 -------------- DOEN

Koppel nou die GY-86 via I^2C aan die stelsel

Arduino GY-86

Speld A4 -------------- SDA

Speld A5 -------------- SCL

Speld 2 ---------------- INTA

Skep 'n lêer op die SD -kaart in die hoofgids met die naam datalog.txt, waarheen die stelsel data sal skryf.

Voordat u die Data_Logger.ino -skets na die mikrobeheerder oplaai, verander die waarde van ALT_THRESHOLD na 0, sodat die stelsel die hoogte vir die toetsing sal ignoreer. Na die oplaai, maak die seriële monitor op 9600 baud oop om die uitset van die stelsel te sien. Maak seker dat die stelsel aan die sensor kan koppel en dat data na die SD -kaart geskryf word. Ontkoppel die stelsel en steek die SD -kaart in u rekenaar om te verifieer dat data op die kaart geskryf is.

Stap 5: Stelselintegrasie

Nadat u geverifieer het dat elke deel van die stelsel in dieselfde opset werk as op die hoof -PCB, is dit tyd om alles bymekaar te bring en gereed te wees vir die bekendstelling! Ek het die Gerbers- en EAGLE -lêers vir die PCB en skematiese in die github opgeneem. u sal die gerbers moet oplaai na 'n vervaardiger soos OSH park of JLC om dit te laat vervaardig. Hierdie planke bestaan uit twee lae en is klein genoeg om in die meeste kategorieë van 10 cm x 10 cm in te pas vir goedkoop borde.

As u eers die planke van die vervaardiging af het, is dit tyd om al die komponente in die sigblad en die onderdele -lys op die bord te soldeer.

Programmering:

Nadat alles gesoldeer is, moet u die programme na die twee mikrobeheerders oplaai. Om ruimte op die bord te bespaar, het ek geen USB -funksie ingesluit nie, maar ek het die ICSP en die seriële poorte gebreek, sodat u steeds die program kan oplaai en monitor.

• Om die program op te laai, volg hierdie handleiding oor die gebruik van 'n Arduino -bord as programmeerder. Laai SimGpsTransmitter.ino op na die ICSP_GPS -poort en Data_Logger.ino na die ICSP_DL -poort (Die ICSP -poort op die PCB is dieselfde uitleg as wat op die standaard Arduino UNO -borde voorkom).

• Sodra alle programme opgelaai is, kan u die toestel met 3,7-4,2V van die ingang van die battery dryf en die 4 aanwyserligte gebruik om te verifieer dat die stelsel werk.

  • Die eerste twee ligte 5V_Ok en VBATT_OK dui aan dat die battery en 5v relings aangedryf is.
  • Die derde lig DL_OK sal elke 1 sekonde flikker om aan te dui dat die telemetrie -aanmelding aktief is.
  • Die laaste lig SIM_Transmit sal aanskakel sodra die selfoon- en GPS -modules verbind is en data na die bediener gestuur word.

Stap 6: Omhulsel

Die vuurpyl waarmee ek hierdie projek ontwerp, het 'n binnediameter van 29 mm, om die elektronika te beskerm en die eenheid in die silindriese liggaam van die vuurpyl te laat pas. kykpunte vir die aanwyserligte. STL -lêers vir die druk en oorspronklike.ipt -lêers is in die github -repo. Ek het dit nie gemodelleer nie, want ek was nie seker oor die battery wat ek destyds sou gebruik nie, maar ek het 'n uitsparing vir 'n 120 mAh -battery met die hand geskep om gelyk te wees aan die onderkant van die omhulsel. Hierdie battery sal na raming ongeveer 45 minute maksimum tydsduur vir die stelsel lewer teen 'n kragverbruik van ~ 200mA (dit is afhanklik van die verwerkergebruik en die kragopname vir data -oordrag, die SIM800L word tydens kommunikasie na bo 2A in sarsies getrek).

Stap 7: Gevolgtrekking

Hierdie projek was 'n redelike eenvoudige implementering van twee afsonderlike stelsels, aangesien ek net aparte modules gebruik wat op Amazon gevind is, is die algehele stelselintegrasie 'n bietjie flou, aangesien die totale grootte van die projek redelik groot is vir wat dit doen. As ons na die aanbiedinge van sommige vervaardigers kyk, sal die totale pakketgrootte aansienlik verminder word deur gebruik te maak van 'n SIP wat sowel mobiele as GPS bevat.

Ek is seker dat ek na die meer vlugtoetse 'n paar aanpassings aan die program sal moet maak en dat ek die Github -repo sal opdateer met enige veranderinge.

Hoop u het hierdie projek geniet, kontak my gerus vir enige vrae.