Energiatakarékos GPS E-Ink kijelzővel: 4 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Minden nyáron kirándulok távoli helyekre. Néha, amikor a nyomvonal halvány vagy akár eltűnik, a telefonom GPS -jét kell használnom a koordinátáim lekéréséhez, majd ellenőriznem kell a pozíciómat egy papírtérképen (gyakran nincs jelzésem, így a papírtérképek kötelezőek). A telefon akkumulátorának kímélése érdekében úgy döntöttem, hogy alacsony energiaigényű GPS-eszközt építek, amely arduino alapú és E-Ink kijelzőt használ. Az E-Ink kijelzőnek csak áramellátásra van szüksége a képernyő aktualizálásához, ezért kiválóan alkalmas energiatakarékos eszközökhöz.

Mi ennek a GPS -nek az elve?

A GPS -t egy nyomógomb megnyomásával kapcsolhatja be, a kijelző aktualizálja az Ön tartózkodási helyét, magasságát és a műholdak számát, amelyek segítségével kiszámította a tartózkodási helyét, majd automatikusan kikapcsol, hogy kímélje az akkumulátort. Az E-Ink kijelzőnek köszönhetően tartózkodási helye a képernyőn marad a GPS kikapcsolása után is. A GPS által használt koordináta -rendszert (hosszúság/szélesség tizedes fokban, UTM rendszer és változatai …) nyomógombokkal módosíthatja, így számos ország térképével használható.

Annyi mindent megtanultam a kis projekt során, és remélem, hogy ugyanolyan jól fogjátok érezni magatokat, mint én!

Jogi nyilatkozat:

Elég magabiztos vagyok ebben a konstrukcióban, így a következő túráim során is használni fogom, de a telefonom mindig tartalék GPS -ként lesz. Ha nem biztos abban, hogy mit csinál, azt tanácsolom, hogy vásároljon kereskedelmi GPS -t, ahelyett, hogy saját maga készítene egyet. Javaslom, hogy saját maga ellenőrizze az áramkört és a kódot, és nem tudok felelősséget vállalni azért, ha az utasítás szerint elkészített GPS meghibásodik

Egy másik dolog: ez a GPS nem fog működni Norvégiában és a Svalbard UTM módban. Valóban, az UTM -rácsot nem ugyanúgy tervezték ezeken a helyeken a világ többi részéhez képest, és ezt a sajátosságot nem tudtam beilleszteni az arduino -ba a memória korlátai miatt…

Kellékek

- 1 db Arduino Nano

- 1 db Ublox-6m GPS modul

- 1 db E-Ink kijelző a modullal. Én ezt használtam:

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

- 1 x 18650 Li-Ion akkumulátor (kb. 2000 mAh elegendő)

- 1 x 18650 elemtartó

- 1 x töltő- és védőmodul a Li-Ion akkumulátorokhoz, egy ilyen TP4056 alapon:

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

- 1 x kétállású kapcsoló (ON/OFF típus)

- 3 db kis nyomógombos kapcsoló

- 1 x 1 MΩ ellenállás

- 1 x általános célú N -csatornás mosfet (egyet a számítógép tápegységéből vettem ki)

- 1 x Stripboard

- Vezetékek

- 1 db kenyeretábla a prototípus elkészítéséhez

1. lépés: A GPS prototípusának létrehozása

Mindenekelőtt össze kell szerelni a készüléket egy kenyérlapra, hogy tesztelje az összetevőket és az arduino kódot.

A GPS áramellátása

A készülék áramellátásához Li-Ion 18650 akkumulátort használtam, amelynek kapacitása 2000 mAh. Az ilyen típusú akkumulátorokat-a Li-Po akkumulátorokhoz hasonlóan-szabályozott módon kell tölteni és kisütni. Az akkumulátor rossz módon történő feltöltése tüzet okozhat, vagy akár felrobbanhat, akár a Li-Po! Ahhoz, hogy klasszikus telefon töltővel tölthesse, TP4056 alapú modult kell használnia.

Ebben az első lépésben csak meg kell forrasztani a pozitív (piros) vezetéket az elemtartóból a modul B+ -ába, és a negatív (fekete) vezetéket az elemtartóból a B- -be. Ezután forrasztania kell a vezetékeket a modul OUT+ és OUT- csatlakozóira, ezek később csatlakoznak a készülékhez.

FONTOS: Miután az eszköz elkészült, csatlakoztatnunk kell az arduino -t a számítógéphez, amikor ezt TÉNYLEG FONTOS LEVEZNI AZ AKKUMULÁTORT A KÉSZÜLÉKBŐL, különben fennáll annak a veszélye, hogy az arduino elkezdi tölteni az akkumulátort helytelen módon, és ismét fennáll annak a veszélye, hogy tüzet okoz.

A dolgok bekötése a kenyértáblára

A következő lépés kissé trükkös lehet: mindent be kell vezetni a kenyértáblán, hogy illeszkedjen a fenti vázlathoz.

Egy kis tipp: használja ki a lehető legtöbb helyet a kenyérlapján, és… szánjon rá időt;)

2. lépés: Töltse fel a kódot

Most ideje feltölteni a kódot az arduino -ra!

Először győződjön meg arról, hogy az akkumulátort levette az elemtartóról, majd csatlakoztassa az arduino -t a számítógéphez, töltse fel a mellékelt arduino kódot, és húzza ki az arduino csatlakozót. Végül behelyezheti az akkumulátort a készülékbe.

Ha bármilyen kérdése van a kóddal kapcsolatban, bátran tegye fel őket az alábbi megjegyzések részben!:)

3. lépés: Tegye működőképessé

Most elmagyarázom, hogyan működik ez a GPS:

Ha körülbelül 3 másodpercig lenyomja a gombot, amely összeköti a földet és +5 V -os érintkezőket az arduino -tól, a GPS elindul.

A GPS kétféle módban indítható: a konfigurációs módban és a tényleges GPS módban. Az indítási mód kiválasztásához meg kell változtatnia az A0 és a föld között összekapcsolt két pozíciókapcsoló helyzetét.

Konfigurációs mód: Ebben az üzemmódban kiválaszthatja, hogy a GPS megjelenítse -e az Ön tartózkodási helyét (szélességi, hosszúsági, magassági és műholdak számát a helymeghatározáshoz) tizedes fokban, vagy ha azt szeretné, hogy megjelenítse a tartózkodási helyét (kelet, észak, magasság, zóna és az Ön tartózkodási helyének kiszámításához használt műholdak száma) az UTM -rácson (vagy annak bármely változatán, mint később látni fogjuk). A Kelet/Észak és a Szélesség/Hosszúság mód közötti váltáshoz csak nyomja meg az A1 gombot a földdel összekötő nyomógombot, amíg a kijelzőn megjelenik a "MODE: E/N" (kelet/északi) vagy a "MODE: L/L" (szélesség) /Hosszúság).

Ha a koordinátákat tizedes fokban szeretné megadni, válassza az "L/L" módot, majd kapcsolja vissza a kétállású kapcsolót GPS módba. A beállítások most az arduino memóriájába kerülnek, és az eszköz szinkronizálódik a műholdakkal, és megjeleníti az Ön pozícióját, magasságát és a műholdak számát, amelyet a tartózkodási helyének kiszámításához használtak. Vigyázat: kint kell lennie, vagy közel kell lennie az ablakhoz, hogy a GPS hallhassa a műholdakat! A készülék ezután automatikusan kikapcsol, hogy kímélje az akkumulátort.

Ahhoz, hogy megtalálja a pozícióját a térképen, valószínűleg meg kell adnia a keleti és északi koordinátáit. Ez a rendszer valójában a GPS -koordináták vetülete a rácson. A térkép legtöbbször az UTM rendszerben lesz beosztva, de egyes országok ennek a rendszernek egy változatát használják, ezért meg kell adnia egy másik paramétert, hogy választhasson az UTM rendszer és a térképváltozat között.

Ahhoz, hogy megtalálja térképének rendszerét, gyakran ellenőriznie kell az apró szentírásokat a sarkában. Ha a térkép UTM rendszerben van, akkor a GPS paraméterezése egyszerű: csak nyomja meg az A2 -t a földhöz csatlakoztató nyomógombot, hogy a képernyőn a "ZONE: AUTO" felirat jelenjen meg.

Sok országban a térképek az UTM rendszer helyi változatában vannak: például Svédországban a térképek gyakran a SWEREF 99 TM rendszerben vannak. Ez a rendszer ugyanazt a vetületet használja, mint az UTM rendszer a 33 -as zónában, de kiterjed az egész országra! Ez azt jelenti, hogy ha a SWEREF 99 TM -ben térképet használ, akkor a GPS zónáját manuálisan 33 -ra kell rögzítenie. Ehhez nyomja meg az A2 -t a földdel összekötő nyomógombot, amíg a kijelzőn megjelenik a "ZONE: AUTO" felirat, majd nyomja meg az A1 -et a talajhoz csatlakoztató nyomógombot, amíg a kijelzőn a "ZONE: 33" felirat látható. Hasonlóképpen, Finnországban a legtöbb térkép az ETRS-TM35 rendszert használja, amely az UTM rendszer a 35-ös zónában, kiterjesztve az egész országra (ezért itt a "ZÓNA: 35" lehetőséget kell választania). Sok országban vannak ilyen UTM rendszerváltozatok.

Miután a GPS -t megfelelően paraméterezte, csak kapcsolja vissza a kétállású kapcsolót GPS módba, a beállítások mentésre kerülnek, és az eszköz szinkronizál a műholdakkal, megjeleníti a pozícióját és leáll.

GPS mód:

A készülék elindul, és közvetlenül megmutatja pozícióit a memóriájában tárolt paraméterek szerint. A pozíció kinyomtatása után a készülék közvetlenül lekapcsol, hogy kímélje az akkumulátort.

4. lépés: Forrasztja az alkatrészeket egy csíklapra, és szerelje össze az eszközt

Most, hogy minden működik, forrasztja az alkatrészeket a szalagpanelen a vázlat szerint. Kezdheti abból, ahogyan az elemeket a szalagcsíkon rendezte, mint a szalaglemez kialakításának kiindulópontját. Ne habozzon, karcolja meg a réz néhány csíkját, hogy kompaktabb áramkört hozzon létre.

Fontos: Ne felejtse el eltávolítani a rézt az arduino csapjai közül;)

Végül ragasztja a képernyőt, az elemtartót és a GPS -modul antennáját a szalaglemezhez forró ragasztóval. Ha szükséges, használjon szigetelő elektromos szalagot a rövidzárlat elkerülése érdekében.

Az eszköz befejezéséhez két lehetősége van: az interneten kereshet egy műanyag dobozt, amely megfelel a kész GPS méretének (lyukakat kell vágnia a képernyő, a nyomógombok, a kapcsoló és a mikro USB töltő bemenet), vagy 3D nyomtatással nyomtathat egy műanyag tokot, amely tökéletesen illeszkedik a felépítéséhez.