GPS felügyelet OLED kijelzővel: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Üdv mindenkinek, ebben a gyors cikkben megosztom veletek a projektemet: ATGM332D GPS modul SAMD21J18 mikrokontrollerrel és SSD1306 OLED 128*64 kijelzővel, készítettem hozzá egy speciális NYÁK -t az Eagle Autodesk -en, és programozom Atmel studio 7.0 és ASF4 segítségével ebben a cikkben megosztom veletek ezt az utat és az általam használt fájlokat, ha érdekes, hogy egyedül végezze el.

Ha most az Arduino segítségével programozza MCU -ját/fejlesztőpaneljét, akkor ennek a projektnek viszonylag egyszerűnek kell lennie, de itt az ASF4 -et (Advanced software framework 4) fogom használni az Atmel/Microchip -től, amely C nyelven alapul, és ötletet ad Önnek a GPS NMEA üzenet olvasásához az USART aszinkron meghajtó (visszahívás) használatával, és egy egyszerű könyvtárat biztosít, amelyet bármilyen mikrovezérlővel és különböző platformokkal használhat, ha egyszerűen hozzáadja a megfelelő illesztőprogramot, amelyet az üzenet fogadásához használ GPS (NMEA üzenet).

Ezt a cikket a következőkre osztom:

1. NYÁK -tervezés.
2. BOM össze kell szerelni a NYÁK -t
3. Gyors pillantás a szoftverre és magára a kódra, valamint a hardver és a szoftver tesztelése.
4. Végül, de nem utolsósorban javítani kell ezen a projekten.

A projekthez kapcsolódó összes anyagot megtalálhatja a Githubon (itt)

1. lépés: NYÁK tervezés az Eagle segítségével

Ez a projekt elsősorban az ATGM332D GPS modulra épül, egyszerű GPS -re, mivel csak pár passzív komponensre van szüksége a működéshez, és adhatunk hozzá tartalék akkumulátort az idő/dátum megtakarítása érdekében, ha leállítjuk a modul fő áramforrását.

és az áramkör összes jelének vezérlésére az ATSAMD21J18B mikrokontrollerrel, a TQFP64 csomaggal mentem, mivel 128 KBájt programmemóriát és 32 KB adatmemóriát tartalmaz (és rengeteg van belőlük a munkapad körül).

Az áramkört 5 V USB -ről kell táplálni, az USB pedig virtuális COM -portként (CDC USB) is működhet, és hozzá lehet adni egy kódot, ha USB -n keresztül kíván kommunikálni a készülékkel.

a kijelzőhöz SSD1306 0,96 'OLED kijelzőt választottam SPI busszal, kicsi, de megfelel a kívánt NYÁK -méretnek, a kártya mérete 100x31 mm.

A mikrokontroller programozása SWD programozón keresztül történik (én Atmel ICE -t használok), és 1.27 mm -es 10p tűs fejlécen keresztül csatlakoztatja.

szintén a Fusion360 -at használtam, hogy 3D -s nézetet kapjak a táblához, és láthat hozzá renderelt képet is.

2. lépés: A NYÁK forrasztása

Lehetősége van arra, hogy sablont rendeljen a PCB -vel, könnyebb a forrasztópasztát a táblára felhelyezni a sablon használatával, én forró lemezt használtam az alkatrészek összeforrasztásához, forró levegő használata is rendben van, de legyen óvatos a LED forrasztása közben annyira érzékenyek a hőre.

Az alsó oldal forrasztása egy kicsit könnyebb, mivel csak az SWD csapfejjel és a tartalék akkumulátorral rendelkezik, amelyeket forrasztópáka segítségével forraszthat.

Mielőtt az áramkört bármilyen USB -áramforráshoz csatlakoztatná, ellenőrizze, nincs -e rövidzárlat.

Csatlakoztassa a GPS antennát, és győződjön meg róla, hogy megfelelően forrasztotta a csatlakozót, az antennát a tábla alsó oldalán rögzítettem.

3. lépés: Szoftver… Funkcionalitás… eredmények

A szoftver 4 részre lesz osztva:

1. USART kommunikálni az ATGM332 GPS modullal.
2. SPI az OLED -lel való kommunikációhoz.
3. USB CDC.
4. GPIO a LED -ek vezérlésére

először csatlakoztassa az USB -csatlakozót az áramkörhöz, majd csatlakoztassa a szalagkábelt az SWD -csatlakozóhoz.

Töltse le a kódot a github -ról (link itt).

A földrajzi hely megszerzéséhez 3 különböző NMEA üzenetválasztási lehetőség közül választhat:

1. GPGGA
2. GPRMC
3. GPGLL

A GPRMC mondatot használtam a hely, az idő és a dátum megszerzéséhez (az idő 0,0 GMT), így a kódban megtalálhatja:

GPRMC. Enable = 1;/*0, ha nincs szükség erre az üzenetre*/

GPGGA. Enable = 0;/*0, ha nincs szükség erre az üzenetre*/

GPGLL. Enable = 0;/*0, ha nincs szükség erre az üzenetre*/

egyszerre engedélyezheti őket, és egyszerre olvashatja el a szükséges adatokat.

ha van érvényes GPRMC mondat, akkor aGPRMC. Ready 1 lesz, és megkaphatja a mondatban rendelkezésre álló összes adatot, ellenőrizze ezt a linket a mondatban elérhető adatok megtekintéséhez.

Ha a javítás „A”, akkor a hely rendelkezésre áll, ha a javítás „V”, ez azt jelenti, hogy a hely nem érhető el.

vegye figyelembe, hogy az ATSAMD21 rendelkezik belső RTC -vel, de itt nem használom, hanem az időt és a dátumot használom közvetlenül a GPS -ből, így ha nem szeretné használni a CR1220 biztonsági akkumulátort, az USB -áramforrás leválasztása után elveszíti az időt/dátumot, és az áramkör következő bekapcsolásakor a kijelzőn látható idő/dátum üres lesz, amíg a GPS -nek nincs érvényes idő/dátum értéke.

a kijelzőn megjelenik a GPS aktuális állapota, és a földrajzi hely, ha az elérhető lesz, de a kijelzőn 3 LED található:

1. Zöld LED csatlakozik a PA06-hoz, és villogni fog, ha érvényes földrajzi helyérték van.
2. Narancssárga LED csatlakozik a PA07-hez, és másodpercenként egyszer villog, ha nincs érvényes földrajzi hely.
3. A piros LED a GPS -modul PPS -csatlakozójához csatlakozik, és csak akkor villog, ha érvényes jel van a helyhez kapcsolódóan.

Eredmények

Az áramkör nagyon jól működött velem, a Geo-helymeghatározás a GPS-ből 20-30 másodpercig tartott szabadban, jól láthatóan az ég felé, és az épületek között, minden probléma nélkül, még a tábla alsó oldalán lévő antennával is.

4. lépés: 3D -s nyomtatott tok… Olyasmi

Egy egyszerű tokot (pontosabb tartót) készítettem erre az áramkörre, de a COVID-19 járvány és a zárlat miatt, ahol most vagyok, nem tudtam elérni a 3D nyomtatómat, hogy kinyomtassam, ezért frissítem ezt a részt stl-vel fájlt és fényképeket a tulajdonos számára, amint elérhető.

5. lépés: Javítandó dolgok…

1. Az SWD csatlakozó áthelyezése a felső oldalra, mivel könnyebben csatlakoztatható a programozóhoz.
2. Az áramkört lítium akkumulátorról táplálva, egy jumper forrasztásával csináltam, és jól működött, szem előtt tartva, hogy a lineáris (LDO) szabályozó V -es feszültséggel rendelkezik, ha a (Vbat - Vout) kisebb, mint a Vdrop határ, az áramkör esetleg nem működik rendesen.
3. egy kicsit nagyobbra növelve a felhasználói gombot, így könnyebb lesz megnyomni.
4. USB CDC kód hozzáadásával kommunikálhat/tervezhet egy speciális programot MAC/PC/linux számára.
5. A GPS antennához aktív antennát használtam ehhez a projekthez, passzív antenna használata lehetséges, alacsony zajszintű op-erősítő, például AT2659 hozzáadásával (nézze meg az ATGM332 P.14. Adatlapjának sematikáját is).
6. az OLED 0.96 'SSD1306 esetén, a hivatalos könyvtár a mikrochipről eredetileg 128*32 kijelzőre, a kód 128*64 -re történő módosításához lépjen az ssd1306.c oldalra, és módosítsa a kódot (ellenőrizze a képet).