GPS útvonalkövetés V2: 4 lépés (képekkel)

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

Projekt: GPS útvonalkövetés V2

Időpont: 2020. május - június

FRISSÍTÉS

A projekt első verziója, bár elvileg működött, számos hibát tartalmazott, amelyeket javítani kellett. Először is nem tetszett a doboz, ezért lecseréltem egy másikra. Másodsorban a sebesség és a távolság számítása nem megfelelő. További terepi tesztek, amikor az egységet járműbe helyezték, és lehetővé tették az útvonal feltérképezését, majd ezt a leképezett útvonalat leképezték a GPS Visualizer és a Google Earth Pro készülékre, kiváló eredményekkel mind a tényleges útvonal leképezése, mind a "vonalzó" opció alapján számított távolság tekintetében az Earth Pro -ban

Ezenkívül az áramkört úgy frissítették, hogy az 18650 akkumulátor közvetlenül az ESP32 DEV kártyához szolgáltatta az áramellátást, míg a NEO7M GSP egység közvetlenül a Step Down modulból táplálta, nem pedig a DEV kártyán keresztül. Ez stabilabb rendszert hozott létre. A szoftvert általában rendbe tették, az E -mail opció és a helyi útválasztóhoz való csatlakozás csak akkor történt meg, ha a készülék talált egy küldendő fájlt vagy fájlokat. A végső javulás az volt, hogy a "gps.location.isValid" tesztet "gps.location.isUpdated" értékre változtatta, ez biztosította, hogy csak a frissített GPS -helyek kerüljenek mentésre az útvonalfájlba, ne pedig több, azonos szélességi és hosszúsági fokú GPS -hely

Ezen a ponton megjegyezném, hogy ez az első GPS -alapú rendszer, amelyet létrehoztam, és a későbbi verziók nagyrészt lecserélik a meglévő vezetékeket egy NYÁK -alapú kártyára. Annak biztosítása érdekében, hogy az összes huzalcsatlakozás ne szakadjon meg durva kezelés során, ezeket a csatlakozásokat ragasztották

Frissítettem az ICO és a Fritzing fájlokat, és új fényképeket adtam hozzá, hogy megmutassam a módosításokat

ÁTTEKINTÉS

Ez a projekt teljes irányváltást jelentett számomra, eltávolodva a Nixie Clocks és a WiFi alapú robotoktól. A GPS -alapú Arduino modul használata egy ideje felkeltette az érdeklődésemet, és mivel volt egy kis szabadidőm a további részek várakozására a főprojektben, amelyen szintén dolgozom, úgy döntöttem, hogy építek egy GPS útvonalkövető eszközt, akkumulátorral működő, könnyű, hordozható, és képes átvinni útvonal-információit akár micro SD-kártyán, vagy-ha rendelkezésre állt WiFi-hálózat-e-mailben és csatolt fájlban. Ez a projekt négy olyan komponens használatát igényelte, amelyeket korábban nem használtam, nevezetesen egy 0,96 hüvelykes oLED képernyőt, SD-kártyaolvasót, GPS-modult és az ESP32 Fejlesztőtáblát. Az egység végső mérete, bár minden bizonnyal hordozható, tovább csökkenthető, teljes 25-50%-kal, ha az általam használt vezetékeket lecserélték egy közvetlenül az ESP32 Fejlesztőlapra erősített NYÁK-lapra, valamint az 18650-es elemekre és lefelé modul, ahol a megfelelő 5 V-os Li-ion akkumulátorral helyettesítették.

Kellékek

1. ESP32 Fejlesztési Tanács

2. DS3231 RTC óra akkumulátorral

3. Micro SD kártya SPI alapú olvasó, 1 GB -os micro SD kártyával

4. 0,96”-os OLED I2C alapú képernyő

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

6. 10uF kondenzátor

7. 2 x 10K ellenállás, 4,7K ellenállás

8. DC-DC lemenő transzformátor

9. 2 x 18650 elem

10. Dupla 18650 elemtartó

11. Egypólusú kapcsoló

12. Pillanatnyi nyomógomb

13. 2 x 100mmx50mmx65mm projektdoboz

14. Dupont vezetékek, forró ragasztó.

1. lépés: ÉPÍTÉS

A mellékelt Fritzing diagram az áramkör elrendezését mutatja. A két 18650-es elem és a leeresztő modul lecserélhető egy 5 V-ot közvetlenül biztosító Li-ion akkumulátorra. Javaslom a NEO-7M modult a beépített SMA külső antennadugóval, amely lehetővé teszi egy egyszerű, 30 cm hosszú huzaldarab hozzáadását, amely felveszi a műholdas információkat, ez gyakran néhány percet vesz igénybe az egység első bekapcsolása után. A két projektdoboz alsó részén nyílások vannak a képernyő, a GPS-antenna, a kapcsoló és az SD-kártya számára, továbbá tartalmazza az RTC órát, az SD-kártyaolvasót, a 0,96”-os LED kijelzőt, a gombot, a GPS modult és a NYÁK lapot. A felső projektdoboz tartalmazza az ESP32 fejlesztési kártyát, 18650 elemet és elemtartót, leeresztő modult és egyetlen nyílást az egypólusú kapcsolóhoz. Ennek a projektdoboznak a tetejét négy ellensüllyesztett csavar tartja a helyén, amelyek eltávolíthatók, így a két 18650 újratölthető elem eltávolítható, feltölthető, majd visszahelyezhető. A készülék nem vízálló, de elkészíthető. Egy megfelelő USB -alapú akkumulátortöltőt is fel lehet szerelni ebbe a felső dobozba, megfelelő nyílással, hogy a benne lévő akkumulátorokat fel lehessen tölteni anélkül, hogy le kellene venni a doboz fedelét. Míg a GPS modul képes megadni az időt és a dátumot, ahogyan azt a műholdról kaptuk, úgy döntöttem, hogy a helyi idő és dátum lesz a megfelelőbb, ezért hozzáadtam egy RTC modult.

Néhány építési fotó a projekt korai fejlesztését mutatja, amikor WeMos D1 R2 táblát és egyszerű 16x2 LED -es kijelzőt használtam, mindkettőt lecserélték a végleges verzióra.

2. lépés: SZOFTVER

Az ESP32 alapú Arduino tábla oka az volt, hogy némi kutatás után azt tapasztaltam, hogy az ESP32 sikeresen képes e-mailt küldeni egy G-Mail fiókba, feltéve, hogy a fiók beállításait úgy módosítják, hogy lehetővé teszik „kevésbé biztonságos e-mailek fogadását”., ehhez módosítani kell a G-Mail fiók beállításait. Ennek eléréséhez lépjen a „Google -fiók kezelése” menübe, majd válassza a „Biztonság” lehetőséget, végül görgessen lefelé, amíg meg nem jelenik a „Kevésbé biztonságos alkalmazáshozzáférés” felirat, kapcsolja be ezt a funkciót.

A következő fájlokat kell letöltenie és telepítenie: TinyGPS ++. H, SoftwareSerial.h, "RTClib.h", "ESP32_MailClient.h", "SPIFFS.h", WiFiClient.h, math.h, Wire.h, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h és Adafruit_SSD1306.h.

A programot az Arduino IDE 1.8.12 verziójával fejlesztették ki, és a kiválasztott tábla a „DOIT ESP32 DEVKIT V1” volt.

A program mérete miatt nem lehet ezt a programot Arduino UNO -n fejleszteni, a szoftver letöltésekor is el kell távolítani a TX vezetéket a GSP modulból, különben a letöltés sikertelen lesz. Egy 10uF kondenzátort csatlakoztattak az ESP32 kártya „EN” és „GND” csapjaihoz, így nem volt szükség az „EN” gomb megnyomására minden egyes új szoftver letöltésekor.

Az Arduino szoftvert úgy fejlesztették ki, hogy lehetővé tegye a rendszer felhasználójának, hogy rögzítsen egy útvonalat vagy útvonalakat az egységen belül, majd vegye ki az SD-kártyát, és töltse fel őket egy PC-alapú kártyaolvasón keresztül, vagy válassza ki az E-mail menüpontot, és a készüléken tárolt összes útvonalfájlt G-Mail fiókba küldik, egy-egy útvonalat minden e-mailhez csatolva. Az útvonalfájlok az Egységen belül vannak formázva, és kétféle stílusban is megjelenhetnek, „GPX” formátumban, amelyek közvetlenül megtekinthetők a „GPS Viewer”, az interneten ingyenesen elérhető Google-alkalmazás vagy „KML” használatával. formátum, amely közvetlenül megtekinthető az Internetről letölthető „Google Earth Pro” alkalmazás használatával. Ugyanez az alkalmazás képes olvasni és megjeleníteni a „GPX” alapú útvonalfájlokat is. Mindkét fájlformátum szabadon elérhető fájlformátum -sémaként, és megtalálható az interneten a Wikipédián. Az e-mailek vagy e-mailek elküldése után az egység visszatér az útvonalfigyeléshez, azonban alapértelmezés szerint a GPX fájlformátum lesz. A nyomógombbal kiválaszthatja az E-mail opciót, kiválaszthatja a GPX vagy a KML fájlformátumot, valamint elindíthatja és leállíthatja az útvonal rögzítését. Útvonalfigyelési módban az oLED képernyő az aktuális pozíció hosszúságát és szélességét, majd a második képernyőn az aktuális időt, dátumot, magasságot méterben, a használt műholdak számát, a sebességet kilométerben és végül egyként mutatja a kardinális iránytűpontok közül. Míg útvonalrögzítési módban a képernyőn megjelenik az általa megnyitott útvonalfájl, akkor a két korábban leírt képernyő mellett megjelenik egy harmadik képernyő is, amely részletezi a használt útvonalfájlt, a rögzített útpontokat és végül a megtett távolság Km -ben.

A következő képek azt mutatják be, hogyan fogadja és jeleníti meg a G-Mail az egység által létrehozott és küldött e-maileket.

3. lépés: KÖVETKEZTETÉS

Sokat tanultam ennek a projektnek a fejlesztéséből, azonban ez az egység csak egy „alkalmazás” alapú alkalmazásnak tekinthető, amely a GPX vagy KML fájlokat jeleníti meg. Harmadik féltől származó szoftverek használata elfogadható alternatívája volt e szoftver továbbfejlesztésének. A Google Fiókkezelés menü „Kevésbé biztonságos alkalmazás” menüpontjának elérhetősége korlátozott lehet, mivel 2020 júniusában változások történhetnek, ebben az esetben szükség lehet az e-mail átirányítására egy másik fiókra, vagy a levelezőszerver 586 -os portjának használatával.

4. lépés: GPS és KML fájlformátumok

Az alábbiakban egy tipikus fájltartalmat mutatunk be az egység által létrehozott minden fájltípushoz (a szélességi és hosszúsági értékek nem sokat változnak ezekben a példákban az egység álló helyzete miatt). Mindkét fájl tartalmazza a minimális fejléc- és láblécadatokat, amelyeket a GPS Viewer és a Google Earth pro igényel, hogy egy egyszerű fekete vonalat jelenítsen meg a megtett útvonalon:

A KML fájl:

A GPX fájl: