Öreg és az Arduino GPS: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Tehát ez a Lazy Old Geek (L. O. G.) néhány éve nem tud Instructable -t csinálni. 70 éves korában az agy nem működik olyan jól, mint régen, és nehéz nagy projektekre összpontosítani, nemhogy megpróbáljunk róluk írni.

(Részt veszek az Arduino versenyen.)

De szerető kutyám, Sadie és a CPAP gépem segítségével kipróbálom. Sadie az antidepresszánsom, tartja a lelkem, és minden reggel sétálunk. A CPAP segít jobban aludni, és ezért egy kicsit jobban gondolkodni.

GPS: Nos, mindig is érdekelt a GPS. A legtöbb kereskedelmi GPS csak 2-3 métert tud pontosan meghatározni. Az unokatestvérem, aki nagyüzemi gazda, azt mondja, hogy a felszerelése sokkal jobb. Tudom, hogy az egyik helyi gazda John Deere traktorokkal egyéni barázdákba ülteti a növényeket barázdákba.

Sok időt töltök az interneten, és olvastam olyan kedvező árú GPS -ekről, amelyek akár centiméteresek is lehetnek! Hihetetlen. Gyakorlati szempontból ez nem igazán kell. Amikor sétálni megyek, nem kell pontosan tudnom, hol vagyok. Még országúti utakon is használom az okostelefonomat az Android Auto segítségével, hogy tudjam, hol vagyok.

De én is technogeek vagyok, ezért elkezdtem a GPS -eket nézni a hobbistáknak. Az egyik legnépszerűbb az Adafruit Ultimate GPS volt.

www.adafruit.com/?q=ultimate

1. lépés: Adafruit toll

Nos, az Adafruit Ultimate GPS egyik változata a Featherwing. Most még nem hallottam az Adafruit Feather sorozatról, szóval inkább szörfözésről. Wow, az Adafruit és a Lady Ada egy egész csomó mikrokontrollert és tartozékot fejlesztettek ki a Feather nevű kis platform alapján. Az Arduinoites esetében hasonló az alap Arduino UNO platformhoz, de kisebb és naprakész. Az Adafruit kifejlesztette az összes szoftvert is, hogy kompatibilisek legyenek az Arduino szoftverrel.

Nagyon értékelem az Adafruit és Lady Ada által a barkácsolók számára végzett munkát, és nagyon tetszett a Feather M4 Express:

www.adafruit.com/product/3857

Ellentétben a standard Arduino -val, 16 MHz -es órával, szupergyors 120 MHz -es órával. 3,3 V -os, ami nagyjából az új barkács elektronika új szabványa. Kompatibilis az Arduino -val, amit elég jól ismerek, és a Circuit Python -nal is programozható (az Adafruit egyedi Python verziója). Öreg vagyok, és nehezen tanulok új dolgokat, de ez lehetőséget adna az elágazásra.

Szóval használtat rendeltem az ebay -en, és rendeltem egyet a Mouser -től is. Az Amazon, a Mouser és a DigiKey szállít néhány Adafruit -terméket. Szerettem volna vásárolni egyet közvetlenül az Adafruit -tól, de akkoriban még nem volt minden FeatherWings, amit szerettem volna. Ebben az esetben olcsóbb, ha egyszerre sok terméket rendel, így nem kell annyi szállítási költséget fizetnie. Az én esetemben három cikk szállítása annyiba kerül, mint egy.

PROBLÉMA: JST2.0 akkumulátor csatlakozó az M4express -en. Rég vettem egy csomó JST2.0 tápcsatlakozót, mint a képen. Sajnos a piros/fekete ellentétes azzal, amit az M4express használ, és sok elemem és projektem van ezzel a polaritással.

Nos, hát. Tényleg könnyű eltávolítani a vezetékeket a csatlakozóról és megváltoztatni a helyzetüket. Így ezt több akkumulátorral és egy LiPo töltővel tettem. Valami piros körömlakkot tettem rájuk, így remélhetőleg nem keverednek össze.

Az M4express esetében úgy döntöttem, hogy a hosszú fejű női fejléceket használom. Lásd a képen. Ez lehetővé tette, hogy a FeatherWings, mint a GPS -em, csatlakozzon a tetejéhez. Ráadásul az M4express csatlakoztatható a FeatherWingshez, mint a megvásárolt 3,5 hüvelykes TFT.

Ehhez az alkalmazáshoz a csapokat nem használják, ezért volt egy kis Protoboardom, és ehhez csatlakoztattam az M4express -et, hogy a csapok ne legyenek kitéve és ne hajolhassanak meg, amikor hordozom.

2. lépés: Saját GPS FeatherWing

Adafruit Ultimate GPS Featherwing

www.adafruit.com/product/3133

Az egyik nagyszerű dolog, amit szeretek az Adafruitban, az, hogy erősen dokumentálják termékeiket, feltételezem, hogy a hobbisták saját maguk építhetnek. Most az M4express rendelkezik egy SMD mikrovezérlővel, amely túl kicsi ahhoz, hogy egy olyan öreg ember dolgozhasson, mint én, ezért vásároltam egy párat ahelyett, hogy megpróbálnám elkészíteni. De a FeatherWing Ultimate GPS egy kicsit jobb, ezért úgy döntöttem, hogy megpróbálom elkészíteni a sajátomat. Így rendeltem egy MediaTek (GlobalTop) GPS MTK3339 modult az Ebay -ről vagy az Aliexpressről (nem emlékszem). Néha LadyBird1 -nek hívják.

Így az Eagle Cadsoft, (most, Autodesk) szoftver segítségével lemásoltam az Adafruit vázlatát és módosítottam. Először csak egyoldalas nyomtatott áramköri lapokat tudok készíteni, másodszor pedig nem sok SMD alkatrészem van, ezért leegyszerűsítettem.

GPS_MTK3339.zip

Tehát a festékátviteli módszerrel készítettem el a NYÁK -t:

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

PROBLÉMÁK: Mint néha emlékszem, öreg vagyok, és van néhány problémám. Többnyire nem látom jól a közeli képet, ezért használom az egyik ilyen hobbiszerszámot és egy megvilágított nagyítót (lásd a képeket), amelyet az Aliexpress -től kaptam. Aoyue forrasztópáka -t használok, így szabályozhatom a hőmérsékletet és kiválaszthatom a forrasztóhegyeket.

Mindezek ellenére is sok problémám akadt a GPS modul csapjainak és az u.fl antennacsatlakozónak a forrasztásával. Ezenkívül Dremel-klónszerszámot használok a lyukak fúrásához. Soha nem tudok egyenes lyukakat fúrni, de szerencsére mindent sikerült elérnem.

Egyébként rendeltem néhány SMD 0805 -ös ferritgyöngyöt, de soha többé nem kaptam meg őket. Közben forrasztottam egy vezetéket az érintkezőkre, hogy működjön. A ferritgyöngy állítólag csökkenti a zajt a GPS -chip feszültségcsapján.

3. lépés: MicroSD kártyaolvasó

Rendben, tehát a GPS elég jól működött, de csak akkor működött, amikor számítógéphez volt kötve, így láthatja, mi történik. Hogy hasznosabb legyek, szükségem van valamire, ami nincs számítógéphez kötve, például kijelzőre vagy micro SD -kártyára. Egyelőre GPS -információkat akartam tárolni. Az Adafruit rendelkezik néhány FeatherWings microSD kártyával, például a 3,5 hüvelykes kijelzővel és az RTC kártyával. De nem akartam halmozni a FeatherWings -et, ezért lemásoltam a microSD áramkört az RTC kártyáról, és elkészítettem a sajátomat.

Mivel nem akartam újabb FeatherWing -t halmozni, kitaláltam egy tervet, hogy ezt csatoljam a GPS NYÁK -hoz. Mivel az áramkör meglehetősen egyszerű, csak öt párnával készítettem, így csatlakoztathatom a vezetékeket ehhez a NYÁK -hoz és a GPS -kártyámhoz.

MyDataLogger.zip

Tehát ennek rögzítéséhez helyeztem a GPS NYÁK alá, forrasztottam néhány drótkötél vezetékre, és csatlakoztattam a GPS NYÁK-hoz. Egyeseknél levágtam a szigetelés egy részét a fejléc csapjairól, így forraszthattam a vezetékeket anélkül, hogy zavarnám az M4express NYÁK -illesztését. Ezt látni kell a képen. Ezután néhány gorilla ragasztóval óvatosan összeragasztottam a két kártyát. Legyen nagyon óvatos, amikor a Gorilla ragasztó kitágul.

PROBLÉMÁK: Nos, ez valójában a microSD -kártyákkal történik. Rendeltem néhány microSD kártyát az ebay -en. Rájöttem, hogy van különbség az egyszerű microSD és a microSDHC kártyák között. Először is néhány hozzám hasonló régebbi adapter (valószínűleg) nem tudja olvasni a HC verziókat. Másodszor, a microSDHC verziók 4 GB -tól 32 GB -ig terjednek. Van egy másik, microSDXC nevű verzió, 64 GB -os és nagyobb méretű. Nos, kaptam néhány 64 GB -os kártyát, de nem tudtam olvasni az adaptereimmel. Nem tudtam rájönni, hogy mi a baj. De miután megtudtam a különbségeket, azt gondoltam, hogy talán az adaptereim nem tudják olvasni a HC verziót, de további kutatások szerint a HC verzió maximum 32 GB, és amint a képen látható, ezek microSDHC 64 gB címkével vannak ellátva. Még ha azt is mondja, hogy Kingston hamisítvány. Felvettem a kapcsolatot az eladóval, és azonnal visszaadta a pénzem. Az interneten sokat találhat a hamis microSD -kártyákról.

Most, bár hamisítványok, ez nem jelenti azt, hogy nem fognak működni. Várok pár új adaptert, amelyek állítólag képesek lesznek néhány HC -kártya olvasására, valamint rendeltem néhány különböző HC -kártyát.

4. lépés: GPS antenna

Újabb öreg katasztrófa. Így rendeltem egy aktív GPS antennát és egy RP-SMA-u.fl adaptert az ebay/Aliexpress oldaláról. Mellesleg elfelejtettem, hogy már volt ilyen adaptereim. Egyébként végül bekaptam az antennát, és nem illeszkedett az adapterhez. Most azt gondolom, hogy sok ilyen kínai beszállító nem igazán érti, mit árulnak. Például sokan nem azonosítják az antennák csatlakozóit, és néhányan nem is mutatják egyértelműen a képeken. Nos, azt hiszem, az, amit kaptam, elég jól mutatta a csatlakozót, de nem azonosította. Nos, némi kutatás után (azt hiszem) MCX -csatlakozóként azonosítottam. Egyébként rendeltem egy másik antennát, és végül megkaptam, és az sem illik. Azt hiszem, ez megint csak az én hibám, bár sok a zűrzavar az SMA és az RP-SMA férfi és nő, valamint a dugók és aljzatok között.

A lényeg az, hogy jelenleg nincs külön működő antennám.

FIGYELMEZTETÉS: Az Adafruit és a GPS -kártyám u.fl csatlakozói nagyon törékenyek, ezért ajánlott, hogy fizikailag feszítse le a kapcsolatot.

5. lépés: Összerakni

Az Adafruit kiváló oktatóanyagokat tartalmaz arról, hogyan szerezheti be az M4express -t, hogy az együttműködjön az Arduino -val.

Az Arduino vázlatom mellékelve:

GPSDatalogger.zip

A következőket teszi:

GPS -karakterláncokat ír a microSD -kártyán a data.nmea nevű fájlba

Percenként egyszer más adatokat is ír, például időt, #műholdakat, jelminőséget és sebességet egy misc.txt nevű fájlba. Végeztem néhány módosítást, például nagyjából Mountain Standard időre váltottam, és csomókat mph -re.

Mindkét fájl szöveges fájl.

Egyébként próbáltam néhány dolgot csinálni a Circuit Python -szal. Sikerült futtatnom a példákat, de úgy tűnt, némi gondom van a parancsok GPS modulra küldésével. A jövőben újra megtekinthető.

6. lépés: Használat

A GPS -ek úgynevezett efemerisz -adatokat és almanachot használnak a hely kiszámításához. Az első bekapcsoláskor egy ideig eltart, amíg ezeket az információkat feldolgozzák. Ez eltarthat néhány percig. Nos, az MTK3339 GPS modul akkumulátorral rendelkezik, hogy tárolja ezeket az információkat. Még mindig találgatom, hogyan működik ez, de körülbelül 5 perccel a sétánk előtt csatlakoztatom az M4express/GPS -t a számítógéphez a microSD kártya nélkül. Amikor indulásra készülök, kihúzom a konnektorból, behelyezem a microSD -kártyát, és akkumulátorral táplálom, majd felszállok.

Probléma: Azt hiszem, megsértettem az egyik M4express modulomat, esetleg statikus elektromossággal. Amikor a számítógéphez van csatlakoztatva, a töltési állapot LED villog. (Az M4express LiPo akkumulátor töltő áramkörrel rendelkezik). Nos, azt hiszem, a töltő áramkör nem működik, bár nem néztem meg. Egyébként a villogó LED mellett úgy tűnik, hogy a számítógépen és az akkumulátorról is jól működik, nem villog, így együtt élek vele.

Google Earth Pro

Az egyik ok, amiért az nmea fájlt úgy készítettem, hogy használhatom a Google Earth Pro -val. Kiveszem a microSD kártyát a GPS modulból, bedugom az egyik adapterbe és a számítógépbe.

A használathoz indítsa el a Google Earth Pro alkalmazást, válassza a (FILE) (OPEN) lehetőséget. A Fájl mező mellett van egy kiválasztott fájltípus. Válassza a (GPS) lehetőséget. Keresse meg a data.nmea fájlt, és nyissa meg.

Egy másik ablak bukkan fel. Kiválasztom az összes KML -nyomvonalak létrehozása, KML vonalsorozatok létrehozása, a magasságok beállítása a talaj magasságához.

Az első példa egy mintát mutat. A kék vonal lövése hibás adat, valószínűleg zaj.

A második példában van egy nagy fém pajta. A kék pályák általában nyilakkal jelzik a haladási irányt, de az istálló körül négyzetekké fordulnak. Feltételezem, hogy ez jelvesztés, mivel nem az istállóon mentünk át, hanem az istálló tetején mentünk.

A misc.txt Excel olvasható vesszővel elválasztott fájlként (vagy szöveges fájlként). Lásd a mellékelt példát egy autóban vezetés közben.

Azt vettem észre, hogy a szélesség és hosszúság sok tizedesjegy pontossággal szerepel, nem tudom, ez mennyire pontos. Úgy tűnik, működik a sebesség. Általában a sétáimon a műholdak 10 körül vannak, az autóban 7 volt, ami azóta készült a fémtető miatt. A HDOP az autóban magasabbnak tűnt az autóban. Séta közben inkább 1 körül volt vagy alatta (jobb).

Nem értem Angle -t. Egy szakaszon, amikor a Latitude változatlan maradt, azt hiszem, a szög 0, 90, 180 vagy 270 lenne, nem 66.

Következtetések: Úgy tűnik, nagyon jól működik. Azt hiszem, az M4express sokkal gyorsabb, mint az Atmega328, amit megszoktam. Valószínűleg zajszűréssel képes megszüntetni néhány NMEA sávhibát anélkül, hogy felzaklatná az egy másodperces mintavételi gyakoriságot. Valószínűleg nem fogok zavarni. Az egyik jövőbeli projektem az lenne, hogy elvégezzek egy „felmérést”, hogy mezőgazdasági országban élek, sok mezővel. Néha szeretném tudni, hány hektár van egy területen. Valószínűleg használhatnám a GPS -t a 3,5 hüvelykes érintőképernyőmmel az adott alkalmazáshoz.

Azt is szeretném megnézni, hogy a külső antenna nagy hatással van -e. Észrevettem, hogy néhány NMEA szám nem egészen ott van, ahol kellene.

Egyébként az MTK3339 nem pontosabb, mint a többi GPS, például az uBlox.

Egy másik projekt az, hogy vettem néhány L80 GPS modult, amelyek olcsóbbnak tűnnek, mint az MTK3339, de állítólag alapvetően ugyanazok. Talán klónok? Az egyik nagy előny számomra, hogy 0,1 hüvelyk távolság van a csapokon, amelyekkel sokkal könnyebb dolgozni.