GPS մոնիտորինգ OLED ցուցադրման նախագծով. 5 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Ողջույն բոլորին, այս արագ հոդվածում ես ձեզ հետ կկիսեմ իմ նախագիծը ՝ ATGM332D GPS մոդուլ ՝ SAMD21J18 միկրոկոնտրոլերով և SSD1306 OLED 128*64 էկրանով, դրա համար հատուկ PCB կառուցեցի և ծրագրավորեցի այն Atmel studio 7.0 և ASF4 ստուդիայի միջոցով: Այս հոդվածում ես ձեզ հետ կկիսեմ այս ճանապարհորդության և այն ֆայլերի մասին, որոնք ես օգտագործել եմ, եթե ձեզ հետաքրքիր է դա անել ինքնուրույն:

Այժմ, եթե դուք ծրագրավորում եք ձեր MCU/զարգացման խորհուրդը Arduino- ի միջոցով, այս նախագիծը ձեզ համար պետք է լինի համեմատաբար հեշտ, բայց այստեղ ես կօգտագործեմ ASF4 (առաջադեմ ծրագրային շրջանակ 4) Atmel/Microchip- ից, որը հիմնված է C լեզվի վրա և գաղափար կտա ձեզ: այն մասին, թե ինչպես կարդալ GPS NMEA հաղորդագրությունը ՝ օգտագործելով USART Asynchronous վարորդը (Հետադարձ) և տրամադրել ձեզ պարզ գրադարան, որը կարող եք օգտագործել այն ցանկացած միկրոհսկիչով և տարբեր հարթակներով ՝ պարզապես ավելացնելով համապատասխան Վարորդը, որն օգտագործում եք հաղորդագրությունը ստանալու համար: GPS (NMEA հաղորդագրություն):

Այս հոդվածը բաժանեմ հետևյալի.

1. PCB դիզայն.
2. BOM- ին անհրաժեշտ է հավաքել PCB- ն
3. Արագ հայացք դեպի ծրագրակազմ և ինքնին ծածկագիր և փորձարկում ապարատային և ծրագրային ապահովման համար:
4. վերջին, բայց ոչ պակաս, որևէ բարելավում այս ծրագրի համար:

Այս նախագծի հետ կապված ամբողջ նյութը կգտնեք Github- ում (Այստեղ)

Քայլ 1. PCB- ի ձևավորում Eagle- ի միջոցով

Այս նախագիծը հիմնականում հիմնված է ATGM332D GPS մոդուլի շուրջ, օգտագործման համար պարզ GPS, քանի որ աշխատելու համար անհրաժեշտ է ընդամենը մի քանի պասիվ բաղադրիչ, և մենք կարող ենք ավելացնել պահեստային մարտկոց ՝ ժամանակը/ամսաթիվը խնայելու համար, եթե անջատենք էներգիայի հիմնական աղբյուրը մոդուլից:

և միացման բոլոր ազդանշանները վերահսկելու համար ես գնացի ATSAMD21J18B միկրոկառավարիչով ՝ TQFP64 փաթեթով, քանի որ այն ունի 128KByte ծրագրային հիշողության պահեստավորում և 32KByte տվյալների հիշողություն (և դրանցից շատերը տեղադրված են իմ աշխատասեղանի շուրջը):

միացումը պետք է սնուցվի USB 5V աղբյուրից, ինչպես նաև USB- ը կարող է հանդես գալ որպես վիրտուալ COM պորտ (CDC USB), և դուք կարող եք ավելացնել դրա կոդը, եթե ցանկանում եք սարքի հետ շփվել USB- ի միջոցով:

Էկրանի համար ես ընտրեցի SSD1306 0.96 'OLED էկրան ՝ SPI ավտոբուսով, այն փոքր է, բայց այն հարմար է իմ ուզած PCB չափի համար, տախտակի չափը ՝ 100x31 մմ:

Microcontroller- ի ծրագրավորումը կիրականացվի SWD ծրագրավորողի միջոցով (ես օգտագործում եմ Atmel ICE) և այն կկապի 1.27 մմ 10p քորոց վերնագրի միջոցով:

նաև ես Fusion360- ով օգտվեցի տախտակի համար 3D տեսք ստանալու համար, և դրա համար նույնպես կարող եք տեսնել որոշ մատուցված պատկերներ:

Քայլ 2: PCB- ի զոդում

Դուք ունեք ընտրություն ՝ ձեր PCB- ով տրաֆարետ պատվիրելու համար, ավելի հեշտ է տրաֆարետը կիրառել տախտակի վրա, ես տաք ափսե էի օգտագործել բաղադրիչները միասին միացնելու համար, տաք օդի օգտագործումը նույնպես լավ է, բայց LED- ն միացնելիս զգույշ եղեք: նրանք այնքան զգայուն են ջերմության նկատմամբ:

ներքևի կողմը միացնելը մի փոքր ավելի հեշտ է, քանի որ այն ունի միայն SWD կապի վերնագիր և պահեստային մարտկոց, որը կարող եք դրանք զոդել ՝ օգտագործելով զոդման երկաթ:

միացումն USB հոսանքի աղբյուրի հետ միացնելուց առաջ ստուգեք որևէ կարճ միացում:

միացրեք ձեր GPS ալեհավաքը և համոզվեք, որ դրա միակցիչը պատշաճ կերպով կպցրել եք, ես ամրացրել եմ ալեհավաքը տախտակի ներքևի մասում:

Քայլ 3. Softwareրագրակազմ… Ֆունկցիոնալություն… արդյունքներ

Theրագիրը կբաժանվի 4 մասի.

1. USART ՝ ATGM332 GPS մոդուլի հետ հաղորդակցվելու համար:
2. SPI ՝ OLED- ի հետ հաղորդակցվելու համար:
3. USB CDC:
4. GPIO ՝ LED- ները վերահսկելու համար

սկզբում միացրեք USB միակցիչը միացումին, ապա միացրեք ժապավենի մալուխը SWD միակցիչով:

Ներբեռնեք ծածկագիրը github- ից (հղումը այստեղ):

Geo-Location- ը ստանալու համար դուք ունեք 3 տարբեր NMEA հաղորդագրությունների ընտրանքներ.

1. GPGGA
2. GPRMC
3. GPGLL

Ես օգտագործել եմ GPRMC նախադասությունը ՝ գտնվելու վայրը, ժամանակը և ամսաթիվը ստանալու համար (ժամանակը ՝ GMT 0.0), այնպես որ ծածկագրում կգտնեք.

GPRMC. Միացնել = 1;/*0, եթե այս հաղորդագրության կարիքը չկա*/

GPGGA. Միացնել = 0;/*0, եթե այս հաղորդագրության կարիքը չկա*/

GPGLL. Anable = 0;/*0, եթե այս հաղորդագրության կարիքը չկա*/

կարող եք դրանք բոլորը միացնել և կարդալ դրանք միաժամանակ ստանալ անհրաժեշտ տվյալները:

երբ լինի վավեր GPRMC նախադասություն, theGPRMC. Ready- ը կդառնա 1, և դուք կարող եք ձեռք բերել այս նախադասության մեջ առկա բոլոր տվյալները, ստուգեք այս հղումը ՝ այս նախադասության մեջ առկա տվյալները տեսնելու համար:

պարզապես, եթե Fix- ը «A» է, նշանակում է, որ Տեղանքը հասանելի է, եթե Fix- ը «V» է, նշանակում է, որ գտնվելու վայրը հասանելի չէ:

նկատեք, որ ATSAMD21- ն ունի ներքին RTC, բայց այստեղ ես չեմ օգտագործում այն, փոխարենը ես օգտագործում եմ ժամանակը և ամսաթիվը անմիջապես GPS- ից, այնպես որ, եթե չեք ցանկանում օգտագործել CR1220 պահեստային մարտկոցը, USB հոսանքի աղբյուրն անջատելուց հետո դուք կորցնել /ամը/Ամսաթիվը և հաջորդ անգամ միացնելով միացումը, էկրանին ժամի/ամսաթվի տարածքը դատարկ կլինի մինչև GPS- ի վավերական ժամի/ամսաթվի արժեքը:

էկրանը ցույց կտա GPS- ի ներկայիս վիճակը և կցուցադրի աշխարհագրական դիրքը, երբ այն հասանելի լինի, սակայն տախտակի վրա կա 3 LED:

1. Կանաչ LED- ը միացված է PA06- ին և կթարթվի, եթե առկա է վավերական աշխարհագրական դիրքի արժեք:
2. Նարնջագույն LED- ն միացված է PA07- ին և վայրկյանում մեկ անգամ թարթում է, եթե չկա վավերական աշխարհատեղորոշում:
3. Կարմիր LED- ը, որը միացված է GPS մոդուլի PPS կապին և կթարթվի միայն այն դեպքում, երբ Տեղադրության հետ կապված վավեր ազդանշան լինի:

Արդյունքները

Շղթան ինձ հետ շատ լավ աշխատեց, GPS- ից Գեո-տեղադրությունը 20-30 վայրկյան տևեց բացօթյա բաց երկնքով և շենքերի միջև, առանց որևէ խնդրի, նույնիսկ տախտակի ներքևի մասում գտնվող ալեհավաքով:

Քայլ 4: 3D տպագրված պատյան… Տեսակավորում

Այս շղթայի համար ես պատրաստեցի մի պարզ պատյան (ավելի ճշգրիտ պահիչ), բայց COVID-19 համաճարակի և այս պահին փակվածության պատճառով չկարողացա հասնել 3d տպիչին այն տպելու համար, ուստի այս հատվածը կթարմացնեմ stl- ով: ֆայլը և լուսանկարը տիրոջ համար, երբ այն հասանելի լինի:

Քայլ 5: Բարելավելու բաներ…

1. SWD միակցիչը տեղափոխեք վերև, քանի որ այն ավելի հեշտ է միացնել այն ձեր ծրագրավորողի հետ:
2. Լիթիումի մարտկոցից միացում տալով, ես դա արեցի մի ցատկիչ կպցնելով և այն լավ աշխատեց ՝ հաշվի առնելով, որ Գծային (LDO) կարգավորիչն ունի V անկման լարումը, եթե (Vbat - Vout) - ից պակաս Vdrop սահմանը, միացումը չի կարող աշխատել: պատշաճ կերպով:
3. օգտվողի կոճակը մի փոքր ավելի մեծ դարձնելով, այնպես որ այն ավելի հեշտ կլինի սեղմել:
4. ավելացնելով USB CDC ծածկագիր, որպեսզի կարողանաք հաղորդակցվել/նախագծել հատուկ ծրագիր MAC/PC/linux- ի համար:
5. GPS- ի ալեհավաքի համար ես այս նախագծի համար օգտագործեցի ակտիվ ալեհավաք, հնարավոր է օգտագործել պասիվ ալեհավաք ՝ AT2659- ի նման ցածր աղմուկի ուժեղացուցիչ ավելացնելով (ստուգեք նաև ATGM332 Datasheet P.14 սխեմատիկ պատկերը):
6. OLED 0.96 'SSD1306- ի համար, սկզբնական միկրոչիպի գրադարանը 128*32 ցուցադրման համար, 128*64 -ով աշխատելու համար կոդը փոխելու համար պետք է գնալ ssd1306.c և փոփոխել ծածկագիրը (ստուգել պատկերը):