Arduino GPS անտառահատ `3 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:50

Ողջույն տղաներ, Ինձ շատ են հուզում փոքր նախագծերի համար, որոնք թույլ են տալիս մարդկանց իրականում ավելի շատ հասկանալ այն տեխնոլոգիան, որը մենք ունենք ամեն օր:

Այս նախագիծը GPS- ի ճեղքման և SD- ի գրանցման մասին է: Ես շատ բան եմ սովորել հենց այս իրերը կառուցելիս:

Կան բազմաթիվ հասկացություններ, որոնք դուք ձեռք կբերեք այս ձեռնարկից հետո, և շատ ավելին ՝ իմ տրամադրած հղումից հետո ՝ թեմաներին ավելի խորանալու համար:

Այսպիսով, ինչ է դա: Պարզ. GPS հետևող է, որը գրանցում է microSD- ի դիրքերը (բարձրության վրա նույնպես), արագությունը և ամսաթիվը/ժամը:

Այն, ինչ ձեզ հարկավոր կլինի.

- Arduino Nano (էսքիզը ստեղծելու համար ես իրականում օգտագործել եմ ՄԱԿ-ը, բայց դրանք նույնն են) a 5x7 սմ)- լարեր

Բոլոր այդ բաղադրիչները բավականին էժան են, բացառությամբ GPS մոդուլի: Դա մոտ 30-40 դոլար է և ամենաթանկ մասն է: Նույնիսկ եռակցման արդուկի նոր հավաքածուն կարող է ավելի քիչ արժենալ:

Գոյություն ունի նաև Adafruit վահան ՝ GPS և SD քարտի մոդուլներով միասին: Եթե ցանկանում եք օգտագործել այն, հիշեք, որ այն պատրաստված է Arduino UNO- ի համար, հետևաբար ձեզ հարկավոր կլինի UNO և ոչ Nano: Էսքիզի մեջ, այնուամենայնիվ, տարբերություն չկա:

Եկեք ավելի հեռուն գնանք…

Քայլ 1: Բաղադրիչների միացում

Դե, բաղադրիչները ձեռք բերելուց հետո ձեզ հարկավոր է դրանք միացնել: Այստեղ դուք կարող եք գտնել ցնցող սխեմաներ, որոնք բավականին պարզ են: Այնուամենայնիվ, ահա նաև շեղումը.

MicroSD բեկում

5V -> 5VGND -> GnnCLK -> D13DO -> D12DI -> D11CS -> D4 (եթե դուք օգտագործում եք վահանը, այն կառուցված է D10- ում)

GPS ճեղքում

Vin -> 5VGnn -> GnnRx -> D2Tx -> D3

Փոքրիկ նշումներ այդ մոդուլի մասին. Այդ երկու փոքրիկ տղաները տարբեր ուղիներով շփվում են Arduino- ի հետ: GPS- ն օգտագործում է TTL սերիալ, նույնը, ինչ մենք օգտագործում ենք Arduino- ի հետ սերիական մոնիտորի միջոցով, այդ իսկ պատճառով մենք պետք է գրադարանի միջոցով հայտարարենք նոր սերիա (Tx և Rx), քանի որ GPS- ը լռելյայն ցանկանում է օգտագործել 9600 -ը, և մենք կամ էլ ուզում է օգտագործել: GPS մոդուլը միշտ և անընդհատ հոսում է տվյալներ, եթե դրանք միացված են: Սա բարդ հարց է, որովհետև եթե մենք կարդում ենք նախադասությունը և տպում այն, կարող ենք կորցնել հաջորդը, որը նույնպես անհրաժեշտ է: Մենք պետք է դա նկատի ունենանք կոդավորելիս:

MicroSD- ը հաղորդակցվում է SPI- ի (Serial Peripheral Interface) միջոցով, տախտակի հետ հաղորդակցվելու մեկ այլ միջոց: Նման մոդուլը միշտ օգտագործում է CLK- ը D13- ում, DO- ն D12- ում և DI- ը D11- ում: Երբեմն այդ կապերն ունեն տարբեր անուններ, ինչպիսիք են CLK = SCK կամ SCLK (Սերիական ժամացույց), DO = DOUT, SIMO, SDO, SO, MTSR (բոլորը ցույց են տալիս Master Output) և DI = SOMI, SDI, MISO, MRST (Master Input): Վերջապես մենք ունենք CS կամ SS, որը ցույց է տալիս այն քորոցը, որտեղ մենք ուղարկում ենք այն, ինչ ցանկանում ենք գրել MicroSD- ում: Եթե ցանկանում եք օգտագործել երկու տարբեր SPI մոդուլներ, ապա դրանք երկուսն օգտագործելու համար պարզապես պետք է տարբերակել այս քորոցը: Օրինակ ՝ LCD էկրան ԵՎ MicroSd, ինչպիսին մենք օգտագործում ենք: Այն պետք է աշխատի նաև երկու տարբեր LCD- ների միջոցով, որոնք կապված են տարբեր CS- ների հետ:

Այս մասերը միասին կպցրեք գրատախտակին, և դուք պատրաստ եք վերբեռնել էսքիզը:

Ինչպես կարող եք տեսնել էսքիզում, ես կցեցի որոշ dupont իգական միակցիչներ ուղղակի բաղադրիչի փոխարեն, որովհետև ապագայում գուցե ցանկանամ նորից օգտագործել բաղադրիչը կամ փոխել այն:

Ես նաև միացրեցի GPS մոդուլը միակցիչների հետ սխալ ուղղությամբ, դա իմ մեղքն էր, և ես չէի ուզում, բայց այն աշխատում է, և ես չեմ ուզում ռիսկի դիմել, որպեսզի այն ջարդեմ ՝ փորձելով ապամոդեցնել այդ փոքրիկ սրիկաներին: Պարզապես կպցրեք ճիշտ ձևով, և ամեն ինչ լավ կլինի:

Ահա մի քանի օգտակար զոդման տեսանյութ. Sոդման ուղեցույց սկսնակների համար Տեսանյութ `ապամոնտաժման մասին

Adafruit Youtube ալիք, այնտեղ շատ հետաքրքիր նյութեր կան:

Երբ կպչում եք, փորձեք օգտագործել անհրաժեշտ քանակությամբ մետաղ, հակառակ դեպքում դուք խառնաշփոթ եք անելու: Մի վախեցեք դա անելուց, գուցե սկսեք ոչ այնքան թանկ բանից, այլ կպցրեք տարբեր իրեր: Materialիշտ նյութը նաև տարբերություն է տալիս:

Քայլ 2: Էսքիզ:

Նախ, իհարկե, մենք ներմուծում ենք գրադարանը և կառուցում նրանց օբյեկտները `աշխատելու համար. SoftwareSerial.h- ը ծրագրային ապահովման միջոցով սերիական նավահանգիստ ստեղծելու համար է: Շարահյուսությունը «mySerial (TxPin, RxPin);» է: GPS օբյեկտը պետք է մատնանշվի սերիայի վրա (փակագծերում): Ահա գրադարանների հղումները Adafruit GPS breakout- ի, MicroSD- ի ճեղքման համար (մաքուր աշխատանք կատարելու համար SD- ն պետք է ձևակերպեք նաև SD- ի այս ծրագրակազմով) և Softwareրագրային ապահովման սերիական գրադարան (այն պետք է ներառվի IDE- ում):

Ո NOTՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. Ես բախվեցի որոշակի խնդրի, երբ փորձում էի շատ տեղեկություններ մի ֆայլում կցել կամ էսքիզում օգտագործել ավելի քան երկու ֆայլ: Ես SD- ն չեմ ձևաչափել այդ ծրագրաշարի միջոցով, գուցե դա կարող է լուծել խնդիրը: Բացի այդ, ես փորձեցի սարքում ավելացնել մեկ այլ սենսոր ՝ BMP280 (I2C մոդուլ) ՝ առանց որևէ հաջողության: Թվում է, թե I2C մոդուլի օգտագործումը էսքիզը խենթացնում է: Ես այդ մասին արդեն խոսել եմ Adafruit ֆորումում, բայց դեռևս պատասխան չեմ ստացել:

#ներառել «SPI.h»#ներառել «SD.h»#ներառել «Adafruit_GPS.h»#ներառել «SoftwareSerial.h» SoftwareSerial mySerial (3, 2); Adafruit_GPS GPS (& mySerial);

Այժմ մեզ պետք են մեր բոլոր փոփոխականները. Երկու տողերը նախատեսված են երկու նախադասություններ կարդալու համար, որոնք մեզ անհրաժեշտ են GPS- ից մի շարք օգտակար տեղեկություններ հաշվելու համար: Նշանը նախադասությունները նախքան դրանք վերլուծելը պահելու համար է, իսկ բոցերը `կոորդինատները աստիճաններով հաշվարկելու համար (GPS- ն ուղարկում է օգտագործման կոորդինատները աստիճաններով և րոպեներով, դրանք մեզ պետք են աստիճաններով` Google Earth- ում կարդալու համար): ChipSelect- ը այն քորոցն է, որտեղ մենք միացնում ենք MicroSD քարտի CS- ն: Այս դեպքում D4- ն է, բայց եթե դուք օգտագործում եք SD վահան, ապա այստեղ պետք է տեղադրեք D10- ը: Ֆայլի փոփոխականն այն է, ով կպահպանի էսքիզի ընթացքում օգտագործվող ֆայլի տվյալները:

Լարային NMEA1;

Լարային NMEA2; char c; բոց deg; բոց degWhole; բոց degDec; int chipSelect = 4; Ֆայլ mySensorData;

Այժմ մենք հայտարարում ենք մի քանի ֆունկցիաներ ՝ ուրվագիծը մի փոքր էլեգանտ և ավելի քիչ խառնաշփոթ դարձնելու համար.

Նրանք հիմնականում նույնն են անում ՝ կարդալ NMEA նախադասություններ: clearGPS () անտեսում է երեք նախադասություն և readGPS () խնայում է դրանցից երկուսը փոփոխականների մեջ:

Եկեք տեսնենք, թե. Երբ կա նոր նախադասություն, մենք դուրս ենք while հանգույցից, որտեղ նախադասությունն իրականում կարդացվում, վերլուծվում և համալրվում է NMEA- ի առաջին փոփոխականներով: Մենք անմիջապես նույնն ենք անում հաջորդի համար, քանի որ GPS- ն անընդհատ հոսում է, այն չի սպասում, որ մենք պատրաստ լինենք, մենք ժամանակ չունեինք այն անմիջապես տպելու համար

Սա շատ կարևոր է: Ոչ մի բան մի արեք նախքան երկու նախադասությունները պահեստավորելը, հակառակ դեպքում երկրորդը ի վերջո կփչանա կամ պարզապես սխալ կլինի:

Երկու նախադասություն ստանալուց հետո դրանք տպում ենք սերիալում ՝ վերահսկելու համար, թե ինչն է լավ ընթանում:

void readGPS () {

clearGPS (); մինչդեռ (! GPS.newNMEAreceived ()) {c = GPS.read (); } GPS.parse (GPS.lastNMEA ()); NMEA1 = GPS.lastNMEA (); մինչդեռ (! GPS.newNMEAreceived ()) {c = GPS.read (); } GPS.parse (GPS.lastNMEA ()); NMEA2 = GPS.lastNMEA (); Serial.println (NMEA1); Serial.println (NMEA2); } void clearGPS () {while (! GPS.newNMEAreceived ()) {c = GPS.read (); } GPS.parse (GPS.lastNMEA ()); մինչդեռ (! GPS.newNMEAreceived ()) {c = GPS.read (); } GPS.parse (GPS.lastNMEA ()); w մինչ (! GPS.newNMEA ստացվել է ()) {c = GPS.read (); } GPS.parse (GPS.lastNMEA ()); }

Դե, հիմա, երբ մենք բոլորս պատրաստ ենք, մենք կարող ենք հաղթահարել կարգավորումը ():

Նախ. Մենք բացում ենք հաղորդակցությունը Serial 115200- ի համար Arduino PC- ի և 9600- ի համար GPS մոդուլի Arduino- ի համար: Երկրորդ. Մենք երեք հրաման ենք ուղարկում GPS մոդուլին. Առաջինը `փակել ալեհավաքի թարմացումը, երկրորդը` պահանջել միայն RMC և GGA տողեր (մենք կօգտագործենք միայն դրանք, որոնք ունեն բոլոր այն տեղեկությունները, որոնք ձեզ երբևէ անհրաժեշտ կլինեն GPS), երրորդ և վերջին հրամանն է թարմացման արագությունը սահմանել 1 HZ- ի վրա, որն առաջարկել է Adafruit- ը:

Դրանից հետո մենք սահմանում ենք D10 քորոցը OUTPUT, եթե, և միայն այն դեպքում, եթե ձեր SD մոդելի CS պինն այլ չէ, քան D10- ը: Անմիջապես հետո, se- ն տեղադրեք CS- ն SD մոդուլի վրա chipSelect pin- ի վրա:

Մենք գործարկում ենք readGPS () գործառույթները, որոնք ներառում են cleanGPS ():

Հիմա ժամանակն է ինչ -որ բան գրել ֆայլերում: Եթե ֆայլն արդեն Sd քարտում է, դրանց վրա տեղադրեք ժամանակային նշան: Այս կերպ մենք չպետք է հետևենք նիստերին կամ ամեն անգամ ջնջենք ֆայլերը: Կարգավորման գործառույթում գրված ժամանակային կնիքով, մենք վստահ ենք, որ յուրաքանչյուր նստաշրջանում ընդամենը մեկ անգամ ավելացնում ենք ֆայլերի տարանջատումը:

ՈEՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. SD գրադարանը բավականին լուրջ է ամեն անգամ ֆայլը բացելու և փակելու հարցում: Հիշեք այն և փակեք այն ամեն անգամ: Գրադարանին ծանոթանալու համար հետևեք այս հղմանը:

Լավ, մենք իսկապես բոլորս պատրաստ ենք ձեռք բերել էսքիզի հոսքի և տեղեկամատյանի մասի միջուկը:

void setup () {

Serial.begin (115200); GPS. սկսել (9600); // Հրամաններ ուղարկեք GPS մոդուլին GPS.sendCommand ("$ PGCMD, 33, 0*6D"); GPS.sendCommand (PMTK_SET_NMEA_OUTPUT_RMCGGA); GPS.sendCommand (PMTK_SET_NMEA_UPDATE_1HZ); ուշացում (1000); // միայն այն դեպքում, եթե ձեր SD մոդուլի CS քորոցը D10 կապում չէ

pinMode (10, OUTPUT);

SD.begin (chipSelect); կարդալ GPS (); if (SD.exists ("NMEA.txt")) {mySensorData = SD.open ("NMEA.txt", FILE_WRITE); mySensorData.println (""); mySensorData.print ("***"); mySensorData.print (GPS.day); mySensorData.print ("."); mySensorData.print (GPS. ամիս); mySensorData.print ("."); mySensorData.print (GPS.year); mySensorData.print (" -"); mySensorData.print (GPS.hour); mySensorData.print (":"); mySensorData.print (GPS.minute); mySensorData.print (":"); mySensorData.print (GPS. վայրկյաններ); mySensorData.println ("***"); mySensorData.close (); } if (SD.exists ("GPSData.txt")) {mySensorData = SD.open ("GPSData.txt", FILE_WRITE); mySensorData.println (""); mySensorData.println (""); mySensorData.print ("***"); mySensorData.print (GPS.day); mySensorData.print ("."); mySensorData.print (GPS. ամիս); mySensorData.print ("."); mySensorData.print (GPS.year); mySensorData.print (" -"); mySensorData.print (GPS.hour); mySensorData.print (":"); mySensorData.print (GPS.minute); mySensorData.print (":"); mySensorData.print (GPS. վայրկյաններ); mySensorData.println ("***"); mySensorData.close (); }}

Այժմ մենք ստանում ենք ուրվագծի առանցքը:

Դա իսկապես շատ պարզ է:

Մենք կարդալու ենք GPS հոսքը readGPS () գործառույթով, քան մենք վերահսկում ենք, եթե ունենք 1 -ի հավասար ֆիքսացիա, ինչը նշանակում է, որ մենք կապված ենք արբանյակի հետ: Եթե մենք դա ստացանք, մենք պատրաստվում ենք մեր տեղեկությունները գրել ֆայլերում: «NMEA.txt» առաջին ֆայլում մենք գրում ենք միայն հում նախադասությունները: Երկրորդ ֆայլում ՝ «GPDData.txt», մենք կցում ենք կոորդինատները (փոխակերպված նախկինում տեսած գործառույթների հետ) և բարձրությունը: Այդ տեղեկությունները բավարար են.kml ֆայլ կազմելու համար ՝ Google Earth- ում ուղի ստեղծելու համար: Նկատի ունեցեք, որ մենք փակում ենք ֆայլերը ամեն անգամ, երբ դրանք բացում ենք ՝ ինչ -որ բան գրելու համար:

դատարկ շրջան () {

կարդալ GPS (); // Condizione if che controlla se l'antenna ha segnale. Se si, procede con la scrittura dei dati. if (GPS.fix == 1) {// Տվյալների պահում միայն այն դեպքում, եթե մենք ունենք ամրագրում mySensorData = SD.open ("NMEA.txt", FILE_WRITE); // Պատճենեք ֆայլը NMEA grezze mySensorData.println (NMEA1); // Scrive prima NMEA sul ֆայլ mySensorData.println (NMEA2); // Գրեք երկրորդ NMEA sul ֆայլը mySensorData.close (); // Chiude ֆայլ !!

mySensorData = SD.open ("GPSData.txt", FILE_WRITE);

// Converte e scrive la longitudine convLong (); mySensorData.print (աստիճան, 4); // Գրեք կոորդինատը gradi sul ֆայլում mySensorData.print (","); // Scrive una virgola per searere i dati Serial.print (deg); Serial.print (","); // Converte e scrive la latitudine convLati (); mySensorData.print (աստիճան, 4); // Գրեք կոորդինատը gradi sul ֆայլում mySensorData.print (","); // Scrive una virgola per searere i dati Serial.print (deg); Serial.print (","); // Scrive l'altitudine mySensorData.print (GPS.altitude); mySensorData.print (""); Serial.println (GPS.altitude); mySensorData.close (); }}

Այժմ, երբ ամեն ինչ ավարտված է, կարող եք վերբեռնել էսքիզը, կառուցել սարքը և վայելել այն:

Ուշադրություն դարձրեք, որ դուք պետք է այն օգտագործեք GPS սարքով դեպի երկինք, որպեսզի շտկում ունենաք = 1, կամ կարող եք միացնել արտաքին ալեհավաք:

Բացի այդ, հիշեք, որ շտկման դեպքում կարմիր լույսը թարթում է ամեն 15 վայրկյանը մեկ, իսկ եթե ոչ ՝ շատ ավելի արագ (2-3 վայրկյանը մեկ անգամ):

Եթե ցանկանում եք ավելին իմանալ NMEA նախադասությունների մասին, պարզապես հետևեք այս ուղեցույցի հաջորդ քայլին:

Քայլ 3. NMEA նախադասությունները և.kml ֆայլը

Սարքն ու էսքիզը ամբողջական են, լավ են աշխատում: Հիշեք, որ շտկում ստանալու համար (արբանյակների հետ կապ ունենալու համար) բեկումը պետք է ուղղված լինի դեպի երկինք:

Փոքրիկ կարմիր լույսը թարթում է ամեն 15 վայրկյանը մեկ, երբ շտկում եք ստանում:

Եթե ցանկանում եք ավելի լավ հասկանալ NMEA նախադասությունները, կարող եք կարդալ ավելին:

Էսքիզում մենք օգտագործում ենք ընդամենը երկու նախադասություն ՝ GGA և RMC: Դրանք ընդամենը մի քանի նախադասություն են, որոնք հոսում է GPS մոդուլը:

Եկեք տեսնենք, թե ինչ կա այդ տողում.

$ GPRMC, 123519, A, 4807.038, N, 01131.000, E, 022.4, 084.4, 230394, 003.1, W*6A

RMC = Առաջարկվող նվազագույն նախադասություն C 123519 = Ուղղում ՝ 12:35:19 UTC A = կարգավիճակ A = ակտիվ կամ V = անվավեր 4807.038, N = լայնություն 48 աստիճան 07.038 'N 01131.000, E = երկայնություն 11 աստիճան 31.000' E 022.4 = արագություն գետնի վրայով հանգույցներով 084.4 = Հետագծի անկյունը աստիճաններով Trueշմարիտ 230394 = Ամսաթիվ - 1994 թ. մարտի 23 003.1, W = Մագնիսական տատանում *6A = Չեկի գումարի տվյալները միշտ սկսվում են *-ով

$ GPGGA, 123519, 4807.038, N, 01131.000, E, 1, 08, 0.9, 545.4, M, 46.9, M,, *47

GGA Global Positioning System Fix Data 123519 Ուղղումը վերցված է 12:35:19 UTC 4807.038, N լայնություն 48 աստիճան 07.038 'N 01131.000, E երկայնություն 11 աստիճան 31.000' E 1 Հաստատման որակ ՝ 0 = անվավեր; 1 = GPS շտկում (SPS); 2 = DGPS ուղղում; 3 = PPS ուղղում; 4 = Իրական ժամանակի կինեմատիկական; 5 = Բոց RTK; 6 = գնահատված (մահացած հաշիվ) (2.3 հատկություն); 7 = Ձեռքով մուտքագրման ռեժիմ; 8 = մոդելավորման ռեժիմ; 08 Հետևվող արբանյակների քանակը 0.9 Դիրքի հորիզոնական նոսրացում 545.4, M բարձրություն, մետր, միջին ծովի մակարդակից 46.9, M Երկրաչափության բարձրություն (միջին ծովի մակարդակ) WGS84 էլիպսոիդից (դատարկ դաշտ) ժամանակ DGPS- ի վերջին թարմացումից (դատարկ դաշտ) վայրկյանների ընթացքում) DGPS կայանի ID համարը *47 ստուգիչ գումարի տվյալները, միշտ սկսվում է *-ով

Ինչպես տեսնում եք, շատ ավելի շատ տեղեկություններ կան այն մասին, ինչ ձեզ հարկավոր է այնտեղ: Օգտագործելով Ադաֆրուտի գրադարանը, կարող եք զանգահարել դրանցից մի քանիսին, ինչպես օրինակ ՝ GPS.latitude կամ GPS.lat (լայնություն և լայնական կիսագունդ), կամ GPS.day/month/year/hour/minute/seconds/milliseconds… Նայեք Adafruit- ին կայք ՝ ավելին իմանալու համար: Դա այնքան էլ պարզ չէ, բայց հետևելով GPS- ի մոդուլների ուղեցույցի որոշ հուշումներին, կարող եք գտնել այն, ինչ ձեզ հարկավոր է:

Ի՞նչ կարող ենք անել մեր ունեցած ֆայլերի հետ: Հեշտ. Կազմեք kml ֆայլ ՝ Google Earth- ում ուղի ցույց տալու համար: Դա անելու համար պարզապես պատճենեք/անցեք այն կոդը, որը կգտնեք այս հղումից հետո (athանապարհ պարբերության ներքո), GPDData.txt ֆայլից ձեր կոորդինատները դրեք պիտակների միջև, պահպանեք.kml ընդլայնմամբ ֆայլը և բեռնեք այն Google Earth:

ՈEՇԱԴՐՈԹՅՈՆ.kml նշման լեզուն պարզ է, եթե արդեն գիտեք, թե ինչ է նշման լեզուն, ժամանակ պահեք ՝ կարդալու նախորդ հղումն ու փաստաթղթերը, իրականում հետաքրքիր է:

Kml- ի օգտագործումը վերաբերում է նրա պիտակների և փաստարկների իմացությանը: Ես գտա միայն Google- ի ուղեցույցը, որը ես միացրել էի նախկինում, և էական մասն այն է, որ պիտակների միջև ոճը որոշվի և այն # նշանով կոչվի, երբ կոորդինատները գրելու ժամանակն է:

Այս բաժնում ավելացված ֆայլը.kml է, որում կարող եք պարզապես տեղադրել ձեր կոորդինատները: հիշեք, որ շարադրեք այս շարահյուսությամբ `երկայնություն, լայնություն, բարձրություն