Wireless GPS Data Logger for Wildlife: 9 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Այս ուսանելի ծրագրում մենք ձեզ ցույց կտանք, թե ինչպես կարելի է փոքր և էժան Arduino- ի վրա հիմնված GPS տվյալների գրանցիչ պատրաստել ՝ անլար հնարավորություններով:

Վայրի բնության տեղաշարժը ուսումնասիրելու համար հեռաչափության օգտագործումը կարող է շատ կարեւոր գործիք լինել կենսաբանների համար: Այն կարող է ձեզ ասել, թե որտեղ են ապրում կենդանիները, որտեղ են նրանք սնվում և որքան հեռու են նրանք անցնում ամեն օր: Հետո կենսաբանները օգտագործում են այս տեղեկատվությունը `օգնելու կենդանիներին և նրանց շրջապատը պահպանել:

Մենք օգտագործեցինք այս տվյալների գրանցամատյանը թռչող աղվեսների վրա (նաև կոչվում են պտղատու չղջիկներ) և ուրիշների հետ միասին պարզեցինք, որ թռչող աղվեսները ամեն գիշեր թռչում են 40 կմ-ից ավելի ՝ վերադառնալով կերակրվելու նույն ծառով:

Այս տվյալների գրանցիչը.

• ունի 2 կմ -ից ավելի անլար հեռահարություն
• 2 շաբաթից ավելի մարտկոցի կյանք (օգտագործելով «Նյութեր և գործիքներ» բաժնում նկարագրված մարտկոցը)
• փոխանցում է իր ներկա գտնվելու վայրը «սրտի բաբախման» մեջ յուրաքանչյուր 5 րոպեն մեկ
• կարող է պահել 100 վայր իր EEPROM- ում
• և կարող է փոխանցել կամ «թափել» այս տվյալները ձեր ստացողին ամեն օր կամ երբ հրամայվի

Մշակելով Arduino- ի վրա հիմնված փոքր և էժան GPS տվյալների գրանցիչ ՝ անլար հնարավորություններով, մենք ուսանողներին, քաղաքագետ գիտնականներին և համայնքային խմբերին տրամադրեցինք սարքավորումներ, որոնք անհրաժեշտ են իրենց տեղական վայրի բնության տեղաշարժը ուսումնասիրելու համար:

Քայլ 1: Նյութեր և գործիքներ

Այս հրահանգը կառուցելու համար ձեզ հարկավոր է կարգի բերել ձեր արտադրողների տարածքը, հավաքել նյութերը (ստորև) և միացնել ձեր զոդման երկաթը: Եթե չգիտեք, թե երկաթի որ ծայրն է տաքանում (ակնարկ. Դա կետային ծայրն է), ապա, հավանաբար, պետք է գտնեք ընկերոջը, ով կօգնի ձեզ:

1 x Arduino Pro Mini 328 - 3.3 Վ/8 ՄՀց

1 x GTOP LadyBird 1 (PA6H) GPS մոդուլ

2 x HM-TRP 433Mhz ՌԴ FSK հաղորդիչ

Այստեղ ՝ Ավստրալիայում, մենք օգտագործում ենք 433 ՄՀց, այն հասանելի է դիլետանտներին Radiocommunications (Low Interference Potential Devices) դասի լիցենզիայով ՝ 2015 թ.: Կախված ձեր գտնվելու վայրից, գուցե անհրաժեշտ լինի օգտագործել այլ հաճախականությամբ աշխատող հաղորդիչ: Փորձեք HM-TRP 868Mhz RF FSK Հաղորդիչ կամ HM-TRP 915Mhz RF FSK Հաղորդիչ:

1 x Lithium AXIAL 1/2AA 3.6 վ մարտկոց

1 x 10k Օմ 0.5 Վտ մետաղական ֆիլմերի դիմադրիչներ - 8 -անոց փաթեթ

Քայլ 2: Սկսեք Arduino Pro Mini- ով

1. Վերնագրի կապումներն ամրացրեք տախտակին
2. Հեռացրեք վերակայման կոճակը

Տեսեք վերևի պատկերը ՝ որոշ խորհուրդների համար:

Քայլ 3. GPS մոդուլը միացրեք Arduino տախտակին

Հետևեք վերևի պատկերներին:

Famանոթացեք GPS տվյալների թերթիկին, այլապես կարող եք այն թևավորել:

1. Կապեք կարմիր մետաղալարերի երկարությունը GPS մոդուլի 4 -րդ կապի վրա (VBACKUP)
2. Սև մետաղալարերի երկարություն կպցրեք GPS մոդուլի 12 -րդ կապում (GND)
3. Օգտագործելով երկկողմանի ժապավեն ՝ GPS- ն ամրացրեք Arduino տախտակի ներքևին
4. Սև մետաղալարը ծալեք Arduino տախտակի ներքևի մասով և ամրացրեք GND- ին (RAW- ի կողքին)
5. Դիմադրիչի ոտքը սեղմեք Arduino տախտակի 9 -րդ կապի միջով և զոդեք GPS մոդուլի 1 -ին կապի վրա
6. Կտրեք և ծալեք դիմադրության ոտքը 9, 8, 7 և 6 կապում և կպցրեք
7. Կարմիր մետաղալարը ծալեք Arduino- ի տախտակի վերևի մասով և կպցրեք VCC- ին
8. Ռեզիստորի ոտքը սեղմեք Arduino- ի տախտակի 5 -րդ և 4 -րդ կապերի միջով և զոդեք GPS մոդուլի 9 -րդ և 10 -րդ կապումներին
9. Կտրեք ռեզիստորի ոտքերը Arduino տախտակի և զոդի միջոցով

Ձեր GPS մոդուլն այժմ պատրաստ է փորձարկման:

Քայլ 4: GPS մոդուլի փորձարկում

Շարունակելուց առաջ միշտ լավ գաղափար է ստուգել ձեր GPS մոդուլը:

1. Տեղադրեք Arduino IDE- ն ձեր համակարգչում
2. Ստորև բերված ծածկագիրը վերբեռնեք տվյալների գրանցիչում ՝ օգտագործելով FTDI ընդմիջում ՝ 3.3 Վ
3. Բացեք սերիական մոնիտորը Arduino IDE- ում, այժմ դուք պետք է կարողանաք տեսնել ձեր GPS մոդուլից փոխանցվող տվյալները Arduino տախտակին
4. Կարող եք նաև օգտագործել այլ ծրագրակազմ, ինչպիսին է u-center- ը ՝ GPS տվյալները կարդալու և այլ տեղեկություններ տալու համար, օրինակ ՝ քանի արբանյակ է դիտվում և ձեր տեղադրության տվյալների ճշգրտությունը:

Մի մոռացեք, գուցե պետք է դուրս գաք, որպեսզի GPS մոդուլը կարողանա ազդանշաններ ստանալ արբանյակներից:

Քայլ 5: Անլար անցնել:

Նայեք այս ընդունիչի տվյալների թերթիկին: Ի Whatնչ խելացի փոքր տախտակ է, փոխանցում է մինչև 60 մՎտ հզորությամբ Xbee Pro մետաղալարային ալեհավաքով, բայց շատ ավելի քիչ հոսանք է օգտագործում, այնպես որ մեր մարտկոցը ավելի երկար կծառայի:

1. CCոդեք 10K ռեզիստոր ՝ VCC- ի և ENABLE- ի միջև հաղորդիչ տախտակի վերևում, սա բարձրացնելու հնարավորություն կտա քնելու համար, հորանջելով !!!
2. Եռակցիչի տախտակի ներքևի մասում զոդեք VCC- ի և CONFIG- ի միջև, ինչը բարձր կպահի CONFIG- ը հաղորդակցության համար
3. Տեղադրեք մեկուսիչ ժապավեն GPS մոդուլի կողքին, դա թույլ չի տա, որ հաղորդիչ տախտակը կարճանա GPS մոդուլի պատյանի կողքին
4. Կարմիր մետաղալարերի մեկ այլ երկարություն կպցրեք VCC- ին, դեղինը ՝ TX- ին, սևը ՝ GND- ին, սպիտակը ՝ RX- ին, իսկ կապույտը ՝ ԱՆՎԱՐ
5. Տեղադրեք հաղորդիչ տախտակը երկկողմանի ժապավենի մնացած կտորի վրա
6. Քաշեք կարմիր մետաղալարը Arduino- ի տախտակի տակ և ամրացրեք VCC- ի վրա
7. Սկզբում քաշեք սև մետաղալարը դիմադրիչի վրայով, այնուհետև ներքև ՝ Arduino տախտակի տակ, ամրացրեք GND- ին
8. Այնուհետև դեղին ՝ կապում 2, սպիտակ ՝ կապ 3 և կապույտ ՝ A2 կապում

Ինչ ջանքեր: Լավ արեց, դուք հասել եք այնտեղ:

Քայլ 6: Ձեզ հարկավոր է ընդունիչ:

Առանց ընդունիչ չունեք անլար GPS տվյալների գրանցիչ ունենալը, և դա չի կարող ավելի հեշտ լինել, քան այս կարգավորումը:

1. Բռնեք ձեր երկրորդ հաղորդիչ սարքը, դուք իսկապես ստացել եք երկուսը:
2. Եռակցեք կարմիր մետաղալարերի երկարությունը VCC- ի և CONFIG- ի միջև
3. Սև մետաղալարերի երկարություն զոդեք GND- ի և ENABLE- ի միջև
4. Կարմիր մետաղալարերի մեկ այլ երկարություն կպցրեք VCC- ին, սևը `GND- ին, դեղինը` TX- ին և սպիտակը `RX- ին
5. Այժմ տեղադրեք վերնագրի որոշ կապում FTDI ճեղքման մեջ
6. Կարմիր մետաղալարը կպցրեք VCC- ին, սև մետաղալարը `GND- ին, դեղինը` RX- ին և սպիտակը `TX- ին (տես, թե ինչպես ենք մենք հակադարձում TX և RX միացնող լարերը, բարդ, բարդ, ճիշտ!)

Այժմ մենք պատրաստ ենք անլար հաղորդակցության:

Քայլ 7: Նշում ալեհավաքների վերաբերյալ

Անտենաները ամեն ինչ փոխում են, բայց վայրի բնության դեպքում որոշ դեպքերում մենք պետք է դրանք փոքր պահենք:

Ձեր տվյալների գրանցման և ստացողի համար ամենալավ ալեհավաքը երկբևեռ ալեհավաք է, պարզապես դուք 173 մմ երկարությամբ մետաղալարեր կպցրել եք հաղորդիչի ANT կապին և առանձին 173 մմ երկարությամբ մետաղալար GND պինին: Այս համադրությունը մեզ կտրամադրի 2 կմ -ից ավելի տեսանելիության շառավիղ:

Երբեմն դուք պարզապես չեք կարող լարեր կախել, վայրի բնությունը, ընդհանուր առմամբ, ունի մեծ ատամներ և կծի, կծի և կքանդի ալեհավաքներ կամ նույնիսկ տվյալների գրանցիչներ: Ձեր ալեհավաքները թաքցնելու համար կարող եք դրանք գլորել, սա կոչվում է պարուրաձև կամ գարնանային ալեհավաք: Պարզապես փաթեթավորեք ձեր մետաղալարը փոքր պտուտակահանի շուրջ, սկսեք վերջից և գլորեք այն դեպի ձեր հաղորդիչ սարքը:

Պ. Ս. գիտե՞ք, թե ևս ինչ է դարձնում հիանալի ալեհավաք ՝ ձկնորսական մետաղալարերի առաջնորդ: Նրանք հիմնականում պատրաստված են հյուսված պողպատե մետաղալարից ՝ պլաստմասե ծածկույթով, չափազանց ամուր և շատ ճկուն: Հիանալի է վայրի կենդանիների համար, որոնք կարող են սողալ բուսականության տակ կամ դրա շուրջը:

Քայլ 8: Ռադիոկայանների փորձարկում

1. Ստորև բերված ծածկագիրը վերբեռնեք տվյալների գրանցիչում ՝ օգտագործելով FTDI ընդմիջում ՝ 3.3 Վ
2. Հեռացրեք տվյալների գրանցամատյանը FTDI ճեղքվածքից և միացրեք տվյալների գրանցիչը ՝ օգտագործելով ձեր մարտկոցը կամ ցանկացած այլ 3.3 վ սնուցման աղբյուր, + դեպի VCC և - դեպի GND
3. Տեղադրեք ձեր ընդունիչը FTDI ճեղքման մեջ (սովորաբար դուք պետք է հեռացնեք FTDI ճեղքվածքը ձեր համակարգիչների USB պորտից ՝ նախքան ծայրամասային սարքերը փոխելը)
4. Գործարկեք Arduino IDE- ն և բացեք ձեր սերիական մոնիտորը
5. Սերիական մոնիտորը սահմանել 9600 բիթ / վրկ և «Ոչ տող չկա»
6. Մուտքագրեք 'tx' և կտտացրեք Ուղարկել
7. Դուք պետք է հաղորդագրություն ստանաք GPS տվյալների գրանցիչից ՝ ասելով «TEST OK!»:

Քայլ 9. Տեղադրեք ձեր անլար GPS տվյալների գրանցիչը

Վերջ, փորձարկումն ավարտված է, այժմ վերբեռնեք ներքևի ծածկագիրը ՝ օգտագործելով Arduino IDE- ն և ձեր FTDI բեկումն ու կատարվածը: Այժմ դուք ունեք անլար GPS տվյալների գրանցիչ ՝ վայրի բնության վրա օգտագործելու համար:

Dataանոթացեք ձեր տվյալների գրանցման համակարգին, նախքան այն տեղադրելը, սովորեք լսել սրտի բաբախյունը `օգտագործելով ձեր ընդունիչն ու Սերիական մոնիտորը (յուրաքանչյուր 5 րոպեն մեկ կլինի և մի մոռացեք, որ տվյալների գրանցիչը պետք է դրսում լինի): Սրտի բաբախյունը ստանալուց հետո դուք ունեք 5 վայրկյան 'tx' մուտքագրելու և կտտացրեք Send- ին, այնուհետև բոլոր տվյալները «կթափվեն» ձեր էկրանին, պարզապես պատճենեք և տեղադրեք ձեր ընտրած քարտեզագրման ծրագրաշարի մեջ:

Getանոթացեք ծածկագրին, կարող եք փոխել այն ՝ անելով այն, ինչ ցանկանում եք: Արջին հետևելը, ինչու՞ չօգտագործել ավելի մեծ մարտկոց և ամեն րոպե սրտի բաբախյուն ստանալ:

Ես ձեզ չեմ ասի, թե ինչպես փաթեթավորել ձեր տվյալների գրանցամատյանը կամ ինչպես կցել դրանք ձեր վայրի բնությանը, դա ձեր և ձեր էթիկայի հանձնաժողովի որոշումն է: Ես ձեզ կասեմ, որ մենք պարզապես ծածկել ենք մեր տվյալների գրանցման տուփերը ջերմային նվազեցմամբ:

Հսկայական աղաղակ բոլոր այն մարդկանց համար, ովքեր ինձ օգնել են այս տարիների ընթացքում և հաջողություն եմ մաղթում ձեր անլար GPS տվյալների գրանցիչում:

Առաջին մրցանակ անլար մրցույթում

Առաջին մրցանակ Arduino մրցույթում 2017 թ