GPS -rutesporing V2: 4 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Projekt: GPS -rutesporing V2

Dato: maj - juni 2020

OPDATER

Den første version af dette projekt, mens det fungerede i princippet, havde en række fejl, som skulle rettes. For det første kunne jeg ikke lide boksen, så jeg har erstattet den med en anden. For det andet er beregningerne for hastighed og afstand ikke korrekte. Yderligere felttest med enheden placeret inde i et køretøj og tilladt at kortlægge ruten, og derefter blev denne kortlagte rute kortlagt til GPS Visualizer og Google Earth Pro med fremragende resultater både med hensyn til faktisk rute kortlagt og beregnet afstand målt mod "lineal" mulighed i Earth Pro

Derudover blev kredsløbet opdateret, så de 18650 batterier leverede strøm direkte til ESP32 DEV -kortet, mens NEO7M GSP -enheden blev drevet direkte fra Step Down -modulet frem for via DEV -kortet. Dette gav et mere stabilt system. Softwaren blev generelt ryddet op, med mulighed for e -mail og efterfølgende forbindelse til den lokale router udført kun, hvis enheden fandt en eller flere filer, der kunne sendes. En sidste forbedring var at ændre "gps.location.isValid" -testen til "gps.location.isUpdated" dette sikrede, at kun opdaterede GPS -placeringer blev gemt i rutefilen, frem for at flere GPS -placeringer hver havde samme breddegrad og længdegrad

Jeg vil på dette tidspunkt bemærke, at dette er det første GPS -baserede system, jeg har oprettet, og efterfølgende versioner ville stort set erstatte de eksisterende ledninger med et printkort baseret på printkort. For at sikre, at alle ledningsforbindelser ikke mislykkes, er alle disse forbindelser blevet limet under hård håndtering

Jeg har opdateret ICO- og Fritzing -filerne og tilføjet nye fotos for at vise de ændringer, jeg har foretaget

OVERSIGT

Dette projekt var en fuldstændig retningsændring for mig og flyttede væk fra Nixie Clocks og WiFi -baserede robotter. Brugen af et GPS -baseret Arduino -modul har fascineret mig et stykke tid, og da jeg havde lidt fritid og ventede på yderligere dele til hovedprojektet, jeg også arbejder på, besluttede jeg at bygge en GPS -rutesporingsenhed, batteridrevet, let, bærbar og i stand til at overføre sine ruteoplysninger enten via et micro SD-kort eller, hvis et WiFi-netværk var tilgængeligt, via e-mail og en vedhæftet fil. Dette projekt krævede brug af fire komponenter, som jeg ikke havde brugt før, nemlig en 0,96”oLED-skærm, SD-kortlæser, GPS-modul og ESP32 Development Board. Enhedens endelige størrelse, selvom den helt sikkert er bærbar, kunne reduceres yderligere med hele 25-50%, hvis ledningerne, jeg brugte, blev udskiftet med et printkort, der var fastgjort direkte til ESP32 Development Board og 18650 batterier og nedtrapning modul, hvor det blev udskiftet med en passende Li-ion 5V batteripakke.

Forbrugsvarer

1. ESP32 Development Board

2. DS3231 RTC Ur med batteribackup

3. Micro SD Card SPI -baseret læser, med 1 GB micro SD -kort

4. 0,96”oLED I2C baseret skærm

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

6. 10uF kondensator

7. 2 x 10K modstande, 4.7K modstand

8. DC-DC nedtransformator

9. 2 x 18650 batterier

10. Dobbelt 18650 batteriholder

11. Enkeltpolet kontakt

12. Midlertidig trykkontakt

13. 2 x 100mmx50mmx65mm projektkasser

14. Dupont -ledninger, varm lim.

Trin 1: KONSTRUKTION

Det vedlagte Fritzing -diagram viser kredsløbets layout. De to 18650 batterier og nedtrapningsmodulet kan udskiftes med et Li-ion batteri, der giver 5V direkte. Jeg anbefaler NEO-7M-modulet med det integrerede eksterne SMA-antennestik, som giver dig mulighed for at tilføje et enkelt stykke 30 cm i længden, der opfanger satellitoplysningerne. Dette tager ofte et par minutter, efter at enheden først blev tændt. Den nederste af de to projektbokse har åbninger til skærmen, GPS-antenne, switch og SD-kort, den indeholder også RTC-ur, SD-kortlæser, 0,96”oLED-skærm, knap, GPS-modul og printkort. Den øvre projektboks indeholder ESP32 Development board, 18650 batterier og batteriholder, nedtrapningsmodul og en enkelt åbning til enpolet switch. Toppen af denne projektboks holdes på plads med fire modsænkede skruer, som kan fjernes, så de to 18650 genopladelige batterier kan fjernes, oplades og derefter udskiftes. Enheden er ikke vandtæt, men den kan gøres sådan. En passende USB -baseret batterioplader kan også installeres i denne øvre projektboks med en passende åbning, så batterierne indeni kan oplades uden at skulle fjerne kassens dæksel. Selvom GPS -modulet kan angive tid og dato, som hentet fra satellitten, besluttede jeg, at den lokale tid og dato ville være mere passende, så jeg tilføjede et RTC -modul.

Nogle af konstruktionsbillederne viser den tidlige udvikling af dette projekt, hvor jeg brugte et WeMos D1 R2 -kort og et simpelt 16x2 LED -display, som begge blev udskiftet i den sidste version.

Trin 2: SOFTWARE

Grunden til det ESP32-baserede Arduino-kort var, at jeg efter nogle undersøgelser fandt ud af, at ESP32 med succes kan e-maile til en G-Mail-konto, forudsat at kontoens indstillinger ændres, så det giver mulighed for at modtage "mindre sikre e-mails", dette kræver en ændring af indstillingerne for G-Mail-kontoen. For at få adgang til dette skal du gå til menuen "Administrer Google -konto", derefter vælge "Sikkerhed" og til sidst rulle ned, indtil du ser "Mindre sikker appadgang", slå denne funktion til.

Du skal downloade og installere følgende inkluderer filer: TinyGPS ++. H, SoftwareSerial.h, "RTClib.h", "ESP32_MailClient.h", "SPIFFS.h", WiFiClient.h, math.h, Wire.h, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h og Adafruit_SSD1306.h.

Programmet blev udviklet ved hjælp af version 1.8.12 af Arduino IDE, og det valgte kort var "DOIT ESP32 DEVKIT V1".

På grund af programmets størrelse kan du ikke udvikle dette program på en Arduino UNO, også når du downloader softwaren, er det nødvendigt at fjerne TX -ledningen fra GSP -modulet, ellers vil download mislykkes. En 10uF kondensator blev fastgjort til “EN” og “GND” benene på ESP32 -kortet, så det ikke var nødvendigt at trykke på “EN” -knappen hver gang et nyt softwareprogram blev downloadet.

Arduino-softwaren blev udviklet for at give brugeren af systemet mulighed for enten at registrere en rute eller ruter inden for enheden og derefter fjerne SD-kortet og uploade dem via en pc-baseret kortlæser, eller for at vælge menuen E-Mail og have alle rutefiler på enheden sendt til en G-Mail-konto, en rute knyttet til hver e-mail. Rutefilerne er formateret i enheden og kan have form af to forskellige stilarter, "GPX" -format, som kan ses direkte ved hjælp af "GPS Viewer", en Google-applikation, der er tilgængelig gratis på internettet eller "KML" format, der kan ses direkte ved hjælp af applikationen "Google Earth Pro", der kan downloades fra Internettet. Den samme applikation kan også læse og vise de "GPX" -baserede rutefiler. Begge disse filformater er frit tilgængelige som filformatskemaer og kan findes på internettet på Wikipedia. Når e-mailen eller e-mailsne er sendt, vender enheden tilbage til ruteovervågningen, men den er som standard GPX-filformat. Trykknappen bruges til at vælge indstillingen E-mail, vælge enten GPX- eller KML-filformat og til at starte og stoppe ruteoptagelsen. I ruteovervågningstilstand viser oLED -skærmen længde- og breddegraden for den aktuelle position og derefter på en anden skærm viser den aktuelle tid, dato, højde i meter, antal satellitter, der bruges, hastighed i Km og til sidst kurs givet som en af de kardinale kompaspunkter. I ruteoptagelsestilstand viser skærmen den rutefil, den har åbnet, og udover de to tidligere beskrevne skærme vil der blive vist en tredje skærm, der beskriver rutefilen, der bruges, antallet af waypoints, den har registreret, og endelig afstandsdækningen i Km.

Følgende billeder viser, hvordan e-mails, der er oprettet og sendt af enheden, modtages og vises af G-Mail.

Trin 3: KONKLUSION

Jeg har lært meget af at udvikle dette projekt, men denne enhed kan kun betragtes som en "back end" til et App -baseret system, der tager GPX- eller KML -filerne, der viser dem. Brug af tredjepartssoftware var et acceptabelt alternativ til videreudvikling af denne software. Tilgængeligheden af menuen “Mindre sikker app” i menuen Google Kontostyring kan være begrænset, da der kan ske ændringer i juni 2020, hvis dette er tilfældet, kan det være nødvendigt at omdirigere e-mailen til en alternativ konto eller ved at bruge 586 -porten på mailserveren.

Trin 4: GPS- og KML -filformater

Følgende viser et typisk filindhold for hver filtype, enheden genererer, (bredde- og længdegradsværdierne ændrer sig ikke meget i disse eksempler på grund af, at enheden er stationær). Begge filer indeholder de minimum sidehoved- og sidefoddata, der kræves af GPS Viewer og Google Earth pro for at vise en simpel sort linje, der viser ruten taget:

KML -filen:

GPX -filen: