GPS praćenje rute V2: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Projekt: GPS praćenje rute V2

Datum: svibanj - lipanj 2020

AŽURIRANJE

Prva verzija ovog projekta, iako je u načelu radila, imala je brojne greške koje je trebalo otkloniti. Prvo mi se kutija nije svidjela pa sam je zamijenila drugom. Drugo, izračuni brzine i udaljenosti nisu točni. Dodatna terenska ispitivanja s jedinicom smještenom u vozilu i omogućavanjem mapiranja rute, a zatim je ta mapirana ruta preslikana u GPS vizualizator i Google Earth Pro s izvrsnim rezultatima i u smislu stvarne kartirane rute i udaljenosti izračunate prema opciji "ravnalo" u programu Earth Pro

Osim toga, krug je ažuriran tako da su baterije 18650 napajale izravno ESP32 DEV ploču, dok se NEO7M GSP jedinica napajala izravno iz Step Down modula, a ne putem DEV ploče. Time je stvoren stabilniji sustav. Softver je općenito dotjeran, a opcija E -pošta i naknadna veza s lokalnim usmjerivačem izvode se samo ako je jedinica pronašla datoteku ili datoteke dostupne za slanje. Posljednje poboljšanje bilo je promijeniti test "gps.location.isValid" u "gps.location.isUpdated", što je osiguralo da su samo ažurirane GPS lokacije spremljene unutar datoteke rute, a ne više GPS lokacija od kojih svaka ima istu zemljopisnu širinu i dužinu

Napomenuo bih u ovom trenutku da je ovo prvi sustav temeljen na GPS -u koji sam stvorio, a sljedeće će verzije u velikoj mjeri zamijeniti postojeće ožičenje s pločom zasnovanom na PCB -u. Kako bi se osiguralo da svi žičani spojevi ne puknu, tijekom grubog rukovanja svi su ti spojevi zalijepljeni

Ažurirao sam datoteke ICO -a i Fritzinga te dodao nove fotografije kako bih pokazao promjene koje sam napravio

PREGLED

Ovaj projekt za mene je bio potpuna promjena smjera, udaljavanje od Nixie satova i robota temeljenih na WiFi -u. Korištenje Arduino modula temeljenog na GPS -u me neko vrijeme zaintrigiralo, a kako sam imao malo slobodnog vremena čekajući dodatne dijelove za glavni projekt na kojem također radim, odlučio sam izgraditi uređaj za praćenje GPS ruta, napajan baterijom, male težine, prijenosni i u mogućnosti prenijeti svoje podatke o ruti putem mikro SD kartice ili, ako je dostupna WiFi mreža, putem e-pošte i priložene datoteke. Ovaj je projekt zahtijevao korištenje četiri komponente koje ranije nisam koristio, a to su 0,96”oLED zaslon, čitač SD kartica, GPS modul i razvojna ploča ESP32. Konačna veličina jedinice, iako svakako prenosiva, mogla bi se dodatno smanjiti, za punih 25-50%, ako se ožičenje koje sam koristio zamijeni PCB pločom pričvršćenom izravno na razvojnu ploču ESP32 i baterijama 18650 i silaznim modul zamijenjen odgovarajućom Li-ion 5V baterijom.

Pribor

1. Razvojna ploča ESP32

2. DS3231 RTC sat sa rezervnom baterijom

3. Čitač temeljen na SPI mikro SD kartici, s 1 GB mikro SD karticom

4. 0,96”oLED zaslon zasnovan na I2C

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

6. 10uF kondenzator

7. 2 x 10K otpornika, 4,7K otpornika

8. DC-DC stepenasti transformator

9. 2 x 18650 baterije

10. Dvostruki držač baterije 18650

11. Jednopolni prekidač

12. Prekidač za trenutni pritisak

13. 2 x 100mmx50mmx65mm projektne kutije

14. Dupont žice, vruće ljepilo.

Korak 1: IZGRADNJA

Priloženi dijagram Fritzing prikazuje izgled kruga. Dvije baterije 18650 i opadajući modul mogu se zamijeniti Li-ionskom baterijom koja izravno osigurava 5V. Preporučujem NEO-7M modul s integriranim SMA utikačem za vanjsku antenu koji vam omogućuje dodavanje jednostavnog komada žice duljine 30 cm koji prikuplja satelitske informacije, što često traje nekoliko minuta nakon što se uređaj inicijalno uključi. Donja od dvije projektne kutije ima otvore za zaslon, GPS antenu, prekidač i SD-karticu, također sadrži sat RTC, čitač SD-kartica, 0,96-inčni oLED zaslon, gumb, GPS modul i ploču za tiskanje. Gornja projektna kutija sadrži razvojnu ploču ESP32, 18650 baterija i držač baterija, modul za snižavanje i jedan otvor za jednopolni prekidač. Vrh ove projektne kutije pričvršćen je s četiri vijka koji se mogu ukloniti kako bi se omogućilo uklanjanje, punjenje i zamjena dviju punjivih baterija 18650. Uređaj nije vodootporan, no moglo bi se to učiniti. U gornju projektnu kutiju s odgovarajućim otvorom mogao bi se instalirati i odgovarajući punjač za baterije temeljen na USB -u, kako bi se omogućilo punjenje baterija iznutra bez potrebe za uklanjanjem poklopca kutije. Iako GPS modul može dati vrijeme i datum, dobiveni sa satelita, odlučio sam da bi lokalno vrijeme i datum bili prikladniji pa sam dodao RTC modul.

Neke od građevinskih fotografija prikazuju rani razvoj ovog projekta gdje sam koristio ploču WeMos D1 R2 i jednostavan 16x2 LED zaslon, a obje su zamijenjene u konačnoj verziji.

Korak 2: SOFTVER

Razlog za Arduino ploču zasnovanu na ESP32 bio je taj što sam nakon nekog istraživanja otkrio da ESP32 može uspješno slati e-poštu na G-Mail račun, pod uvjetom da su postavke računa promijenjene tako da dopušta "manje sigurnu primanje e-pošte", to zahtijeva promjenu postavki G-Mail računa. Da biste pristupili tome, idite na opciju izbornika "Upravljanje Google računom", zatim odaberite "Sigurnost" i na kraju se pomaknite prema dolje dok ne vidite "Pristup manje sigurne aplikacije", uključite ovu značajku.

Morat ćete preuzeti i instalirati sljedeće datoteke: TinyGPS ++. H, SoftwareSerial.h, "RTClib.h", "ESP32_MailClient.h", "SPIFFS.h", WiFiClient.h, math.h, Wire.h, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h i Adafruit_SSD1306.h.

Program je razvijen korištenjem verzije 1.8.12 Arduino IDE -a, a odabrana je ploča “DOIT ESP32 DEVKIT V1”.

Zbog veličine programa ne možete razviti ovaj program na Arduino UNO -u, također je prilikom preuzimanja softvera potrebno ukloniti TX žicu iz GSP modula u protivnom preuzimanje neće uspjeti. Na pinove “EN” i “GND” ploče ESP32 priključen je kondenzator od 10uF, tako da nije bilo potrebno pritisnuti tipku “EN” pri svakom preuzimanju novog softverskog programa.

Softver Arduino razvijen je kako bi korisniku sustava omogućio snimanje rute ili ruta unutar jedinice, a zatim uklanjanje SD kartice i učitavanje putem računala čitača kartica ili odabir opcije izbornika E-pošta i sve datoteke ruta koje se nalaze na jedinici poslane na račun G-pošte, jedna ruta pridružena svakoj e-pošti. Datoteke ruta oblikovane su unutar Jedinice i mogu imati oblik dva različita stila, "GPX" formata koji se može izravno pregledavati pomoću "GPS Viewer", google aplikacije koja je besplatna za korištenje na Internetu, ili "KML" formatu koji se može izravno pregledati pomoću aplikacije „Google Earth Pro“koja je dostupna za preuzimanje s interneta. Ova ista aplikacija također može čitati i prikazivati datoteke ruta zasnovane na "GPX -u". Oba ova formata datoteka slobodno su dostupna kao sheme formata datoteka i mogu se pronaći na internetu na Wikipediji. Nakon slanja e-pošte ili e-pošte jedinica će se vratiti na praćenje rute, no zadano će postaviti GPX format datoteke. Gumb se koristi za odabir opcije E-pošta, odabir formata datoteke GPX ili KML te za pokretanje i zaustavljanje snimanja rute. U načinu praćenja rute oLED zaslon će prikazati zemljopisnu dužinu i širinu trenutnog položaja, a zatim će na drugom ekranu prikazati trenutno vrijeme, datum, nadmorsku visinu u metrima, broj satelita koji se koriste, brzinu u km i na kraju kurs kao jedan kardinalnih točaka kompasa. Dok je u načinu snimanja rute na zaslonu prikazana datoteka rute koju je otvorio, tada će se, osim dva prethodno opisana zaslona, prikazati i treći zaslon s pojedinostima o datoteci rute koja se koristi, broju međutočaka koje je snimila i na kraju pređena udaljenost u Km.

Na sljedećim slikama prikazano je kako G-Mail prima i prikazuje e-poštu koju je kreirala i poslala jedinica.

Korak 3: ZAKLJUČAK

Mnogo sam naučio razvijajući ovaj projekt, međutim ova se jedinica može smatrati samo „pozadinom“sustava temeljenog na aplikaciji koji uzima GPX ili KML datoteke i prikazuje ih. Korištenje softvera treće strane bila je prihvatljiva alternativa daljnjem razvoju ovog softvera. Dostupnost opcije izbornika "Manje sigurna aplikacija" na izborniku Upravljanje Google računom može biti ograničena jer se promjene mogu dogoditi u lipnju 2020., ako je to slučaj, možda će biti potrebno preusmjeravanje e-pošte na alternativni račun ili pomoću priključka 586 na poslužitelju pošte.

Korak 4: GPS i KML formati datoteka

Slijedi prikaz tipičnog sadržaja datoteke za svaku vrstu datoteke koju jedinica generira (vrijednosti zemljopisne širine i dužine se u ovim primjerima ne mijenjaju mnogo zbog toga što jedinica miruje). Obje datoteke sadrže minimalne podatke zaglavlja i podnožja potrebne GPS Vieweru i Google Earth pro za prikaz jednostavne crne crte koja prikazuje pređenu rutu:

KML datoteka:

GPX datoteka: