GPS praćenje rute V2: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Projekt: GPS praćenje rute V2

Datum: maj - jun 2020

UPDATE

Prva verzija ovog projekta, iako je u principu radila, imala je brojne greške koje je trebalo otkloniti. Prvo mi se nije svidjela kutija pa sam je zamijenio drugom. Drugo, proračuni brzine i udaljenosti nisu tačni. Dodatna terenska ispitivanja s jedinicom smještenom u vozilu i omogućavanjem mapiranja rute, a zatim je ova mapirana ruta preslikana na GPS vizualizator i Google Earth Pro s odličnim rezultatima i u smislu stvarne mapirane rute i udaljenosti izračunate mjereno prema opciji "ravnalo" u programu Earth Pro

Osim toga, krug je ažuriran tako da je 18650 baterija napajalo direktno ESP32 DEV ploču, dok se NEO7M GSP jedinica napajala direktno iz Step Down modula, a ne preko DEV ploče. Time je proizveden stabilniji sistem. Softver je općenito sređen, a opcija E -pošta i naknadna veza s lokalnim usmjerivačem izvedeni su samo ako je jedinica pronašla datoteku ili datoteke dostupne za slanje. Posljednje poboljšanje bilo je promijeniti "gps.location.isValid" test u "gps.location.isUpdated", čime je osigurano da su samo ažurirane GPS lokacije spremljene u datoteci rute, a ne više GPS lokacija od kojih svaka ima istu širinu i dužinu

Napomenuo bih u ovom trenutku da je ovo prvi sistem zasnovan na GPS -u koji sam stvorio, a sljedeće verzije će u velikoj mjeri zamijeniti postojeće ožičenje sa pločom zasnovanom na PCB -u. Kako bi se osiguralo da sve žičane veze ne ispadnu, tijekom grubog rukovanja sve su te veze zalijepljene

Ažurirao sam ICO datoteke i Fritzing datoteke i dodao nove fotografije kako bih pokazao promjene koje sam napravio

PREGLED

Ovaj projekt za mene je bio potpuna promjena smjera, udaljavanje od Nixie Clocks i robota zasnovanih na WiFi -u. Korištenje Arduino modula zasnovanog na GPS -u me je 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, na baterije, male težine, prijenosni i u mogućnosti prenijeti podatke o ruti putem mikro SD kartice ili, ako je dostupna WiFi mreža, putem e-pošte i priložene datoteke. Ovaj projekt je zahtijevao korištenje četiri komponente koje ranije nisam koristio, a to su 0,96”oLED ekran, čitač SD kartica, GPS modul i razvojna ploča ESP32. Konačna veličina jedinice, iako je 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.

Supplies

1. Razvojni odbor ESP32

2. DS3231 RTC sat sa rezervnom baterijom

3. Čitač sa SPI mikro SD karticom, sa 1 GB mikro SD karticom

4. 0,96”oLED I2C ekran

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

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 trenutak

13. 2 x 100mmx50mmx65mm projektne kutije

14. Dupont žice, vruće ljepilo.

Korak 1: IZGRADNJA

Priloženi Fritzing dijagram prikazuje raspored kola. Dvije baterije 18650 i modul za snižavanje mogu se zamijeniti Li-ion baterijom koja direktno napaja 5V. Preporučujem NEO-7M modul s integriranim SMA utikačem za vanjsku antenu koji vam omogućuje dodavanje jednostavnog komada žice dužine 30 cm koji prikuplja satelitske informacije, što često traje nekoliko minuta nakon prvog uključivanja uređaja. Donja od dvije projektne kutije ima otvore za ekran, GPS antenu, prekidač i SD-karticu, također sadrži RTC sat, čitač SD-kartica, 0,96-inčni oLED ekran, dugme, GPS modul i PCB ploču. 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, međutim moglo bi se napraviti. U gornju projektnu kutiju s odgovarajućim otvorom može 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 LED ekran 16x2, 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", ovo zahtijeva promjenu postavki G-Mail računa. Da biste pristupili ovome, idite na opciju menija „Upravljanje Google računom“, zatim odaberite „Sigurnost“i na kraju se pomaknite prema dolje dok ne vidite „Pristup manje sigurne aplikacije“, uključite ovu funkciju.

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 koristeći verziju 1.8.12 Arduino IDE -a, a odabrana ploča je bila „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. Kondenzator od 10uF je priključen na pinove „EN“i „GND“ESP32 ploče, tako da nije bilo potrebno pritisnuti dugme „EN“svaki put kada se preuzima novi softver.

Arduino softver razvijen je kako bi korisniku sistema omogućio da zabilježi rutu ili rute unutar jedinice, a zatim ukloni SD karticu i postavi ih putem čitača kartica zasnovanih na računaru ili da odabere opciju menija E-pošta i sve datoteke ruta koje se drže na jedinici poslane na G-Mail račun, jedna ruta pridružena svakoj e-pošti. Datoteke ruta oblikovane su unutar jedinice i mogu imati oblik dva različita stila, “GPX” format koji se može direktno pregledati 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 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 uređaj će se vratiti na praćenje rute, ali će prema zadanim postavkama biti u GPX formatu datoteke. Tipka 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 ekran će prikazati dužinu i širinu trenutne pozicije, 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 tačaka kompasa. Dok je u načinu snimanja rute na ekranu prikazana datoteka rute koju je otvorio, tada će se pored dva prethodno opisana ekrana prikazati i treći ekran koji detaljno prikazuje datoteku rute koja se koristi, broj međutočaka koje je snimio i na kraju pređena udaljenost u Km.

Sljedeće slike prikazuju način na koji e-poštu, koju je kreirala i poslala jedinica, prima i prikazuje G-Mail.

Korak 3: ZAKLJUČAK

Mnogo sam naučio razvijajući ovaj projekt, međutim ova jedinica se može smatrati samo „pozadinom“sistema zasnovanog na aplikaciji koji uzima GPX ili KML datoteke koje ih prikazuju. Korištenje softvera treće strane bila je prihvatljiva alternativa daljnjem razvoju ovog softvera. Dostupnost opcije menija „Manje sigurna aplikacija“u meniju Upravljanje Google računom može biti ograničena jer se promjene mogu dogoditi u junu 2020. godine, ako je to slučaj, možda će biti potrebno preusmjeravanje e-pošte na alternativni račun ili pomoću porta 586 na poslužitelju pošte.

Korak 4: GPS i KML formati datoteka

U nastavku je prikazan tipičan sadržaj 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 linije koja prikazuje pređenu rutu:

KML datoteka:

GPX datoteka: