Registrador GPS Arduino: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

¿Alguna vez ha querido registrar sus coordenadas y comprobar su ruta en un mapa? ¿Verifica la ruta de un automóvil o camión? ¿Ves el seguimiento de tu bicicleta después de un largo viaje? (¿O espiar a y̶o̶u̶r̶ ̶w̶i̶f̶e a alguien que usa su automóvil?:)) Todo es posible con la ayuda de este pequeño dispositivo. Se llama registrador GPS, no rastreador GPS, ya que no tiene la oportunidad de comprobarlo sobre la marcha. Los datos se guardan en una tarjeta SD y luego puede verificar su viaje.

El dispositivo es una pequeña caja de plástico con un Arduino en su interior. El Nano usa un módulo GPS para rastrear su posición y una tarjeta SD para registrarlo. También hay un pequeño LED RGB para retroalimentación. Si está familiarizado con las cosas que se utilizan, puede hacer este dispositivo en una hora. Voy a escribir un instructivo paso a paso en la compilación, así que comencemos.

Usualmente uso la frase 'tarjeta SD' durante el instructable, pero lo que realmente quiero decir es una tarjeta micro SD.

Sé que cualquiera puede usar un teléfono inteligente para hacer esto, pero ¿dónde está la diversión en eso?

PD: confío completamente en mi esposa (por ahora:))

Suministros

Cosas que necesitará:

• Placa compatible con Arduino Nano
• Módulo GPS (U-blox NEO 6M con UART)
• Módulo de tarjeta SD
• tarjeta SD
• LED RGB (opcional, pero muy útil)
• Resistencias para el LED (3 piezas de alrededor de 330 Ohm, incluso pueden ser 1K con LED de alta intensidad)
• Pequeña caja de plástico
• Conector DC
• Enchufe de mechero de coche de 12 V (opcional)

Instrumentos:

• Soldador y soldadura
• Herramientas básicas
• Taladro eléctrico
• Cinta adhesiva de doble cara o pegamento caliente (vamos, a todo el mundo le encanta el pegamento caliente)
• PC para programar el Arduino

Paso 1: perforar la caja

Lamentablemente, no tengo una impresora 3D, así que tengo que pedir una pequeña caja de plástico de China y perforarla. La caja debe ser pequeña, pero lo suficientemente grande para que quepan todos los componentes electrónicos en su interior. Si reúne los componentes, definitivamente se dará cuenta de lo grande que debería ser. Pedí 5 pequeños recintos negros, ya que también necesitaba algunos de ellos para otro proyecto. La carcasa no debe ser de metal, ya que el módulo GPS no podrá rastrear ningún satélite GPS.

Necesitarás dos agujeros. Uno para el conector de CC y otro para el LED. Si no desea utilizar un LED, obviamente solo tiene que perforar un orificio. Para mi conector de CC, necesitaba un orificio de 8 mm y para el LED un orificio de 5 mm.

Paso 2: Soldar

Si su Nano viene sin los encabezados soldados, puede soldarlos en su lugar o dejarlo como está, para que quede realmente plano. Si elige no usar los encabezados, suelde los componentes al Arduino en el paso Conectando cosas. Si usa el Nano con los conectores macho, suelde los conectores hembra a los cables. Es posible que desee utilizar tubos termorretráctiles para aislar todo bien.

Si elige usar un LED RGB como lo hice yo, deberá soldar las resistencias a los cátodos. Yo uso un tipo de LED de ánodo común. (Si usa un tipo de cátodo común, debe soldar las resistencias a los ánodos, modificar el código y conectarlo a GND en lugar de 5V).

El módulo GPS NEO-6M tiene 4 conectores. Solo usaremos 3 de ellos, VCC, GND y Tx. El módulo GPS usa comunicación serial y usaremos software serial para leerlo. VCC va a 5V, GND a GND y Tx al pin D9 de Arduino.

El módulo de la tarjeta micro SD tiene 6 conectores. Utiliza comunicación SPI. Arduino D11 irá a MOSI, D12 a MISO, D13 a SCK y D4 a Chip Select o CS.

Necesita dos cables para el conector de CC. Uno es para GND y el otro para 5-12V DC. Puede utilizar varias fuentes de alimentación para alimentar el dispositivo. Puede usar un enchufe de cigarrillo de automóvil de 12 V (no un enchufe de cigarrillo de camión de 24 V), baterías LiPo de 2 o 3 celdas, bancos de energía de 5 V o cualquier cosa que le dé 5-12 V CC.

Paso 3: programación

Puede usar mi boceto para registrar la posición del dispositivo o puede escribir el suyo.

Si eliges usar mi boceto, tendrás que descargar el código del programa y la biblioteca SdFat. Extraiga los archivos y mueva las carpetas a su carpeta Arduino. La carpeta SdFat va a la carpeta de bibliotecas.

Conecte su Arduino a su PC. Asegúrese de tener instalados todos los controladores necesarios. En el IDE de Arduino, elija su placa y el puerto apropiado. Abra el proyecto, presione cargar y ore. Si todo va bien, no debería tener errores y el firmware de su registrador GPS está listo para usar.

No tiene que crear el archivo de registro manualmente, el programa creará uno, si no detecta log.txt en la tarjeta SD.

Paso 4: Conectando cosas

Debe realizar las conexiones como se indica a continuación. Las imágenes pueden ayudar. Asegúrese de tener contactos seguros, ya que el dispositivo puede recibir golpes o sacudidas durante el viaje.

Conecte el ánodo LED a Arduino 5V, ROJO a D3, VERDE a D5 y AZUL a D6. Puede usar otros pines si lo desea, pero tenga en cuenta que también debe cambiar las definiciones en el código del programa.

Conecte el GPS VCC a Arduino 5V, GND a GND y Tx a D9.

Conecte el módulo SD MOSI a Arduino D11, MISO a D12, SCK a D13 y CS a D4. No puedes usar otros pines para estas conexiones, la única variable es CS, que tienes que cambiar en el código del programa.

Conecte el GND del conector DC a Arduino GND. Conecte los 5-12 V del conector de CC al VIN de Arduino. ¡No lo conecte a 5V!

Se recomienda montar todos los componentes en la base del gabinete para que se pueda quitar la parte superior. (Aseguré todo en la parte superior para poder acceder fácilmente a la tarjeta SD. Lo único en la base es el conector de CC. Esto no sería un problema con una carcasa impresa en 3D de diseño personalizado).

Puede usar cinta adhesiva de doble cara o pegamento caliente. Incluso puede asegurar los módulos con pequeños pernos.

Paso 5: prueba y mapeo

Para probar el dispositivo, debe encenderlo. El LED de retroalimentación le informará sobre el estado del dispositivo. Es posible que se necesiten unos minutos (especialmente la primera vez) para rastrear suficientes satélites. Una vez que pueda ver suficientes satélites, la hora y la posición se registrarán en la tarjeta micro SD y el programa esperará 20 segundos. Puedes saberlo por el LED. Será verde por un tiempo muy corto, luego azul. Puede manipular mi código, si el intervalo de registro es demasiado corto para usted (establezca la definición de tiempo de inactividad como desee en milisegundos). Si el dispositivo no ve satélites, el LED parpadeará en ROJO. Si ve algo, pero no lo suficiente, parpadeará en AMARILLO. El dispositivo solo registrará la posición si rastrea más de 5 satélites y la calidad de los datos informada por el GPS es 1. Registrará la fecha, hora, longitud, latitud, velocidad, calidad de los datos y el número de satélites rastreados. Si no hay una tarjeta SD conectada o no se detecta, el LED parpadeará con luces ROJA y AZUL.

Para ver su ruta en el mapa, necesita los datos de la tarjeta micro SD. Tienes que copiar el contenido del archivo de registro txt y pegarlo para sobresalir. Deberá copiar las columnas de longitud y latitud de su hoja de trabajo.

Pegue los datos en este sitio web para ver los resultados:

www.gpsvisualizer.com/map_input?form=data

Tienes que desmarcar la opción 'Abrir en una nueva ventana'. Podría dar una advertencia sobre los datos, pero no se preocupe, funcionará. Presiona el botón 'Dibujar el mapa' muy rápido y con fuerza y ahí lo tienes.

Paso 6: Hecho y notas

¡Estás listo! ¡C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶h̶s̶u̶a̶t̶i̶o̶n̶! ̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶s̶u̶l̶a̶t̶i̶o̶n̶! ̶ ̶C̶o̶n̶g̶r̶a̶t̶! ¡Grats!

Notas:

• La conexión GPS necesita algo de tiempo para establecerse
• Es más rápido si lo pruebas al aire libre, pero también funciona en coches y camiones.
• No use más de 12V para alimentar el dispositivo
• El LED de retroalimentación es opcional
• Los datos de fecha y hora pueden estar corruptos, en cuyo caso aparecen caracteres especiales en la posición de caracteres corruptos. El módulo GPS envía los datos corruptos, por lo que no pude encontrar una solución.
• No mire directamente al extremo operativo del dispositivo
• No sumerja el dispositivo en líquido, ni siquiera parcialmente

Cuando se alimenta el dispositivo de 12 V durante un largo período de tiempo, el regulador de voltaje del Arduino puede calentarse. No está en el rango caliente que no funciona o restablece, sino en el rango caliente para tocar pero debe estar bien. El uso de más de 12 V puede dañar el regulador de voltaje integrado.

Ahora está listo para usar este pequeño dispositivo para registrar su viaje y mapearlo mientras come un pastel. Una vez que haya terminado, tengo que decir: ¡Increíble! Usted, nombre del sujeto aquí, debe ser el orgullo de la ciudad natal del sujeto aquí.