Registrador GPS Raspberry Pi: 10 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Este instructivo le explica cómo construir un registrador GPS compacto con un raspberry pi zero. La principal ventaja de este sistema es que incluye batería y, por tanto, es muy compacto.

El dispositivo almacena los datos en un archivo.nmea. Los siguientes datos se pueden mostrar fácilmente en google earth:

• Posición
• Velocidad
• Altitud
• Distancia

Este sistema se puede utilizar en lugares donde no desea colocar su teléfono inteligente, por ejemplo:

• Longboard (especialmente cuesta abajo)
• En un dron

Paso 1: Material

Para realizar este instructable, necesita el siguiente hardware:

• Raspberry Pi Zero con adaptador HDMI y USB
• Tarjeta micro SD
• GPS Adafruit
• Cargador Adafruit 500mAh Powerboost
• Batería Li-Po, que puede proporcionar suficiente potencia para el aumento de potencia (2500 mAh en el tutorial)
• Placa de circuito impreso (al menos 29x23 agujeros)
• alambre de cobre somme
• 2x resistencias de 200 Ohm (o con más resistencia)
• 3 resistencias de 10 kiloohmios
• LED verde y rojo (LED y paquete de resistencias)
• 3x pulsadores

Las herramientas que necesita:

• computadora con lector de tarjetas SD
• keboard para la frambuesa pi
• pantalla con HDMI
• cable HDMI
• Cable de ethernet
• Adaptador USB a LAN
• Estación de soldadura
• unas tenazas para cortar y doblar alambres de cobre

Puede usar otro raspberry pi (no un cero) para la instalación si no tiene los adaptadores adecuados.

Advertencia: ¡Las baterías de litio pueden ser muy peligrosas! Elija una batería Li-Po que pueda proporcionar suficiente energía y que tenga un circuito de protección incorporado. No soy responsable en caso de accidente.

Paso 2: instala Raspberry Pi

Para instalar tu raspberry pi necesitas descargar dos cosas:

Win32diskImager: https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/Raspbian Jessy lite:

Asegúrese de descargar la versión de 32 bits de Raspbian.

Instale Win32DiskImager y ábralo. Seleccione el archivo Raspbianimg y una tarjeta SD vacía. Presione el botón de escritura, espere hasta que win32DiskImager haya terminado y retire la tarjeta SD de la computadora.

Paso 3: agregar secuencia de comandos

La forma más sencilla de agregar el script es copiarlo a la tarjeta SD con una computadora.

Copie los archivos de este repositorio en la partición de la tarjeta SD o clone el repositorio en la raspberry pi y muévalo a la carpeta / boot.

Repositorio de Github:

Y si te gusta programar echa un vistazo a mi Instagram:)

Paso 4: instalar paquetes

Si tiene el adaptador Ethernet y HDMI, conecte la raspberry pi zero a una pantalla HDMI y a la red. Inserte la tarjeta SD e inicie la frambuesa pi. Si no tiene los adaptadores, puede usar otra Raspberry Pi para la instalación. En este proyecto utilicé una frambuesa pi modelo B.

Inicie el raspberry pi e ingrese el nombre de usuario predeterminado: pi y la contraseña: raspberry. Escriba el comando para iniciar la herramienta de configuración.

sudo raspi-config

Expanda el sistema de archivos para asegurarse de que se utiliza toda la tarjeta SD y desactive el terminal en serie en la sección avanzada. Es posible que también desee cambiar la contraseña, la distribución del teclado o habilitar SSH.

Antes de instalar el paquete, reinicie la raspberry pi y realice una actualización:

sudo apt-get update

Luego instale todos los paquetes de Python para la comunicación con el GPS y GPIO.

sudo apt-get install python-dev python-rpi.gpio python-serial

Paso 5: configurar Crontab

Para que el script escuche los botones conectados al GPIO, necesitamos que se ejecute justo después de que se inicie la raspberry pi. Para hacer esto, necesitamos crontab. Crontab está instalado de forma predeterminada.

sudo crontab -e

Si aparece un mensaje de error, simplemente presione enter.

al final del archivo, justo después de los comentarios, agregue la siguiente línea:

@reboot sh /boot/gps.sh

Esto ejecutará el script gps.sh después de cada inicio. Guarde las modificaciones y cierre el editor con CTRL + O y CTRL + X. Tu raspberry pi ya está lista, puedes apagarla con:

sudo apagar ahora

Paso 6: Diagrama de PCB

En las imágenes se ven los esquemas que hice para la PCB de este proyecto.

Para el diagrama de PCB:

• Las líneas verticales son los jerséis.
• Los puntos son puntos de soldadura.
• Los círculos son conexiones a componentes fuera de la PCB.
• Y las cruces son roturas en las tiras de cupper.
• Los rectángulos son resistencias (el símbolo es el europeo)
• Las líneas horizontales son para comprender mejor el circuito.

La segunda imagen explica cada conexión externa de la PCB principal.

Es posible que desee mejorar, cambiar mis diagramas o agregar otras funcionalidades al circuito. Por ejemplo, puede agregar un sensor de temperatura, humedad o aceleración. Pero ten en cuenta que necesitas espacio para cada componente (raspberry pi, gps, powerboost y batería), y que el conector USB powerboost debe estar accesible para cargar la batería.

Nota: Los diagramas son vistas desde el lado de cobre de los PCB.

Paso 7: Soldar botones y LED

Para la interfaz de usuario, corte un pequeño PCB para soldar los LED y los botones en ellos. Si el PCB tiene filas de cobre como en la imagen, necesita una herramienta para interrumpir la tira de cobre. Si no tiene una herramienta como esta, simplemente use algo afilado como un trozo de aluminio de un disquete viejo.

En la primera imagen se ve el PCB que está hecho, con un cable para cada componente (LED o botón) y un cable de tierra común. Cada uno de estos cables debe soldarse a la PCB principal.

Nota: El cobre marrón en la PCB se debe al calor del soldador.

Paso 8: preparar PCB

Recorta una placa de circuito impreso con 23 líneas y 29 columnas. Es muy útil si la PCB tiene filas de cobre y no solo anillos alrededor de cada orificio. Prepare puentes de un cable para interconectar las filas de la PCB. Interrumpa la fila de cobre en los lugares que se muestran en el diagrama del paso 6 (cruces).

Paso 9: PCB de soldadura

Comience a soldar los puentes, porque son el componente más pequeño. Corta todo el exceso de alambre y alfileres.

Continúe con las resistencias. Después de las resistencias, la PCB está lista.

Ahora necesitamos preparar el otro PCB (GPS, power boost y raspberry pi). Suelde los pines necesarios a estos componentes (vea el diagrama).

Finalmente puedes soldar todas las partes juntas. Tenga cuidado al soldar, los conectores de la batería no deben tocarse entre sí.

Para proteger el dispositivo, colóquelo en un cartón o una caja. No es necesario, depende de dónde lo uses.

Paso 10: uso

Coloque la tarjeta SD instalada en el pi zero y encienda el dispositivo cambiando el interruptor. Hasta que se encienda el LED rojo, la Raspberry Pi está lista para registrar los datos GPS del receptor GPS.

El LED rojo del receptor GPS probablemente parpadea una vez por segundo, esto significa que el receptor está buscando satélites. Salga y espere unos minutos, el parpadeo cambiará de una vez por segundo a una vez cada 15 segundos, esto significa que ha encontrado suficientes satélites para calcular las coordenadas.

Para comenzar a registrar las coordenadas presione el botón al lado del LED verde (comience en el diagrama)