Virransäästö GPS E-Ink-näytöllä: 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Joka kesä käyn vaeltamassa syrjäisissä paikoissa. Joskus, kun polku on heikko tai jopa katoaa, minun on käytettävä puhelimen GPS: ää koordinaattien etsimiseen ja sitten tarkistettava sijaintini paperikartalla (minulla ei usein ole signaalia, joten paperikartat ovat pakollisia). Puhelimen akun säästämiseksi päätin rakentaa pienitehoisen GPS-laitteen, joka perustuu arduinoon ja käyttää E-Ink-näyttöä. E-Ink-näyttö tarvitsee vain virtaa näytön aktivoimiseksi, joten se sopii hyvin energiaa säästäviin laitteisiin.

Mikä on tämän GPS: n periaate?

Kytket GPS: n päälle painamalla painiketta, näyttö näyttää sijaintisi, korkeutesi ja sijaintisi laskemiseen käytettyjen satelliittien määrän ja sammuu automaattisesti akun säästämiseksi. E-Ink-näytön ansiosta sijaintisi pysyy näytössä, vaikka GPS on sammutettu. Voit muuttaa GPS: n käyttämää koordinaattijärjestelmää (pituus/leveysaste desimaaliasteina, UTM -järjestelmä ja sen vaihtoehdot …) painikkeilla, jotta voit käyttää sitä monien eri maiden karttojen kanssa.

Opin niin paljon asioita tämän pienen projektin aikana ja toivon, että teillä on yhtä hauskaa kuin minulla oli sen tekeminen!

Vastuuvapauslauseke:

Olen tarpeeksi luottavainen tässä rakenteessa, joten käytän sitä seuraavilla vaelluksillani, mutta minulla on aina puhelimeni vara -GPS: nä. Jos et ole varma mitä teet, suosittelen ostamaan kaupallisen GPS: n sen sijaan, että rakentaisit sen itse. Kehotan sinua tarkistamaan piirin ja koodin itse, enkä ole vastuussa, jos tämän ohjeen mukaan rakentamasi GPS epäonnistuu

Toinen asia: tämä GPS ei toimi Norjassa ja Huippuvuori UTM -tilassa. Itse asiassa UTM -verkkoa ei ole suunniteltu samalla tavalla näissä paikoissa muuhun maailmaan verrattuna, enkä voinut sisällyttää tätä spesifisyyttä arduinoon muistin rajoitusten vuoksi …

Tarvikkeet

- 1 x Arduino Nano

- 1 x Ublox-6m GPS-moduuli

- 1 x E-Ink-näyttö sen moduulin kanssa. Käytin tätä:

www.amazon.fr/gp/product/B072Q4WTWH/ref=pp…

- 1 x 18650 litiumioniakku (noin 2000 mAh riittää)

- 1 x 18650 paristopidike

- 1 x lataus- ja suojausmoduuli litiumioniakkuille, jotka perustuvat tähän TP4056: een:

www.amazon.fr/gp/product/B0798M12N8/ref=pp…

- 1 x kahden asennon kytkin (ON/OFF -tyyppi)

- 3 pientä painonappia

- 1 x 1 MΩ vastus

- 1 x yleiskäyttöinen N -kanavan mosfet (otin yhden tietokoneen virtalähteestä)

- 1 x Stripboard

- Johdot

- 1 x leipälevy prototyyppien luomiseen

Vaihe 1: GPS: n prototyyppien luominen

Ensinnäkin sinun on koottava laite leipälaudalle komponenttien ja arduino -koodin testaamiseksi.

GPS: n virran kytkeminen

Laitteen virrankulutukseen käytin Li-Ion 18650 -akkua, jonka kapasiteetti oli 2000 mAh. Tällainen akku, kuten Li-Po-akut, on ladattava ja purettava hallitusti. Akun lataaminen väärin voi syttyä tuleen tai jopa räjähtää aivan kuten Li-Po! Jotta voit ladata sen klassisella puhelinlaturilla, sinun on käytettävä TP4056 -pohjaista moduulia.

Tässä ensimmäisessä vaiheessa sinun on vain juotettava positiivinen (punainen) johto paristopidikkeestä moduulin B+ -liitäntään ja negatiivinen (musta) johto paristopidikkeestä B-. Sitten sinun on juotettava johdot moduulin OUT+ ja OUT- liittimiin, ne muodostavat yhteyden myöhemmin laitteeseen.

TÄRKEÄÄ: Kun laite on valmis, meidän on kytkettävä arduino tietokoneeseen, sillä tällöin on TODELLA TÄRKEÄÄ POISTA AKKU LAITTEESTA, muuten on olemassa vaara, että arduino alkaa ladata akkua väärällä tavalla ja on jälleen olemassa vaara, että se syttyy tuleen.

Asioiden kytkentä leipälaudalle

Seuraava vaihe voi olla hieman hankala: johdot kaikki leipälaudalla olevat johdot niin, että se vastaa yllä olevaa kaaviota.

Pieni vinkki: ota mahdollisimman paljon tilaa leipälaudallasi ja… vie aikaa;)

Vaihe 2: Lataa koodi

Nyt on aika ladata koodi arduinoon!

Varmista ensin, että akku on poistettu paristopidikkeestä, kytke sitten arduino tietokoneeseen, lataa liitteenä oleva arduino -koodi ja irrota arduino. Voit vihdoin laittaa akun laitteeseen.

Jos sinulla on kysyttävää koodista, voit kysyä heiltä alla olevassa kommenttiosassa!:)

Vaihe 3: Tee se toimivaksi

Selitän nyt, kuinka tämä GPS todella toimii:

Kun painat painiketta, joka yhdistää maan ja +5 V nastat arduinosta noin 3 sekunniksi, GPS käynnistyy.

GPS voi käynnistyä kahdessa eri tilassa: määritystilassa ja todellisessa GPS -tilassa. Kun haluat valita käynnistystilan, sinun on muutettava A0: n ja maan välille kytkettyjen kahden asennon kytkimen asentoa.

Konfigurointitila: Tässä tilassa voit valita, näyttääkö GPS sijaintisi (leveysaste, pituusaste, korkeus ja sijaintisi laskemiseen käytettyjen satelliittien lukumäärä) desimaaliasteina vai haluatko näyttää sijaintisi (itään, pohjoiseen, korkeuteen, alue ja satelliittien lukumäärä, joita käytetään sijaintisi laskemiseen), jotka on projisoitu UTM -verkkoon (tai mihin tahansa sen muunnokseen, kuten näemme myöhemmin). Vaihtaaksesi itä-/pohjois- ja leveys-/pituusasteiden välillä paina vain painiketta A1, joka yhdistää maan maahan, kunnes näytössä näkyy "MODE: E/N" (itä/pohjoinen) tai "MODE: L/L" (Latitude) /Pituusaste).

Jos haluat koordinaatit desimaaliasteina, valitse "L/L" -tila ja vaihda sitten kaksiasentoinen kytkin takaisin GPS -tilaan. Asetuksesi on nyt tallennettu arduinon muistiin, ja laite synkronoi nyt satelliittien kanssa ja näyttää sijaintisi, korkeutesi ja sijaintisi laskemiseen käytettyjen satelliittien määrän. Varo: sinun on oltava ulkona tai lähellä ikkunaa, jotta GPS voi kuulla satelliitit! Laite sammuu automaattisesti akun säästämiseksi.

Löytääksesi sijaintisi kartalta sinun on todennäköisesti käytettävä itä- ja pohjoiskoordinaatteja. Tämä järjestelmä on itse asiassa GPS -koordinaattien projektio ruudukkoon. Useimmiten kartta kartoitetaan UTM -järjestelmässä, mutta jotkut maat käyttävät tämän järjestelmän varianttia, joten sinun on asetettava toinen parametri, jotta voit valita UTM -järjestelmän ja karttaversion välillä.

Löytääksesi karttasi järjestelmän sinun on usein tarkistettava pienet pyhät kirjoitukset sen kulmasta. Jos karttasi on UTM -järjestelmässä, GPS: n parametrointi on yksinkertaista: paina vain painiketta A2 maahan yhdistävällä painikkeella niin, että näytössä näkyy "ZONE: AUTO".

Monissa maissa kartat ovat UTM -järjestelmän paikallisessa versiossa: esimerkiksi Ruotsissa kartat ovat usein SWEREF 99 TM -järjestelmässä. Tämä järjestelmä käyttää samaa projektiota kuin vyöhykkeen 33 UTM -järjestelmä, mutta se ulottuu koko maahan! Tämä tarkoittaa, että jos käytät SWEREF 99 TM -karttaa, sinun on vahvistettava GPS -alueen arvoksi 33 manuaalisesti. Paina tätä varten A2: n liittämistä maahan painavaa painiketta, kunnes näytössä näkyy "ZONE: AUTO", ja paina sitten painiketta, joka yhdistää A1: n maahan, kunnes näytössä näkyy "ZONE: 33". Vastaavasti Suomessa useimmat kartat käyttävät ETRS-TM35-järjestelmää, joka on UTM-järjestelmä vyöhykkeellä 35, joka on laajennettu koko maahan (siksi sinun pitäisi valita "ZONE: 35"). Monissa maissa on tällaisia UTM -järjestelmävaihtoehtoja.

Kun olet määrittänyt GPS: n oikein, vaihda vain kahden asennon kytkin takaisin GPS -tilaan, asetukset tallennetaan nyt ja laite synkronoituu satelliittien kanssa, näyttää sijaintisi ja sammuu.

GPS -tila:

Laite käynnistyy ja näyttää sijaintisi suoraan muistiin tallennettujen parametrien mukaan. Kun sijainti on tulostettu, laite sammuu suoraan akun säästämiseksi.

Vaihe 4: Juottaa osat nauhoituslevylle ja koota laite

Nyt kun kaikki toimii, juota komponentit kaistaleen mukaisesti kaistaleen päälle. Voit aloittaa siitä, miten järjestit komponentit stripboadiin lähtökohtana stripboard -suunnittelulle. Älä epäröi raapia kuparia joistakin raidoista kompaktimman piirin luomiseksi.

Tärkeää: Älä unohda poistaa kuparia arduinon nastojen poikki;)

Liimaa lopuksi näyttö, paristopidike ja GPS -moduulin antenni kuumalla liimalla nauhalevyyn. Käytä tarvittaessa eristysnauhaa oikosulkujen välttämiseksi.

Laitteen valmistamiseksi sinulla on nyt kaksi vaihtoehtoa: voit joko etsiä verkosta muovilaatikon, joka sopisi valmiiden GPS -laitteiden mittoihin (sinun on leikattava reikiä näytölle, painikkeille, kytkimelle ja USB-laturitulo) tai voit tulostaa 3D-muovikotelon, joka sopisi täydellisesti rakenteeseesi.