Langaton GPS -dataloggeri villieläimille: 9 vaihetta (kuvilla)

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-13 06:57

Tässä ohjeessa näytämme sinulle, kuinka voit tehdä pienen ja edullisen Arduino -pohjaisen GPS -dataloggerin langattomalla toiminnolla!

Telemetrian käyttäminen villieläinten liikkumisen tutkimiseen voi olla erittäin tärkeä työkalu biologille. Se voi kertoa, missä eläimet elävät, missä he ruokkivat ja kuinka pitkälle he matkustavat päivittäin. Biologit käyttävät sitten näitä tietoja eläinten ja niiden ympäristön suojelemiseen.

Käytimme tätä dataloggeria lentävissä ketuissa (joita kutsutaan myös hedelmälepakkoiksi) ja havaitsimme yhdessä muiden kanssa, että lentävät ketut lentävät yli 40 km joka yö ja palaavat ruokkimaan samaa puuta.

Tämä dataloggeri:

• on langattoman kantaman yli 2 km
• akun kesto yli 2 viikkoa (käyttämällä materiaalissa ja työkaluissa kuvattua akkua)
• lähettää nykyisen sijaintinsa "sydämenlyönnillä" 5 minuutin välein
• voi tallentaa 100 sijaintia EEPROMiin
• ja voi lähettää tai "tyhjentää" nämä tiedot vastaanottimellesi päivittäin tai pyydettäessä

Kehittämällä pienen ja edullisen Arduino -pohjaisen GPS -tiedonkeruulaitteen, jossa on langaton yhteys, olemme tarjonneet opiskelijoille, kansalaistutkijoille ja yhteisöryhmille tarvittavat välineet paikallisten villieläinten liikkumisen tutkimiseksi.

Vaihe 1: Materiaalit ja työkalut

Tämän ohjeen rakentamiseksi sinun on siivottava valmistajien tila, kerättävä materiaalit (alla) ja liitettävä juotin! Jos et tiedä, mikä raudan pää kuumenee (vihje: se on terävä pää), sinun pitäisi todennäköisesti löytää ystävä, joka auttaa sinua!

1 x Arduino Pro Mini 328 - 3.3V/8MHz

1 x GTOP LadyBird 1 (PA6H) GPS -moduuli

2 x HM-TRP 433 MHz RF FSK -lähetinvastaanotin

Täällä Australiassa käytämme 433 MHz: ää, se on saatavilla harrastajille Radio Communications (Low Interference Potential Devices) -luokan lisenssin 2015 mukaisesti. Sijainnistasi riippuen saatat joutua käyttämään toisella taajuudella toimivaa lähetin -vastaanotinta! Kokeile HM-TRP 868Mhz RF FSK -lähetin-vastaanotinta tai HM-TRP 915Mhz RF FSK -lähetin-vastaanotinta.

1 x Lithium AXIAL 1/2AA 3.6v -akku

1 x 10 k ohmin 0,5 watin metallikalvovastukset - 8 kpl

Vaihe 2: Aloita Arduino Pro Minillä

1. Juotos otsikkotapit levyyn
2. Poista nollauspainike

Katso vinkkejä yllä olevasta kuvasta!

Vaihe 3: Yhdistä GPS -moduuli Arduino -korttiin

Seuraa yllä olevia kuvia

Tutustu GPS -tietolomakkeeseen tai voit vain siivota sen!

1. Juotos pituus punainen johto GPS -moduulin nastaan 4 (VBACKUP)
2. Juotos pituus musta johto GPS -moduulin (GND) nastaan 12
3. Kiinnitä GPS Arduino -levyn pohjaan kaksipuolisella teipillä
4. Taita musta lanka Arduino -levyn pohjaa pitkin ja juota GND: hen (RAW: n vieressä!)
5. Työnnä vastusjalka Arduino -kortin nastan 9 läpi ja juota GPS -moduulin nastaan 1
6. Leikkaa ja taita vastuksen jalka alas nastoihin 9, 8, 7 ja 6 ja juota
7. Taita punainen lanka Arduino -levyn päälle ja juota VCC: lle
8. Työnnä vastusjalka Arduino -kortin nastojen 5 ja 4 läpi ja juota GPS -moduulin nastoihin 9 ja 10
9. Leikkaa vastusjalat tasolle Arduino -levyn ja juotteen avulla

GPS -moduuli on nyt valmis testaukseen!

Vaihe 4: GPS -moduulin testaaminen

GPS -moduulin testaaminen on aina hyvä idea ennen kuin jatkat.

1. Asenna Arduino IDE tietokoneellesi
2. Lataa alla oleva koodi dataloggeriin käyttämällä FTDI -katkaisua - 3.3V
3. Avaa Serial Monitor Arduino IDE: ssä, sinun pitäisi nyt nähdä tiedot, jotka lähetetään GPS -moduulistasi Arduino -kortille
4. Voit myös käyttää muita ohjelmistoja, kuten u-center, GPS-tietojen lukemiseen ja antaa sinulle muita tietoja, kuten kuinka monta satelliittia on näkyvissä ja sijaintitietojesi tarkkuus!

Älä unohda, että sinun on ehkä mentävä ulos, jotta GPS -moduuli voi vastaanottaa signaaleja satelliiteista!

Vaihe 5: Langattomuus

Katso tämän lähetin -vastaanottimen tietolomaketta. Tämä älykäs pieni kortti lähettää jopa 60 mW: n Xbee Pron langallisella antennilla, mutta käyttää paljon vähemmän virtaa, joten akku kestää pidempään!

1. Juotos 10K vastus lähetin -vastaanotinkortin päälle VCC: n ja ENABLE: n väliin, tämä nostaa ENABLE korkealle nukkumiseen, haukotus !!!
2. Juottakaa langan pituus lähetin -vastaanotinkortin pohjalle VCC: n ja CONFIG: n välille, tämä nostaa CONFIG: n korkealle kommunikointia varten
3. Aseta eristävä teippi GPS -moduulin sivulle, tämä estää lähetin -vastaanotinkortin oikosulun GPS -moduulin kotelon sivulla
4. Juotos toinen pituus punaista johtoa VCC: hen, keltainen TX: ään, musta GND: hen, valkoinen RX: hen ja sininen ENABLE
5. Aseta lähetin -vastaanotinkortti jäljelle jääneen kaksipuolisen teipin päälle
6. Vedä punainen lanka Arduino -levyn alle ja juota VCC: lle
7. Vedä ensin musta johto vastuksen yli ja sitten alas Arduino -levyn alle, juota GND: hen
8. Sitten keltainen nasta 2, valkoinen nasta 3 ja sininen nasta A2

Mikä ponnistus. Hyvin tehty, pääset perille!

Vaihe 6: Tarvitset vastaanottimen

Langattoman GPS -dataloggerin käyttäminen ei ole järkevää, jos sinulla ei ole vastaanotinta, eikä se voisi olla helpompaa kuin tämä asennus!

1. Tartu toiseen lähetinvastaanottimeen, sait kaksi, eikö!
2. Juotos punaisen langan pituus VCC: n ja CONFIG
3. Juotos pituus musta johto GND: n ja ENABLE: n väliin
4. Juotos toinen pituus punaista lankaa VCC: hen, musta GND: hen, keltainen TX: ään ja valkoinen RX: ään
5. Aseta nyt otsikkotapit FTDI -katkaisuun
6. Juotos punainen johto VCC: ksi, musta johto GND: ksi, keltainen RX: ksi ja valkoinen TX: ksi (katso miten käänsimme TX: n ja RX: n yhdistävät johdot, hankala, hankala, eikö!)

Nyt olemme valmiita langattomaan viestintään!

Vaihe 7: Huomautus antenneista

Antennit vaikuttavat kaikkeen, mutta villieläinten kanssa joudumme joskus pitämään ne pieninä.

Paras antenni dataloggeriisi ja -vastaanottimeesi on dipoliantenni, yksinkertaisesti juotat 173 mm: n pituisen langan lähettimen ANT -nastaan ja erillisen 173 mm: n johdon GND -nastaan. Tämä yhdistelmä antaa meille yli 2 km: n näköetäisyyden.

Joskus sinulla ei vain voi olla johtoja roikkumassa, villieläimillä on yleensä suuret hampaat ja ne purevat ja pureskelevat ja tuhoavat antenneja tai jopa dataloggereita! Antennien piilottamiseksi voit kääriä ne ylös, tätä kutsutaan kierukka- tai jousiantenniksi. Kierrä lanka yksinkertaisesti pienen ruuvimeisselin ympärille, aloita lopussa ja vieritä se lähetin -vastaanotinta kohti.

P. S. tiedätkö, mikä muu tekee suuren antennin, kalastuslangan johtajan. Ne on yleensä valmistettu punotusta teräslangasta, jossa on muovipinnoite, erittäin vahva ja erittäin joustava. Erinomainen käytettäväksi villieläimissä, jotka saattavat ryömiä kasvillisuuden alla tai ympärillä.

Vaihe 8: Radioiden testaus

1. Lataa alla oleva koodi dataloggeriin käyttämällä FTDI -katkaisua - 3.3V
2. Poista dataloggeri FTDI -katkoksesta ja käynnistä dataloggeri akulla tai muulla 3,3 voltin virtalähteellä, + VCC: lle ja - GND: lle
3. Aseta vastaanotin FTDI -katkaisuun (yleensä sinun on poistettava FTDI -katkaisu tietokoneesi USB -portista ennen oheislaitteiden vaihtamista)
4. Käynnistä Arduino IDE ja avaa sarjamonitori
5. Aseta sarjamonitoriksi 9600 bps ja Ei rivin päättymistä
6. Kirjoita tx ja napsauta Lähetä
7. Sinun pitäisi saada GPS -tiedonkeruulaitteesta viesti "TEST OK!"

Vaihe 9: Langattoman GPS -dataloggerin käyttöönotto

Siinä kaikki, testaus valmis, lataa nyt alla oleva koodi käyttämällä Arduino IDE: tä ja FTDI -katkaisua ja olet valmis! Sinulla on nyt langaton GPS -dataloggeri käytettäväksi villieläimissä.

Tutustu dataloggeriisi ennen sen käyttöönottoa, opi kuuntelemaan sydämen sykettä vastaanottimen ja sarjamonitorin avulla (yksi tulee joka 5. minuutti, äläkä unohda, että dataloggeri on oltava ulkona). Kun olet saanut sykkeen, sinulla on 5 sekuntia aikaa kirjoittaa "tx" ja napsauttaa Lähetä, jolloin kaikki tiedot "kaadetaan" näytölle, kopioi ja liitä valitsemasi kartoitusohjelmistoon.

Tutustu koodiin, voit muuttaa sen tekemään mitä haluat. Karhun seuranta, miksi et käytä isompaa akkua ja saat sykkeen joka minuutti!

En kerro sinulle, miten pakata dataloggeri tai liittää se villieläimiin, se on sinun ja eettisen komiteasi päätettävissä! Kerron teille, että me yksinkertaisesti koteloimme dataloggerit lämpökutistuksella, voit "potata" ne epoksiin, jos haluat jotain tukevampaa!

Suuri huuto kaikille ihmisille, jotka ovat auttaneet minua tässä vuosien varrella, ja onnea langattomalle GPS -dataloggeriisi!

Ensimmäinen palkinto langattomassa kilpailussa

Ensimmäinen palkinto Arduino -kilpailussa 2017