Enerģijas taupīšanas GPS ar e-tintes displeju: 4 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Katru vasaru dodos pārgājienos uz attālām vietām. Dažreiz, kad taka ir vāja vai pat pazūd, man ir jāizmanto sava tālruņa GPS, lai iegūtu koordinātas, un pēc tam jāpārbauda mana atrašanās vieta papīra kartē (man bieži nav signāla, tāpēc papīra kartes ir obligātas). Lai taupītu tālruņa akumulatoru, es nolēmu izveidot mazjaudas GPS ierīci, kuras pamatā ir arduino un izmantojot E-Ink displeju. E-Ink displejam ir nepieciešama tikai strāva, lai aktualizētu ekrānu, tāpēc tas ir labi piemērots enerģijas taupīšanas ierīcēm.

Kāds ir šī GPS princips?

Jūs ieslēdzat GPS, nospiežot spiedpogu, displejs aktualizē jūsu atrašanās vietu, augstumu un satelītu skaitu, kas izmantoti jūsu atrašanās vietas aprēķināšanai, un pēc tam automātiski izslēdzas, lai taupītu akumulatoru. Pateicoties E-Ink displejam, jūsu atrašanās vieta paliek ekrānā pat pēc GPS izslēgšanas. Jūs varat mainīt GPS izmantoto koordinātu sistēmu (garums/platums decimālgrādos, UTM sistēma un tās varianti …), izmantojot spiedpogas, lai to varētu izmantot ar daudzu dažādu valstu kartēm.

Šī mazā projekta laikā es uzzināju tik daudz lietu un ceru, ka jums būs tikpat jautri kā man to darīt!

Atruna:

Esmu pietiekami pārliecināts par šo konstrukciju, lai to varētu izmantot nākamajos pārgājienos, tomēr tālrunis man vienmēr būs kā rezerves GPS. Ja neesat pārliecināts par to, ko darāt, iesaku jums iegādāties komerciālu GPS, nevis izveidot to pats. Es iesaku jums pašam pārbaudīt ķēdi un kodu, un es nevaru būt atbildīgs, ja GPS, kuru izveidojāt saskaņā ar šo pamācību, neizdodas

Vēl viena lieta: šis GPS nedarbosies Norvēģijā un Svalbāra UTM režīmā. Patiešām, UTM režģis šajās vietās nav veidots vienādi, salīdzinot ar pārējo pasauli, un atmiņas ierobežojumu dēļ es nevarēju iekļaut šo specifiku arduino…

Piegādes

- 1 x Arduino Nano

- 1 x Ublox-6m GPS modulis

- 1 x E-Ink displejs ar tā moduli. Es izmantoju šo:

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

- 1 x 18650 litija jonu akumulators (pietiek ar aptuveni 2000 mAh)

- 1 x 18650 akumulatora turētājs

- 1 x uzlādes un aizsardzības modulis litija jonu akumulatoriem, pamatojoties uz šādu TP4056:

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

- 1 x divu pozīciju slēdzis (ON/OFF tips)

- 3 mazas spiedpogas slēdži

- 1 x 1 MΩ rezistors

- 1 x vispārēja lietojuma N kanāla mosfet (es to noņēmu no datora barošanas bloka)

- 1 x Stripboard

- Vadi

- 1 x maizes dēlis prototipēšanai

1. solis: GPS prototipēšana

Vispirms jums ir jāsamontē ierīce uz maizes dēļa, lai pārbaudītu komponentus un arduino kodu.

GPS barošana

Lai barotu ierīci, es izmantoju Li-Ion 18650 akumulatoru ar 2000 mAh. Šāda veida akumulatori, tāpat kā Li-Po akumulatori, ir jāuzlādē un jāizlādē kontrolētā veidā. Akumulatora uzlāde nepareizā veidā var aizdegties vai pat eksplodēt tāpat kā Li-Po! Lai to uzlādētu, izmantojot klasisko tālruņa lādētāju, jums jāizmanto TP4056 modulis.

Šajā pirmajā solī jums ir nepieciešams lodēt pozitīvo (sarkano) vadu no akumulatora turētāja uz moduļa B+ un negatīvo (melno) vadu no akumulatora turētāja līdz B-. Tad jums ir jāpielodē vadi pie moduļa OUT+ un OUT-, tie vēlāk pievienosies ierīcei.

SVARĪGI: Kad ierīce ir pabeigta, mums būs jāpievieno arduino datoram, to darot, IR TIEŠI SVARĪGI IZŅEMT AKUMULATORU NO IERĪCES, pretējā gadījumā pastāv risks, ka arduino sāks uzlādēt akumulatoru nepareizi, un pastāv risks, ka tas aizdegsies.

Elektroinstalācijas lietas uz maizes dēļa

Nākamais solis var būt nedaudz grūts: viss, kas atrodas uz maizes dēļa, ir jāsavieno tā, lai tas atbilstu iepriekš redzamajai shēmai.

Neliels padoms: izmantojiet maksimāli daudz vietas, kas pieejama uz jūsu maizes dēļa, un… nesteidzieties;)

2. darbība: augšupielādējiet kodu

Tagad ir pienācis laiks augšupielādēt kodu arduino!

Vispirms pārliecinieties, vai akumulators ir izņemts no akumulatora turētāja, pēc tam pievienojiet arduino datoram, augšupielādējiet pievienoto arduino kodu un atvienojiet arduino. Beidzot jūs varat ievietot akumulatoru ierīcē.

Ja jums ir kādi jautājumi par kodu, jautājiet viņiem komentāru sadaļā zemāk!:)

3. solis: panākiet tā darbību

Tagad ļaujiet man paskaidrot, kā šis GPS faktiski darbojas:

Nospiežot pogu, kas savieno zemi un +5V tapas no arduino, apmēram 3 sekundes GPS sāk darboties.

GPS var palaist divos dažādos režīmos: konfigurācijas režīmā un faktiskajā GPS režīmā. Lai izvēlētos režīmu, kurā sāknēt, jums jāmaina divu pozīciju slēdža stāvoklis, kas savienots starp A0 un zemi.

Konfigurācijas režīms: šajā režīmā varat izvēlēties, vai GPS parāda jūsu atrašanās vietu (platumu, garumu, augstumu un satelītu skaitu, kas izmantoti, lai aprēķinātu jūsu atrašanās vietu) decimālgrādos vai arī, ja vēlaties, lai tā parādītu jūsu atrašanās vietu (austrumi, ziemeļi, augstums, zona un satelītu skaits, ko izmanto jūsu atrašanās vietas aprēķināšanai), kas projicēti UTM režģī (vai jebkurā tā variantā, kā mēs redzēsim vēlāk). Lai pārslēgtos starp austrumu/ziemeļu un platuma/garuma režīmu, vienkārši nospiediet spiedpogu, kas savieno A1 ar zemi, līdz displejā parādās "MODE: E/N" (austrumiem/ziemeļiem) vai "MODE: L/L" (platumam /Garums).

Ja vēlaties, lai jūsu koordinātas būtu decimālgrādos, izvēlieties režīmu "L/L" un pēc tam pārslēdziet divu pozīciju slēdzi atpakaļ GPS režīmā. Jūsu iestatījumi tagad ir saglabāti arduino atmiņā, un ierīce tagad sinhronizēsies ar satelītiem un parādīs jūsu atrašanās vietu, augstumu un satelītu skaitu, kas izmantoti jūsu atrašanās vietas aprēķināšanai. Uzmanieties: jums ir jāatrodas ārpusē vai pie loga, lai GPS varētu dzirdēt satelītus! Pēc tam ierīce automātiski izslēdzas, lai taupītu akumulatoru.

Lai atrastu savu atrašanās vietu kartē, jums, iespējams, būs jāizmanto austrumu un ziemeļu koordinātas. Šī sistēma patiesībā ir jūsu GPS koordinātu projekcija uz režģa. Lielāko daļu laika karte ir graduēta UTM sistēmā, taču dažas valstis izmanto šīs sistēmas variantu, tāpēc jums ir jāiestata cits parametrs, lai izvēlētos starp UTM sistēmu un kartes variantu.

Lai atrastu kartes sistēmu, jums bieži jāpārbauda sīki raksti tās stūrī. Ja jūsu karte ir UTM sistēmā, GPS parametru noteikšana ir vienkārša: vienkārši nospiediet spiedpogu, kas savieno A2 ar zemi, lai ekrānā parādītos "ZONE: AUTO".

Daudzās valstīs kartes ir vietējā UTM sistēmas variantā: piemēram, Zviedrijā kartes bieži ir SWEREF 99 TM sistēmā. Šī sistēma izmanto to pašu projekciju kā UTM sistēma 33. zonā, bet tiek attiecināta uz visu valsti! Tas nozīmē, ka, ja SWEREF 99 TM izmantojat karti, GPS zona būs manuāli jānosaka līdz 33. Lai to izdarītu, nospiediet spiedpogu, kas savieno A2 ar zemi, līdz displejā parādās "ZONE: AUTO", un pēc tam nospiediet pogu, kas savieno A1 ar zemi, līdz displejā parādās "ZONE: 33". Tāpat Somijā lielākajā daļā karšu tiek izmantota ETRS-TM35 sistēma, kas ir UTM sistēma 35. zonā, kas tiek attiecināta uz visu valsti (tāpēc jums šeit būtu jāizvēlas "ZONE: 35"). Daudzās valstīs ir šāda veida UTM sistēmas varianti.

Kad esat pareizi iestatījis GPS parametrus, vienkārši pārslēdziet divu pozīciju slēdzi atpakaļ GPS režīmā, jūsu iestatījumi tagad tiek saglabāti, un ierīce tagad sinhronizēsies ar satelītiem, parādīs jūsu atrašanās vietu un izslēgsies.

GPS režīms:

Ierīce tiks sāknēta un tieši parādīs jūsu pozīcijas atbilstoši tās atmiņā saglabātajiem parametriem. Kad pozīcija ir izdrukāta, ierīce automātiski izslēgsies, lai taupītu akumulatoru.

4. solis: lodējiet komponentus uz sloksnes dēļa un salieciet ierīci

Tagad, kad viss darbojas, lodējiet komponentus uz sloksnes pēc shēmas. Jūs varat sākt ar to, kā jūs organizējāt komponentus sloksnes joslā kā sākuma punktu sloksnes dizaina izstrādei. Nevilcinieties nokasīt varu no dažām svītrām, lai izveidotu kompaktāku ķēdi.

Svarīgi: neaizmirstiet noņemt varu pāri arduino tapām;)

Visbeidzot, ar karstu līmi pielīmējiet ekrānu, akumulatora turētāju un GPS moduļa antenu pie sloksnes. Ja nepieciešams, izmantojiet izolējošu elektrisko lenti, lai izvairītos no īssavienojumiem.

Lai pabeigtu ierīces darbību, jums ir divas iespējas: tiešsaistē varat meklēt plastmasas kastīti, kas atbilstu jūsu gatavās GPS izmēriem (jums būs jāizgriež caurumi ekrānam, spiedpogām, slēdzim un mikro USB lādētāja ieeja) vai arī varat 3D drukāt plastmasas korpusu, kas lieliski atbilstu jūsu uzbūvei.