Raspberry Pi GPS Logger: 10 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Tài liệu hướng dẫn này giải thích cho bạn cách xây dựng một thiết bị ghi GPS nhỏ gọn với số 0 raspberry pi. Ưu điểm chính của hệ thống này là nó bao gồm một pin và do đó rất nhỏ gọn.

Thiết bị lưu trữ dữ liệu trong tệp.nmea. Dữ liệu sau có thể dễ dàng được hiển thị trên google earth:

• Chức vụ
• Tốc độ, vận tốc
• Độ cao
• Khoảng cách

Hệ thống này có thể được sử dụng ở những nơi bạn không muốn đặt điện thoại thông minh của mình, ví dụ:

• Longboarding (đặc biệt là xuống dốc đặc biệt)
• Trên máy bay không người lái

Bước 1: Vật liệu

Để thực hiện điều này, bạn cần có phần cứng sau:

• Raspberry Pi Zero với bộ chuyển đổi HDMI và USB
• Thẻ micro SD
• Adafruit GPS
• Bộ sạc Powerboost Adafruit 500mAh
• Pin Li-Po, có thể cung cấp năng lượng đủ để tăng cường năng lượng (2500mAh trong tutoriel)
• PCB dải bảng (ít nhất 29x23 lỗ)
• dây đồng somme
• Điện trở 2x 200 Ohm (hoặc có nhiều điện trở hơn)
• Điện trở 3x 10 kiloohm
• đèn LED xanh và đỏ (đèn LED và gói điện trở)
• 3x nút nhấn

Các công cụ bạn cần:

• máy tính có đầu đọc thẻ SD
• keboard cho raspberry pi
• hiển thị với HDMI
• Cáp HDmi
• Cáp Ethernet
• Bộ chuyển đổi USB sang LAN
• Trạm hàn
• một số kìm để cắt và uốn dây đồng

Bạn có thể sử dụng một số pi raspberry khác (không phải số 0) để cài đặt nếu bạn không có bộ điều hợp phù hợp.

Cảnh báo: Pin Lithium có thể rất nguy hiểm! Chọn pin Li-Po có thể cung cấp đủ năng lượng và có sẵn mạch bảo vệ. Tôi không chịu trách nhiệm trong trường hợp xảy ra tai nạn.

Bước 2: Cài đặt Raspberry Pi

Để cài đặt raspberry pi, bạn cần tải xuống hai thứ:

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

Đảm bảo tải xuống phiên bản 32 bit của Raspbian.

Cài đặt Win32DiskImager và mở nó. Chọn tệp Raspbianimg và thẻ SD trống. Nhấn vào nút ghi, đợi cho đến khi win32DiskImagerhave hoàn tất và tháo thẻ SD khỏi máy tính.

Bước 3: Thêm tập lệnh

Cách đơn giản nhất để thêm tập lệnh là sao chép nó vào thẻ sd bằng máy tính.

Sao chép các tệp từ kho lưu trữ này vào phân vùng của thẻ SD hoặc sao chép kho lưu trữ trên raspberry pi và di chuyển nó vào thư mục / boot.

Kho lưu trữ Github:

Và nếu bạn thích lập trình, hãy xem Instagram của tôi:)

Bước 4: Cài đặt Gói

Nếu bạn có ethernet và bộ chuyển đổi HDMI, hãy kết nối raspberry pi zero với màn hình HDMI và với mạng. Đặt thẻ SD vào và khởi động pi raspberry. Nếu bạn không có bộ điều hợp, bạn có thể sử dụng một pi raspberry khác để cài đặt. Trong dự án này, tôi đã sử dụng mô hình B raspberry pi.

Khởi động raspberry pi và nhập tên người dùng mặc định: pi và mật khẩu: raspberry. Nhập lệnh để khởi động công cụ cấu hình.

sudo raspi-config

Mở rộng hệ thống tệp để đảm bảo rằng toàn bộ thẻ SD được sử dụng và vô hiệu hóa thiết bị đầu cuối nối tiếp trong phần nâng cao. Bạn cũng có thể muốn thay đổi mật khẩu, bố cục bàn phím hoặc bật SSH.

Để cài đặt gói, khởi động lại raspberry pi và cập nhật:

sudo apt-get cập nhật

Sau đó, cài đặt tất cả các gói python để liên lạc với GPS và GPIO.

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

Bước 5: Định cấu hình Crontab

Để tập lệnh lắng nghe các nút được kết nối với GPIO, chúng tôi cần nó chạy ngay sau khi raspberry pi được khởi động. Để làm điều này, chúng ta cần crontab. Crontab được cài đặt theo mặc định.

sudo crontab -e

Nếu một thông báo lỗi xuất hiện, chỉ cần nhấn enter.

ở cuối tệp, ngay sau phần nhận xét, hãy thêm dòng sau:

@reboot sh /boot/gps.sh

Thao tác này sẽ chạy tập lệnh gps.sh sau mỗi lần khởi động. Lưu các sửa đổi và đóng trình chỉnh sửa bằng CTRL + O và CTRL + X. Raspberry pi của bạn hiện đã sẵn sàng, bạn có thể tắt nó bằng:

sudo tắt ngay bây giờ

Bước 6: Sơ đồ PCB

Trong các hình ảnh, bạn có thể thấy sơ đồ mà tôi đã thực hiện cho PCB của dự án này.

Đối với sơ đồ PCB:

• Các đường thẳng đứng là các điểm nhảy.
• Các dấu chấm là điểm hàn
• Các vòng tròn là kết nối với các thành phần bên ngoài PCB
• Và những cây thánh giá là những điểm gãy trong các dải cupper.
• Các hình chữ nhật là điện trở (ký hiệu là hình châu Âu)
• Các đường ngang để hiểu rõ hơn về mạch

Hình ảnh thứ hai giải thích từng kết nối bên ngoài của PCB chính.

Bạn có thể muốn cải thiện, thay đổi sơ đồ của tôi hoặc thêm các chức năng khác vào mạch. Ví dụ: bạn có thể thêm cảm biến nhiệt độ, độ ẩm hoặc cảm biến gia tốc. Nhưng hãy nhớ rằng bạn cần có dung lượng cho từng thành phần (raspberry pi, gps, powerboost và pin) và đầu nối USB powerboost phải có thể truy cập để sạc pin.

Lưu ý: Sơ đồ là hình chiếu từ mặt đồng của PCB.

Bước 7: Các nút hàn và đèn LED

Đối với giao diện người dùng, hãy cắt một PCB nhỏ để hàn các đèn LED và nút trên chúng. Nếu PCB có các hàng đồng như trong hình, bạn cần một công cụ để xen kẽ dải cupper. Nếu bạn không có một công cụ như thế này, chỉ cần sử dụng một cái gì đó sắc nhọn như một miếng nhôm từ một đĩa mềm cũ.

Trên hình ảnh đầu tiên, bạn thấy PCB đã hoàn thành, với dây cho từng thành phần (đèn LED hoặc nút) và dây nối đất chung. Mỗi dây này phải được hàn vào PCB chính.

Lưu ý: Đồng màu nâu trên PCB là do nhiệt của mỏ hàn.

Bước 8: Chuẩn bị PCB

Cắt một PCB có 23 dòng và 29 cột. Sẽ rất nguy hiểm nếu PCB có các hàng đồng và không chỉ vòng quanh mỗi lỗ. Chuẩn bị jumper từ dây để kết nối các hàng của PCB. Ngắt hàng đồng tại các vị trí được hiển thị trong sơ đồ từ bước 6 (các đường chéo).

Bước 9: Hàn PCB

Bắt đầu hàn các jumper, vì chúng là thành phần smalles. Cắt bỏ tất cả dây thừa và ghim.

Tiếp tục với các điện trở. Sau khi các điện trở PCB được thực hiện.

Bây giờ chúng ta cần chuẩn bị một PCB khác (GPS, power boost và raspberry pi). Hàn các chân cần thiết vào các thành phần này (xem sơ đồ).

Cuối cùng bạn có thể hàn tất cả các bộ phận lại với nhau. Cẩn thận khi hàn, các đầu nối pin không được chạm vào nhau.

Để bảo vệ thiết bị, hãy đặt nó trong một tấm ván hoặc một chiếc hộp. Nó không cần thiết, nó phụ thuộc vào nơi bạn sử dụng nó.

Bước 10: Cách sử dụng

Đặt thẻ SD đã lắp đặt vào số pi 0 và bật nguồn thiết bị bằng cách chuyển công tắc. Cho đến khi đèn LED màu đỏ bật sáng, mâm xôi pi đã sẵn sàng ghi lại dữ liệu GPS từ bộ thu GPS.

Đèn LED màu đỏ trên bộ nhận GPS có thể nhấp nháy một lần mỗi giây, điều này có nghĩa là bộ nhận đang lập sơ đồ vệ tinh. Hãy ra ngoài trời và chờ một chút, nhấp nháy sẽ thay đổi từ một giây một lần thành một lần sau mỗi 15 giây, điều này có nghĩa là nó đã tìm thấy đủ vệ tinh để tính toán tọa độ.

Để bắt đầu ghi tọa độ, nhấn vào nút bên cạnh đèn LED màu xanh lá cây (bắt đầu trên sơ đồ)

Để dừng ghi, nhấn vào nút bên cạnh đèn LED màu đỏ (dừng trên sơ đồ)