Регистратор Raspberry Pi GPS: 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

В этом руководстве объясняется, как построить компактный GPS-регистратор с нулевым значением Raspberry Pi. Основным преимуществом этой системы является то, что она включает в себя аккумулятор и поэтому очень компактна.

Устройство хранит данные в файле.nmea. Следующие данные можно легко отобразить в Google Earth:

• Позиция
• Скорость
• Высота
• Расстояние

Эту систему можно использовать там, где вы не хотите класть свой смартфон, например:

• Лонгбординг (особенно скоростной спуск)
• На дроне

Шаг 1: Материал

Для реализации этой инструкции вам понадобится следующее оборудование:

• Raspberry Pi Zero с HDMI и USB-адаптером
• Карта Micro SD
• Адафрут GPS
• Зарядное устройство Powerboost 500 мАч Adafruit
• Литий-полимерный аккумулятор, обеспечивающий достаточную мощность для повышения мощности (2500 мАч на учете)
• Печатная плата Stripboard (не менее 29x23 отверстий)
• сомме медный провод
• 2 резистора по 200 Ом (или с большим сопротивлением)
• 3 резистора по 10 кОм
• зеленый и красный светодиоды (светодиод и блок резисторов)
• 3 кнопки

Необходимые вам инструменты:

• компьютер со считывателем SD-карт
• доска для малины пи
• дисплей с HDMI
• Кабель HDMI
• сетевой кабель
• Адаптер USB-LAN
• Паяльная станция
• клещи для резки и сгибания медных проводов

Вы можете использовать другой raspberry pi (не ноль) для установки, если у вас нет подходящих адаптеров.

Предупреждение: литиевые батареи могут быть очень опасными! Выберите Li-Po аккумулятор, который может обеспечить достаточную мощность и имеет встроенную схему защиты. Я не несу ответственности в случае аварии.

Шаг 2: Установите Raspberry Pi

Чтобы установить raspberry pi, вам нужно загрузить две вещи:

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

Обязательно скачайте 32-битную версию Raspbian.

Установите Win32DiskImager и откройте его. Выберите файл Raspbianimg и пустую SD-карту. Нажмите на кнопку записи, дождитесь завершения работы win32DiskImager и извлеките SD-карту из компьютера.

Шаг 3: Добавить сценарий

Самый простой способ добавить скрипт - скопировать его на sd-карту с помощью компьютера.

Скопируйте файлы из этого репозитория в раздел SD-карты или клонируйте репозиторий на raspberry pi и переместите его в папку / boot.

Репозиторий Github:

А если вам нравится программирование, загляните в мой Instagram:)

Шаг 4: Установите пакеты

Если у вас есть адаптер Ethernet и HDMI, подключите raspberry pi zero к дисплею HDMI и к сети. Вставьте SD-карту и запустите raspberry pi. Если у вас нет адаптеров, вы можете использовать для установки другой raspberry pi. В этом проекте я использовал модель Raspberry Pi B.

Запустите raspberry pi и введите имя пользователя по умолчанию: pi и пароль: raspberry. Введите команду, чтобы запустить инструмент настройки.

sudo raspi-config

Разверните файловую систему, чтобы убедиться, что используется вся SD-карта, и отключите последовательный терминал в расширенном разделе. Вы также можете изменить пароль, раскладку клавиатуры или включить SSH.

Перед установкой пакета перезагрузите raspberry pi и выполните обновление:

sudo apt-get update

Затем установите все пакеты python для связи с GPS и GPIO.

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

Шаг 5: Настройте Crontab

Для этого скрипт прослушивает кнопки, подключенные к GPIO, нам нужно, чтобы он запускался сразу после запуска raspberry pi. Для этого нам понадобится crontab. Crontab установлен по умолчанию.

sudo crontab -e

Если появляется сообщение об ошибке, просто нажмите Enter.

в конце файла сразу после комментариев добавьте следующую строку:

@reboot sh /boot/gps.sh

Это будет запускать скрипт gps.sh после каждого запуска. Сохраните изменения и закройте редактор с помощью CTRL + O и CTRL + X. Теперь ваш raspberry pi готов, вы можете выключить его с помощью:

sudo выключение сейчас

Шаг 6: Схема печатной платы

На рисунках вы видите схемы, которые я сделал для печатной платы этого проекта.

Для схемы печатной платы:

• Вертикальные линии - перемычки.
• Точки - это точки пайки.
• Кружки - это соединения с компонентами за пределами печатной платы.
• А крестики - это разрывы в полосках чашки.
• Прямоугольники - резисторы (символ европейский).
• Горизонтальные линии предназначены для лучшего понимания схемы.

Второе изображение объясняет каждое внешнее соединение основной платы.

Вы можете улучшить, изменить мои схемы или добавить в схему другие функции. Например, вы можете добавить датчик температуры, влажности или ускорения. Но имейте в виду, что вам нужно место для каждого компонента (raspberry pi, gps, powerboost и аккумулятора) и что USB-разъем powerboost должен быть доступен для зарядки аккумулятора.

Примечание: диаграммы представляют собой виды с медной стороны печатных плат.

Шаг 7: припаяйте кнопки и светодиоды

Для пользовательского интерфейса вырежьте небольшую печатную плату, чтобы припаять к ним светодиоды и кнопки. Если на печатной плате есть медные ряды, как на изображении, вам понадобится инструмент, чтобы перерезать медную полоску. Если у вас нет такого инструмента, просто используйте что-нибудь острое, например кусок алюминия от старой дискеты.

На первом изображении вы видите готовую печатную плату с проводом для каждого компонента (светодиод или кнопка) и общим заземляющим проводом. Каждый из этих проводов необходимо припаять к основной плате.

Примечание: коричневая медь на печатной плате возникает из-за нагрева паяльника.

Шаг 8: подготовьте печатную плату

Вырежьте плату с 23 линиями и 29 столбцами. Очень удобно, если на печатной плате есть медные ряды, а не только кольца вокруг каждого отверстия. Подготовьте перемычки из провода для соединения рядов печатной платы. Прервите медный ряд в местах, показанных на схеме из шага 6 (крестики).

Шаг 9: припой печатной платы

Начните припаивать перемычки, потому что они являются самым маленьким компонентом. Отрежьте всю лишнюю проволоку и булавки.

Продолжаем с резисторами. После резисторов готовится печатная плата.

Теперь нам нужно подготовить другую печатную плату (GPS, Power Boost и Raspberry Pi). Припаяйте к этим компонентам необходимые контакты (см. Схему).

Наконец, вы можете спаять все части вместе. Соблюдайте осторожность при пайке, разъемы аккумулятора не должны касаться друг друга.

Для защиты положите устройство в картон или коробку. Это не обязательно, это зависит от того, где вы его используете.

Шаг 10: использование

Вставьте установленную SD-карту в пи-ноль и включите устройство, переключив переключатель. Пока не загорится красный светодиод, raspberry pi готов записывать данные GPS с приемника GPS.

Красный светодиод на приемнике GPS, вероятно, мигает один раз в секунду, это означает, что приемник выполняет поиск спутников. Выйдите на улицу и подождите несколько минут, мигание изменится с одного раза в секунду на один раз в 15 секунд, это означает, что он нашел достаточно спутников для вычисления координат.

Чтобы начать запись координат, нажмите кнопку рядом с зеленым светодиодом (начало на схеме)