สารบัญ:
วีดีโอ: Raspberry Pi GPS Logger: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)
2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-13 06:58
คำแนะนำนี้จะอธิบายวิธีสร้างตัวบันทึก GPS ขนาดกะทัดรัดด้วย raspberry pi zero ข้อได้เปรียบหลักของระบบนี้คือมีแบตเตอรี่และมีขนาดกะทัดรัดมาก
อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลในไฟล์.nmea ข้อมูลต่อไปนี้สามารถแสดงได้อย่างง่ายดายใน Google Earth:
- ตำแหน่ง
- ความเร็ว
- ระดับความสูง
- ระยะทาง
ระบบนี้สามารถใช้ได้ในสถานที่ที่คุณไม่ต้องการใส่สมาร์ทโฟน เช่น
- ลองบอร์ดดิ้ง (โดยเฉพาะทางลงเขา)
- บนโดรน
ขั้นตอนที่ 1: วัสดุ
หากต้องการทราบคำแนะนำนี้คุณต้องมีฮาร์ดแวร์ต่อไปนี้:
- Raspberry Pi Zero พร้อมอะแดปเตอร์ HDMI และ USB
- การ์ดไมโคร SD
- อดาฟรุต GPS
- เครื่องชาร์จ Powerboost Adafruit 500mAh
- แบตเตอรี่ Li-Po ที่สามารถให้พลังงานเพียงพอสำหรับการเพิ่มพลัง (2500mAh ในกวดวิชา)
- Stripboard PCB (อย่างน้อย 29x23 รู)
- ลวดทองแดงบาง
- ตัวต้านทาน 2x 200 โอห์ม (หรือความต้านทานมากกว่า)
- ตัวต้านทาน 3x 10 กิโลโอห์ม
- ไฟ LED สีเขียวและสีแดง (ชุด LED และตัวต้านทาน)
- 3x ปุ่มกด
เครื่องมือที่คุณต้องการ:
- คอมพิวเตอร์ที่มีเครื่องอ่านการ์ด SD
- keboard สำหรับราสเบอร์รี่ pi
- แสดงผลด้วย HDMI
- สาย HDMI
- สายอีเธอร์เน็ต
- อะแดปเตอร์ USB เป็น LAN
- สถานีบัดกรี
- คีมตัดและดัดลวดทองแดง
คุณสามารถใช้ราสเบอร์รี่ pi อื่น (ไม่ใช่ศูนย์) สำหรับการติดตั้งหากคุณไม่มีอะแดปเตอร์ที่เหมาะสม
คำเตือน: แบตเตอรี่ลิเธียมอาจเป็นอันตรายได้! เลือกแบตเตอรี่ Li-Po ที่สามารถให้พลังงานเพียงพอและมีวงจรป้องกันในตัว ฉันไม่รับผิดชอบในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ
ขั้นตอนที่ 2: ติดตั้ง Raspberry Pi
ในการติดตั้ง raspberry pi ของคุณ คุณต้องดาวน์โหลดสองสิ่ง:
Win32diskImager: https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/Raspbian Jessy lite:
อย่าลืมดาวน์โหลด Raspbian เวอร์ชัน 32 บิต
ติดตั้ง Win32DiskImager แล้วเปิดขึ้นมา เลือกไฟล์ Raspbianimg และการ์ด SD เปล่า กดปุ่มเขียน รอจนกระทั่ง win32DiskImager เสร็จสิ้นและนำการ์ด SD ออกจากคอมพิวเตอร์
ขั้นตอนที่ 3: เพิ่มสคริปต์
วิธีที่ง่ายที่สุดในการเพิ่มสคริปต์คือการคัดลอกไปยังการ์ด sd ด้วยคอมพิวเตอร์
คัดลอกไฟล์จากที่เก็บนี้ลงในพาร์ติชันของการ์ด SD หรือโคลนที่เก็บข้อมูลบน raspberry pi แล้วย้ายไปยังโฟลเดอร์ /boot
ที่เก็บ Github:
และถ้าคุณชอบเขียนโปรแกรม ชำระเงิน Instagram ของฉัน:)
ขั้นตอนที่ 4: ติดตั้งแพ็คเกจ
หากคุณมีอีเทอร์เน็ตและอะแดปเตอร์ HDMI ให้เชื่อมต่อ raspberry pi zero กับจอแสดงผล HDMI และเครือข่าย ใส่การ์ด SD แล้วเริ่มราสเบอร์รี่ pi หากคุณไม่มีอะแดปเตอร์ คุณสามารถใช้ raspberry pi อื่นในการติดตั้งได้ ในโครงการนี้ ฉันใช้ราสเบอร์รี่ pi รุ่น B
เริ่ม raspberry pi และป้อนชื่อผู้ใช้เริ่มต้น: pi และรหัสผ่าน: raspberry พิมพ์คำสั่งเพื่อเริ่มเครื่องมือกำหนดค่า
sudo raspi-config
ขยายระบบไฟล์เพื่อให้แน่ใจว่าใช้การ์ด SD ทั้งหมดและปิดใช้งานเทอร์มินัลซีเรียลในส่วนขั้นสูง คุณอาจต้องการเปลี่ยนรหัสผ่าน รูปแบบแป้นพิมพ์ หรือเปิดใช้งาน SSH
ก่อนการติดตั้งแพ็คเกจ ให้รีบูต raspberry pi และทำการอัพเดต:
sudo apt-get update
จากนั้นติดตั้งแพ็คเกจหลามทั้งหมดสำหรับการสื่อสารกับ GPS และ GPIO
sudo apt-get ติดตั้ง python-dev python-rpi.gpio python-serial
ขั้นตอนที่ 5: กำหนดค่า Crontab
เพื่อให้สคริปต์ฟังปุ่มต่างๆ ที่เชื่อมต่อกับ GPIO เราจึงต้องการให้มันทำงานหลังจากที่ raspberry pi เริ่มทำงาน ในการทำเช่นนี้เราต้องใช้ crontab Crontab ได้รับการติดตั้งตามค่าเริ่มต้น
sudo crontab -e
หากข้อความแสดงข้อผิดพลาดปรากฏขึ้นให้กด Enter
ที่ส่วนท้ายของไฟล์ ทันทีหลังความคิดเห็น ให้เพิ่มบรรทัดต่อไปนี้:
@reboot sh /boot/gps.sh
สิ่งนี้จะเรียกใช้สคริปต์ gps.sh หลังจากเริ่มต้นแต่ละครั้ง บันทึกการแก้ไขและปิดตัวแก้ไขด้วย CTRL+O และ CTRL+X ตอนนี้ Raspberry Pi ของคุณพร้อมแล้ว คุณสามารถปิดมันได้ด้วย:
sudo ปิดตอนนี้
ขั้นตอนที่ 6: PCB Diagram
ในภาพที่คุณเห็นไดอะแกรมที่ฉันทำสำหรับ PCB ของโครงการนี้
สำหรับแผนภาพ PCB:
- เส้นแนวตั้งคือจัมเปอร์
- จุดเป็นจุดประสาน
- วงกลมคือการเชื่อมต่อกับส่วนประกอบภายนอก PCB
- และไม้กางเขนก็แตกในแถบคัพเปอร์
- สี่เหลี่ยมคือตัวต้านทาน (สัญลักษณ์คือตัวยุโรป)
- เส้นแนวนอนช่วยให้เข้าใจวงจรได้ดีขึ้น
ภาพที่สองอธิบายแต่ละการเชื่อมต่อภายนอกของ PCB หลัก
คุณอาจต้องการปรับปรุง เปลี่ยนไดอะแกรมของฉัน หรือเพิ่มฟังก์ชันอื่นๆ ให้กับวงจร ตัวอย่างเช่น คุณสามารถเพิ่มเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ความชื้น หรือการเร่งความเร็วได้ แต่อย่าลืมว่าคุณต้องการพื้นที่สำหรับแต่ละส่วนประกอบ (raspberry pi, gps, powerboost และ battery) และต้องสามารถเข้าถึงขั้วต่อ powerboost USB เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ได้
หมายเหตุ: ไดอะแกรมเป็นมุมมองจากด้านทองแดงของ PCBs
ขั้นตอนที่ 7: ปุ่มประสานและ LED
สำหรับอินเทอร์เฟซผู้ใช้ให้ตัด PCB ขนาดเล็กเพื่อประสานไฟ LED และปุ่มต่างๆ หาก PCB มีแถวทองแดงเหมือนในภาพ คุณต้องมีเครื่องมือในการขัดจังหวะแถบคัพเปอร์ ถ้าคุณไม่มีเครื่องมือแบบนี้ ก็แค่ใช้ของมีคมอย่างแผ่นอะลูมิเนียมจากฟลอปปีดิสก์เก่าๆ
ในภาพแรก คุณจะเห็น PCB ที่ทำเสร็จแล้ว โดยมีลวดสำหรับแต่ละส่วนประกอบ (LED หรือปุ่ม) และสายกราวด์ทั่วไป ลวดแต่ละเส้นต้องบัดกรีกับ PCB หลัก
หมายเหตุ: ทองแดงสีน้ำตาลบน PCB เกิดจากความร้อนของหัวแร้ง
ขั้นตอนที่ 8: เตรียม PCB
ตัด PCB ที่มี 23 บรรทัดและ 29 คอลัมน์ออก มีประโยชน์มากหาก PCB มีแถวทองแดงและไม่เพียง แต่วงแหวนรอบ ๆ แต่ละรูเท่านั้น เตรียมจัมเปอร์จากลวดเพื่อเชื่อมต่อแถวของ PCB ขัดจังหวะแถวทองแดงในตำแหน่งที่แสดงในแผนภาพจากขั้นตอนที่ 6 (กากบาท)
ขั้นตอนที่ 9: บัดกรี PCB
เริ่มประสานจัมเปอร์เพราะเป็นส่วนประกอบที่เล็ก ตัดลวดและหมุดส่วนเกินออกทั้งหมด
ต่อด้วยตัวต้านทาน หลังจากตัวต้านทาน PCB เสร็จแล้ว
ตอนนี้เราต้องเตรียม PCB อื่น (GPS, power boost และ raspberry pi) ประสานหมุดที่จำเป็นกับส่วนประกอบเหล่านี้ (ดูแผนภาพ)
ในที่สุดคุณสามารถประสานชิ้นส่วนทั้งหมดเข้าด้วยกัน ระวังในการบัดกรี ขั้วต่อแบตเตอรี่ต้องไม่สัมผัสกัน
เพื่อป้องกันอุปกรณ์ใส่ไว้ใน carboard หรือกล่อง ไม่จำเป็น ขึ้นอยู่กับว่าคุณใช้งานที่ไหน
ขั้นตอนที่ 10: การใช้งาน
ใส่การ์ด SD ที่ติดตั้งไว้ในศูนย์ pi และเปิดเครื่องโดยเปลี่ยนสวิตช์ จนกว่าไฟ LED สีแดงจะสว่างขึ้น raspberry pi ก็พร้อมที่จะบันทึกข้อมูล GPS จากเครื่องรับ GPS
ไฟ LED สีแดงบนเครื่องรับ GPS อาจกะพริบหนึ่งครั้งต่อวินาที ซึ่งหมายความว่าเครื่องรับกำลังค้นหาดาวเทียม ออกไปข้างนอกและรอสักครู่ การกะพริบจะเปลี่ยนจากวินาทีละหนึ่งครั้งเป็นทุกๆ 15 วินาที ซึ่งหมายความว่าพบดาวเทียมมากพอที่จะคำนวณพิกัด