GPS לחיסכון בחשמל עם תצוגת דיו אלקטרוני: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

בכל קיץ אני יוצא לטיולים במקומות מרוחקים. לפעמים, כשהשביל קלוש או אפילו נעלם, עלי להשתמש ב- GPS של הטלפון כדי לקבל את הקואורדינטות שלי ולאחר מכן לבדוק את מיקומי על מפת נייר (לרוב אין לי אות ולכן מפות נייר הן חובה). על מנת לחסוך בסוללה של הטלפון שלי החלטתי לבנות מכשיר GPS בעל צריכת חשמל נמוכה המבוסס על ארדואינו ומשתמש בצג E-Ink. צג E-Ink צריך רק כוח כדי לממש את המסך, ולכן הוא מתאים היטב למכשירים לחיסכון באנרגיה.

מהו העיקרון של ה- GPS הזה?

אתה מפעיל את ה- GPS על ידי לחיצה על כפתור לחיצה, התצוגה מממשת את מיקומך, גובהך ומספר הלוויינים המשמשים לחישוב המיקום שלך ולאחר מכן נכבים באופן אוטומטי כדי לחסוך בסוללה. הודות לתצוגת E-Ink, מיקומך נשאר על המסך גם לאחר כיבוי ה- GPS. אתה יכול לשנות את מערכת הקואורדינטות המשמשת את ה- GPS (קו אורך/קו רוחב במעלות עשרוניות, מערכת UTM וגרסאותיה …) באמצעות לחצני לחיצה, כך שתוכל להשתמש בה עם מפות ממדינות רבות ומגוונות.

למדתי כל כך הרבה דברים במהלך הפרויקט הקטן הזה ומקווה שיהיה לך כיף כמו שעשיתי אותו!

כתב ויתור:

אני מספיק בטוח במבנה הזה כדי שאשתמש בו במהלך הטיולים הבאים, אך תמיד יהיה לי את הטלפון שלי כ- GPS גיבוי. אם אינך בטוח במה שאתה עושה אני ממליץ לך לקנות GPS מסחרי במקום לבנות אותו בעצמך. אני ממליץ לך לבדוק את המעגל ואת הקוד בעצמך ואיני יכול להיות אחראי אם ה- GPS שבנית על פי הוראה זו נכשל בך

דבר נוסף: ה- GPS הזה לא יפעל בנורווגיה ובסוואלברד במצב UTM. ואכן, רשת UTM אינה מעוצבת באופן זהה במקומות אלה בהשוואה לשאר העולם ולא יכולתי לכלול את הספציפיות הזו בארדואינו בגלל אילוצי זיכרון …

אספקה

- 1 x ארדואינו ננו

- 1 x Ublox-6m מודול GPS

- 1 x תצוגת E-Ink עם מודול זה. השתמשתי בזה:

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

- 1 x 18650 סוללת ליתיום יון (בערך 2000mah אמור להספיק)

- מחזיק סוללה 1 x 18650

- 1 x מודול טעינה והגנה לסוללות ליתיום מבוססות על TP4056 כמו זה:

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

- 1 x מתג שתי עמדות (סוג ON/OFF)

- 3 מתגי לחצן קטנים

- 1 x 1 MΩ נגד

- 1 x מטרה כללית של ערוץ N (הסרתי אחד מיחידת ספק כוח במחשב)

- 1 x לוח חשבונות

- חוטים

- 1 x לוח לחם לאב -טיפוס

שלב 1: אבות טיפוס ל- GPS

קודם כל אתה צריך להרכיב את המכשיר על לוח לחם כדי לבדוק את הרכיבים ואת קוד הארדואינו.

הפעלת ה- GPS

על מנת להפעיל את המכשיר השתמשתי בסוללת Li-Ion 18650 של 2000 מיליאמפר / שעה. סוג זה של סוללות צריך, בדיוק כמו סוללות Li-Po, להיטען ולפרוק אותו באופן מבוקר. טעינת הסוללה בצורה לא נכונה עלולה להצית או להתפוצץ ממש כמו לי-פו! כדי שתוכל לטעון אותו באמצעות מטען טלפוני קלאסי, עליך להשתמש במודול מבוסס TP4056.

בשלב זה אתה רק צריך להלחם את החוט החיובי (האדום) ממחזיק הסוללה ל- B+ במודול ואת החוט השלילי (השחור) ממחזיק הסוללה ל- B-. לאחר מכן עליך להלחים חוטים ל- OUT+ ו- OUT- במודול, הם יתחברו מאוחר יותר למכשיר.

חשוב: לאחר השלמת המכשיר נצטרך לחבר את הארדואינו למחשב, כאשר הדבר אכן חשוב להוציא את הסוללה מהמכשיר, אחרת קיים סיכון שהארדואינו יתחיל לטעון את הסוללה בתוך לא נכונה ויש שוב סיכון שהוא יעלה באש.

חיבור הדברים על לוח הלחם

השלב הבא עשוי להיות קצת מסובך: עליך לחבר הכל על לוח הלחם כך שיתאים לסכימה למעלה.

טיפ קטן: קח את המקסימום של המקום הפנוי על לוח הלוח שלך, ו … קח את הזמן;)

שלב 2: העלה את הקוד

עכשיו הגיע הזמן להעלות את הקוד על הארדואינו!

תחילה וודא שהסוללה הוצאה ממחזיק הסוללות, לאחר מכן חבר את הארדואינו למחשב, העלה את קוד הארדואינו המצורף ונתק את הארדואינו. סוף סוף תוכל להכניס את הסוללה למכשיר.

אם יש לך שאלה לגבי הקוד, אל תהסס לשאול אותם בקטע ההערות למטה!:)

שלב 3: לגרום לזה לעבוד

עכשיו הרשה לי להסביר כיצד ה- GPS הזה באמת עובד:

כאשר אתה לוחץ על הכפתור המחבר את הקרקע וסיכות 5V מהארדואינו במשך כ -3 שניות, ה- GPS מופעל.

ה- GPS יכול לאתחל בשני מצבים שונים: מצב התצורה ומצב ה- GPS בפועל. כדי לבחור את מצב האתחול עליך לשנות את המיקום של מתג שתי העמדות המחובר בין A0 לקרקע.

מצב תצורה: במצב זה תוכל לבחור אם ה- GPS מציג את מיקומך (קו אורך, אורך, גובה ומספר לוויינים המשמשים לחישוב המיקום שלך) במעלות עשרוניות או אם ברצונך להציג את מיקומך (מזרחה, צפון, גובה, אזור ומספר לוויינים המשמשים לחישוב המיקום שלך) המוקרנים ברשת UTM (או כל גרסה שלו כפי שנראה מאוחר יותר). כדי לעבור בין מצב מזרח/צפון ומדרגה/קו אורך פשוט לחץ על כפתור הלחיצה המחבר את A1 לקרקע עד שהתצוגה תראה "MODE: E/N" (למזרח/צפון) או "MODE: L/L" (עבור Latitude /קו אורך).

אם אתה רוצה את הקואורדינטות שלך במעלות עשרוניות, בחר במצב "L/L" ולאחר מכן החזר את מתג שתי המיקומים למצב GPS. ההגדרות שלך נשמרות כעת בזיכרון הארדואינו והמכשיר יסונכרן כעת עם הלוויינים ויציג את המיקום שלך, הגובה ומספר הלוויינים המשמשים לחישוב המיקום שלך. היזהר: עליך להיות בחוץ או קרוב לחלון כדי לאפשר ל- GPS לשמוע את הלוויינים! לאחר מכן המכשיר נכבה אוטומטית כדי לחסוך בסוללה.

כדי למצוא את המיקום שלך על מפה סביר להניח שתצטרך להשתמש בקואורדינטות שלך מבחינת מזרח ומזרח. מערכת זו היא למעשה הקרנה של קואורדינטות ה- GPS שלך ברשת. רוב הזמן המפה תהיה בוגרת במערכת UTM, אך מדינות מסוימות משתמשות בגרסה של מערכת זו ולכן עליך להגדיר פרמטר נוסף על מנת לבחור בין מערכת UTM לבין הגרסה של המפה שלך.

כדי למצוא את מערכת המפה שלך לעתים קרובות עליך לבדוק כתבי קודש זעירים בפינה שלה. אם המפה שלך נמצאת במערכת UTM, הפרמטרייזציה של ה- GPS היא פשוטה: פשוט לחץ על כפתור הלחיצה המחבר את A2 לקרקע כך שהמסך יראה "אזור: אוטומטי".

במדינות רבות המפות נמצאות בגרסה מקומית של מערכת UTM: למשל בשוודיה מפות נמצאות לעתים קרובות במערכת SWEREF 99 TM. מערכת זו משתמשת באותה הקרנה כמו מערכת UTM באזור 33 אך מורחבת לכל הארץ! המשמעות היא שאם אתה משתמש במפה ב- SWEREF 99 TM תצטרך לתקן את אזור ה- GPS ל -33 באופן ידני. לשם כך לחץ על כפתור הלחיצה המחבר את A2 לקרקע עד שהתצוגה תראה "אזור: AUTO" ולאחר מכן לחץ על כפתור הלחיצה המחבר את A1 לקרקע עד שהתצוגה תראה "אזור: 33". באופן דומה, בפינלנד רוב המפות משתמשות במערכת ETRS-TM35 שהיא מערכת UTM באזור 35 המורחבת לכל הארץ (לכן יהיה כאן כדי לבחור "אזור: 35"). להרבה מדינות יש גרסאות מסוג UTM מסוג זה.

לאחר שתבצע פרמטר נכון של ה- GPS פשוט החזר את מתג שתי המיקומים למצב GPS, ההגדרות שלך נשמרות כעת והמכשיר יסתנכרן עם הלוויינים, יציג את המיקום שלך ויכבה.

מצב GPS:

המכשיר יאתחל ויציג ישירות את המיקומים שלך בהתאם לפרמטרים המאוחסנים בזיכרון שלו. לאחר הדפסת המיקום המכשיר יכבה את עצמו ישירות כדי לחסוך בסוללה.

שלב 4: הלחם הרכיבים על לוח רצועות והרכב את המכשיר

כעת, כשהכל עובד, הלחם את הרכיבים בלוח החשפנות לפי הסכימה. אתה יכול להתחיל מאיך שארגן את הרכיבים על רצועת החשמל כנקודת מוצא לעיצוב לוח החשבונות. אל תהסס לגרד את הנחושת מכמה פסים על מנת ליצור מעגל קומפקטי יותר.

חשוב: אל תשכח להסיר את הנחושת על פני סיכות הארדואינו;)

לבסוף הדביקו את המסך, את מחזיק הסוללות ואת אנטנת מודול ה- GPS ללוח החשבונות בעזרת דבק חם. יש להשתמש בקלטת חשמל מבודדת במידת הצורך כדי להימנע מקצרים.

על מנת להשלים את המכשיר יש לך כעת שתי אפשרויות: תוכל לחפש באינטרנט קופסת פלסטיק שתתאים למימד ה- GPS המוגמר שלך (יהיה עליך לחתוך חורים למסך, לחצני הלחיצה, המתג והמיקרו כניסת מטען USB) או שאתה יכול להדפיס תלת-ממד מארז פלסטיק שיתאים באופן מושלם לבנייתך.