GPS de economisire a energiei cu afișaj cu cerneală electronică: 4 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

În fiecare vară merg la drumeții în locuri îndepărtate. Uneori, când traseul este slab sau chiar dispare, trebuie să folosesc GPS-ul telefonului pentru a obține coordonatele și apoi să-mi verific poziția pe o hartă pe hârtie (de multe ori nu am semnal, astfel încât hărțile pe hârtie sunt obligatorii). Pentru a economisi bateria telefonului meu, am decis să construiesc un dispozitiv GPS de mică putere bazat pe arduino și folosind un afișaj E-Ink. Un afișaj E-Ink are nevoie doar de energie pentru a actualiza ecranul, prin urmare este potrivit pentru dispozitivele cu economie de energie.

Care este principiul acestui GPS?

Porniți GPS-ul apăsând un buton, afișajul vă actualizează locația, altitudinea și numărul de sateliți utilizați pentru a calcula locația dvs. și apoi se oprește automat pentru a economisi bateria. Datorită afișajului E-Ink, locația dvs. rămâne pe ecran chiar și după oprirea GPS-ului. Puteți schimba sistemul de coordonate utilizat de GPS (longitudine / latitudine în grade zecimale, sistemul UTM și variantele sale …) folosind butoane, astfel încât să îl puteți folosi cu hărți din multe țări diferite.

Am învățat atât de multe lucruri în timpul acestui mic proiect și sper că vă veți distra la fel de mult ca mine făcându-l!

Declinare de responsabilitate:

Sunt suficient de încrezător în această versiune, astfel încât să îl folosesc în următoarele excursii, totuși voi avea întotdeauna telefonul ca GPS de rezervă. Dacă nu sunteți sigur de ceea ce faceți, vă sfătuiesc să cumpărați un GPS comercial în loc să construiți unul singur. Vă încurajez să verificați singur circuitul și codul și nu pot fi tras la răspundere în cazul în care GPS-ul pe care l-ați construit în conformitate cu acest instructable vă dă greș

Un alt lucru: acest GPS nu va funcționa în Norvegia și Svalbard în modul UTM. Într-adevăr, grila UTM nu este concepută în același mod în aceste locuri comparativ cu restul lumii și nu am putut include această specificitate în arduino din cauza constrângerilor de memorie …

Provizii

- 1 x Arduino Nano

- 1 x modul GPS Ublox-6m

- 1 x afișaj E-Ink cu modulul său. L-am folosit pe acesta:

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

- 1 baterie Li-Ion 18650 (aproximativ 2000 mAh ar trebui să fie suficient)

- 1 x suport baterie 18650

- 1 x modul de încărcare și protecție pentru baterii Li-Ion bazat pe un TP4056 ca acesta:

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

- 1 x comutator cu două poziții (tip ON / OFF)

- 3 comutatoare cu buton mic

- rezistor 1 x 1 MΩ

- 1 x MOSFET de canal N de uz general (am scăpat unul de pe o unitate de alimentare a computerului)

- 1 x fâșie

- Fire

- 1 x Breadboard pentru prototipare

Pasul 1: Prototiparea GPS-ului

Mai întâi de toate, trebuie să asamblați dispozitivul pe o placă pentru a testa componentele și codul arduino.

Alimentarea GPS-ului

Pentru a alimenta dispozitivul am folosit o baterie Li-Ion 18650 de 2000 mAh. Acest tip de baterie trebuie, la fel ca bateriile Li-Po, să fie încărcate și descărcate în mod controlat. Încărcarea bateriei într-un mod greșit poate lua foc sau chiar exploda la fel ca un Li-Po! Pentru a-l putea încărca folosind un încărcător de telefon clasic, trebuie să utilizați un modul bazat pe TP4056.

În acest prim pas trebuie doar să lipiți firul pozitiv (roșu) de la suportul bateriei la B + pe modul și firul negativ (negru) de la suportul bateriei la B-. Apoi, trebuie să lipiți firele la OUT + și OUT- pe modul, acestea se vor conecta ulterior la dispozitiv.

IMPORTANT: Odată ce dispozitivul este finalizat, va trebui să conectăm arduino la computer, atunci când facem acest lucru este IMPORTANT să scoateți bateria de pe dispozitiv, altfel există riscul ca arduino să înceapă să încarce bateria într-un într-un mod incorect și există, din nou, riscul ca acesta să ia foc.

Cablarea lucrurilor pe tablă

Următorul pas poate fi un pic dificil: trebuie să conectați totul pe panou, astfel încât să se potrivească schemei de mai sus.

Un mic sfat: luați maximum de spațiu disponibil pe panoul dvs. și … luați-vă timp;)

Pasul 2: încărcați codul

Acum este timpul să încărcați codul pe arduino!

Mai întâi asigurați-vă că bateria este scoasă din suportul bateriei, apoi conectați arduino la computer, încărcați codul arduino atașat și deconectați arduino. Puteți pune în cele din urmă bateria în dispozitiv.

Dacă aveți întrebări despre cod, nu ezitați să le adresați în secțiunea de comentarii de mai jos!:)

Pasul 3: Faceți-o să funcționeze

Acum permiteți-mi să explic cum funcționează efectiv acest GPS:

Când apăsați butonul care conectează solul și pinii + 5V de la arduino timp de aproximativ 3 secunde, GPS-ul pornește.

GPS-ul poate porni în două moduri diferite: modul de configurare și modul GPS real. Pentru a alege modul în care porniți, trebuie să schimbați poziția comutatorului de două poziții conectat între A0 și masă.

Mod de configurare: În acest mod puteți alege dacă GPS-ul afișează locația dvs. (latitudine, longitudine, altitudine și numărul de sateliți utilizați pentru a calcula locația dvs.) în grade zecimale sau dacă doriți să vă afișeze locația (est, nord, altitudine, zona și numărul de sateliți utilizați pentru a calcula locația dvs.) proiectat pe grila UTM (sau orice altă variantă a acesteia, așa cum vom vedea mai târziu). Pentru a comuta între modul Est / Nord și Latitudine / Longitudine, trebuie doar să apăsați butonul care conectează A1 la sol până când pe afișaj apare „MODE: E / N” (pentru Est / Northing) sau „MOD: L / L” (pentru Latitude /Longitudine).

Dacă doriți coordonatele dvs. în grade zecimale, selectați modul "L / L" și apoi comutați înapoi comutatorul cu două poziții în modul GPS. Setările dvs. sunt acum salvate în memoria arduino, iar dispozitivul se va sincroniza acum cu sateliții și vă va afișa poziția, altitudinea și numărul de sateliți utilizați pentru a calcula locația dvs. Atenție: trebuie să fiți în afara sau aproape de o fereastră pentru a permite GPS-ului să audă sateliții! Apoi, dispozitivul se oprește automat pentru a economisi bateria.

Pentru a vă găsi poziția pe o hartă, va trebui probabil să utilizați coordonatele dvs. în ceea ce privește estul și nordul. Acest sistem este de fapt o proiecție a coordonatelor GPS pe o rețea. De cele mai multe ori harta va fi gradată în sistemul UTM, dar unele țări utilizează o variantă a acestui sistem, prin urmare, trebuie să setați un alt parametru pentru a alege între sistemul UTM și varianta hărții dvs.

Pentru a găsi sistemul hărții dvs., trebuie să verificați adesea scripturi minuscule într-un colț al acesteia. Dacă harta dvs. este în sistem UTM, parametrizarea GPS-ului este simplă: trebuie doar să apăsați butonul care conectează A2 la sol, astfel încât ecranul să afișeze „ZONE: AUTO”.

În multe țări hărțile se află într-o variantă locală a sistemului UTM: de exemplu, în Suedia hărțile sunt adesea în sistemul SWEREF 99 TM. Acest sistem utilizează aceeași proiecție ca sistemul UTM din zona 33, dar extins la întreaga țară! Aceasta înseamnă că, dacă utilizați o hartă în SWEREF 99 TM, va trebui să reparați manual zona GPS-ului la 33. Pentru aceasta, apăsați butonul care conectează A2 la sol până când pe afișaj apare „ZONE: AUTO” și apoi apăsați butonul care conectează A1 la sol până când pe afișaj apare „ZONE: 33”. În mod similar, în Finlanda majoritatea hărților folosesc sistemul ETRS-TM35, care este sistemul UTM din zona 35 extinsă la întreaga țară (prin urmare, aici ar trebui să selectați „ZONE: 35”). Multe țări au acest tip de variante de sistem UTM.

Odată ce ați parametrizat corect GPS-ul, reveniți la comutatorul cu două poziții în modul GPS, setările dvs. sunt acum salvate, iar dispozitivul se va sincroniza cu sateliții, vă va afișa poziția și se va opri.

Mod GPS:

Dispozitivul va porni și vă va afișa direct pozițiile în funcție de parametrii stocați în memoria sa. Odată ce poziția este tipărită, dispozitivul se va închide direct pentru a economisi bateria.

Pasul 4: lipiți componentele de pe o placă de bandă și asamblați dispozitivul

Acum că totul funcționează, lipiți componentele de pe panou conform schemei. Puteți începe de la modul în care ați organizat componentele pe bandă ca punct de plecare pentru proiectarea panoului. Nu ezitați să zgâriați cuprul de pe niște dungi pentru a face un circuit mai compact.

Important: Nu uitați să îndepărtați cuprul de pe pinii arduino;)

În cele din urmă, lipiți ecranul, suportul bateriei și antena modulului GPS pe placă cu lipici fierbinte. Folosiți bandă electrică izolatoare dacă este necesar pentru a evita scurtcircuitele.

Pentru a finaliza dispozitivul, aveți acum două opțiuni: puteți căuta online o cutie de plastic care să corespundă dimensiunii GPS-ului dvs. finit (va trebui să tăiați găuri pentru ecran, butoane, comutator și micro Intrare încărcător USB) sau puteți imprima 3D o carcasă din plastic care se potrivește perfect construcției dvs.