Jurnal de date GPS wireless pentru animale sălbatice: 9 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

În acest instructiv, vă vom arăta cum să creați un jurnal de date GPS bazat pe Arduino, mic și ieftin, cu capacitate wireless!

Utilizarea telemetriei pentru a studia mișcarea faunei sălbatice poate fi un instrument foarte important pentru biologi. Vă poate spune unde trăiesc animalele, unde se hrănesc și cât de departe călătoresc în fiecare zi. Biologii folosesc apoi aceste informații pentru a ajuta la conservarea animalelor și a mediului lor.

Am folosit acest data logger pe vulpi zburătoare (numite și lilieci de fructe) și împreună cu alții am descoperit că vulpile zburătoare zboară peste 40 km în fiecare noapte, revenind să se hrănească în același copac.

Acest jurnal de date:

• are o autonomie wireless de peste 2 km
• o durată de viață a bateriei de peste 2 săptămâni (folosind bateria descrisă în Materiale și instrumente)
• transmite locația sa actuală într-un „bătăi ale inimii” la fiecare 5 minute
• poate stoca 100 de locații în EEPROM
• și poate transmite sau „descărca” aceste date către receptor zilnic sau când vi se comandă

Dezvoltând un jurnal de date GPS bazat pe Arduino, mic și ieftin, cu capacitate wireless, am oferit studenților, cetățenilor de știință și grupurilor comunitare echipamentele necesare pentru a studia mișcarea faunei sălbatice locale.

Pasul 1: Materiale și instrumente

Pentru a construi acest instructabil, va trebui să vă ordonați spațiul producătorilor, să adunați materialele (de mai jos) și să conectați fierul de lipit! Dacă nu știți ce capăt al fierului se încălzește (indiciu: este capătul ascuțit), atunci ar trebui să găsiți un prieten care să vă ajute!

1 x Arduino Pro Mini 328 - 3,3V / 8MHz

1 x Modul GPS GTOP LadyBird 1 (PA6H)

2 x transmițător RF HM-TRP 433Mhz RF

Aici, în Australia, folosim 433Mhz, este pus la dispoziția amatorilor sub licența clasei Radiocomunicații (Dispozitive cu potențial de interferență redusă) 2015. În funcție de locația dvs., poate fi necesar să utilizați un transceiver care funcționează pe altă frecvență! Încercați transmițătorul RF FSK HM-TRP 868Mhz sau transmițătorul RF FSK HM-TRP 915Mhz.

1 x baterie litiu AXIAL 1 / 2AA 3.6v

1 x 10k ohm rezistențe de film metalic de 0,5 wați - pachet de 8

Pasul 2: Începeți cu un Arduino Pro Mini

1. Lipiți pinii antetului pe tablă
2. Eliminați butonul de resetare

Vedeți imaginea de mai sus pentru câteva sfaturi!

Pasul 3: Cablarea modulului GPS pe placa Arduino

Urmăriți împreună cu imaginile de mai sus

Familiarizați-vă cu foaia de date GPS, sau o puteți purta!

1. Lipiți o lungime de fir roșu pe pinul 4 al modulului GPS (VBACKUP)
2. Lipiți o lungime de fir negru pe pinul 12 al modulului GPS (GND)
3. Folosind bandă dublă, atașați GPS-ul la partea inferioară a plăcii Arduino
4. Îndoiți firul negru de-a lungul fundului plăcii Arduino și lipiți-l pe GND (lângă RAW!)
5. Împingeți un picior de rezistență prin pinul 9 al plăcii Arduino și lipiți pe pinul 1 al modulului GPS
6. Tăiați și pliați piciorul rezistorului în jos pe pinii 9, 8, 7 și 6 și lipiți
7. Îndoiți firul roșu peste partea superioară a plăcii Arduino și lipiți pe VCC
8. Împingeți un picior de rezistență prin pinii 5 și 4 ai plăcii Arduino și lipiți pe pinii 9 și 10 ai modulului GPS
9. Tăiați picioarele rezistorului la nivel cu placa Arduino și lipiți

Modulul GPS este acum gata pentru testare!

Pasul 4: Testarea modulului GPS

Este întotdeauna o idee bună să vă testați modulul GPS înainte de a continua.

1. Instalați Arduino IDE pe computer
2. Încărcați codul de mai jos în jurnalul de date folosind un breakout FTDI - 3.3V
3. Deschideți Serial Monitor pe Arduino IDE, ar trebui să puteți vedea acum datele transmise de la modulul GPS către placa Arduino
4. De asemenea, puteți utiliza alte programe precum u-center pentru a citi datele GPS și pentru a vă oferi alte informații, precum câți sateliți sunt vizibili și acuratețea datelor de locație!

Nu uitați, poate fi necesar să ieșiți afară, astfel încât modulul GPS să poată prelua semnale de la sateliți!

Pasul 5: Trecerea la rețea fără fir

Aruncați o privire la foaia de date pentru acest transceiver. Ce placă mică, inteligentă, transmite până la un Xbee Pro de 60 mW cu o antenă cu fir, dar folosește mult mai puțin curent, astfel încât bateria noastră să reziste mai mult!

1. Lipiți un rezistor de 10K pe partea superioară a plăcii de emisie-recepție între VCC și ENABLE, acest lucru va trage ENABLE sus pentru dormit, căscat !!!
2. Lipiți o lungime de sârmă pe partea de jos a plăcii de emisie-recepție între VCC și CONFIG, acest lucru va trage CONFIG sus pentru comunicare
3. Puneți o bandă izolatoare pe partea laterală a modulului GPS, acest lucru va împiedica scurtcircuitarea plăcii transceiverului pe partea laterală a carcasei modulului GPS.
4. Lipiți o altă lungime a firului roșu la VCC, galben la TX, negru la GND, alb la RX și albastru la ENABLE
5. Așezați placa transmițătorului pe piesa rămasă de bandă dublă
6. Trageți firul roșu sub placa Arduino și lipiți pe VCC
7. Mai întâi trageți firul negru peste rezistor, apoi jos sub placa Arduino, lipiți la GND
8. Apoi galben la pinul 2, alb la pinul 3 și albastru la pinul A2

Ce efort. Bravo, ai ajuns acolo!

Pasul 6: Veți avea nevoie de un receptor

Nu are prea mult rost să ai un înregistrator de date GPS fără fir dacă nu ai un receptor și nu ar putea deveni mai ușor decât această configurare!

1. Ia-ți al doilea transceiver, ai primit două, nu-i așa!
2. Lipiți o lungime de fir roșu între VCC și CONFIG
3. Lipiți o lungime de fir negru între GND și ENABLE
4. Lipiți o altă lungime a firului roșu la VCC, negru la GND, galben la TX și alb la RX
5. Acum puneți niște știfturi de antet în breakout-ul FTDI
6. Lipiți firul roșu la VCC, firul negru la GND, galben la RX și alb la TX (vedeți cum am inversat firele care conectează TX și RX, complicat, complicat, corect!)

Acum suntem pregătiți pentru unele comunicări wireless!

Pasul 7: O notă privind antenele

Antenele fac diferența, dar cu animale sălbatice, uneori trebuie să le menținem mici.

Cea mai bună antenă pentru înregistratorul de date și receptor este o antenă dipol, pur și simplu, lipiți o lungime de 173 mm de sârmă la pinul ANT de pe transceiver și o lungime separată de 173 mm de sârmă la pinul GND. Această combinație ne va oferi o linie de vizibilitate de peste 2 km.

Uneori, pur și simplu nu puteți avea fire care atârnă, viața sălbatică are în general dinți mari și va mușca și mesteca și va distruge antenele sau chiar înregistrările de date! Pentru a vă ascunde antenele, le puteți rula, aceasta se numește antenă elicoidală sau cu arc. Înfășurați-vă firul în jurul unei șurubelnițe mici, începeți la sfârșit și rotiți-l spre transceiver.

P. S. știi ce altceva face o antenă grozavă, un lider de sârmă de pescuit? Sunt, în general, realizate din sârmă de oțel împletită cu un strat de plastic, extrem de rezistent și foarte flexibil. Excelent pentru utilizare pe animale sălbatice care se pot târâ sub sau în jurul vegetației.

Pasul 8: Testarea aparatelor de radio

1. Încărcați codul de mai jos în jurnalul de date folosind un breakout FTDI - 3.3V
2. Scoateți jurnalul de date din panoul FTDI și porniți jurnalul de date folosind bateria sau orice altă sursă de alimentare de 3,3 V, + la VCC și - la GND
3. Introduceți receptorul în breakout-ul FTDI (de obicei, trebuie să eliminați breakout-ul FTDI din portul USB al computerelor înainte de a schimba perifericele)
4. Porniți Arduino IDE și deschideți monitorul serial
5. Setați Serial Monitor la 9600 bps și „Fără terminare de linie”
6. Tastați „tx” și faceți clic pe Trimitere
7. Ar trebui să primiți un mesaj de la jurnalul de date GPS care să spună „TEST OK!”

Pasul 9: Implementarea jurnalului de date GPS fără fir

Gata, testarea este completă, acum încărcați codul de mai jos folosind Arduino IDE și breakout-ul dvs. FTDI și gata! Aveți acum un înregistrator de date GPS fără fir pentru a fi utilizat pe animale sălbatice.

Cunoașteți-vă data logger-ul înainte de a-l implementa, învățați să ascultați bătăile inimii folosind receptorul și monitorul serial (vor exista unul la fiecare 5 minute și nu uitați că data logger-ul trebuie să fie afară). Odată ce ați primit bătăile inimii, aveți la dispoziție 5 secunde pentru a tasta „tx” și a faceți clic pe Trimitere, apoi toate datele vor fi „aruncate” pe ecran, doar copiați și lipiți în software-ul de cartografiere la alegere.

Familiarizați-vă cu codul, îl puteți schimba pentru a face orice doriți. Urmărind un urs, de ce nu folosiți o baterie mai mare și primiți un ritm cardiac în fiecare minut!

Nu vă voi spune cum să vă împachetați jurnalul de date sau cum să îl atașați la viața sălbatică, decizia dvs. și comitetul dvs. de etică vor decide! Vă voi spune că pur și simplu ne-am încorporat jurnalele de date cu termoreglare, le-ați putea „adăuga” în epoxidice dacă doriți ceva mai robust!

Un strigăt uriaș către toți oamenii care m-au ajutat cu acest lucru de-a lungul anilor și noroc cu înregistratorul de date GPS fără fir!

Premiul I la Concursul Wireless

Premiul I la Concursul Arduino 2017