Raspberry Pi GPS Logger: 10 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Este instrutível explica como construir um logger GPS compacto com um framboesa pi zero. A principal vantagem deste sistema é que inclui uma bateria e, portanto, é muito compacto.

O dispositivo armazena os dados em um arquivo.nmea. Os seguintes dados podem ser facilmente mostrados no google earth:

• Posição
• Velocidade
• Altitude
• Distância

Este sistema pode ser usado em locais onde você não deseja colocar seu smartphone, por exemplo:

• Longboarding (especialmente downhill)
• Em um drone

Etapa 1: Material

Para realizar isso instrutível, você precisa do seguinte hardware:

• Raspberry Pi Zero com adaptador HDMI e USB
• Cartão micro SD
• GPS Adafruit
• Carregador Powerboost Adafruit 500mAh
• Bateria Li-Po, que pode fornecer energia suficiente para o aumento de potência (2500mAh no tutoriel)
• Stripboard PCB (pelo menos 29 x 23 orifícios)
• fio de cobre somme
• 2 resistores de 200 Ohm (ou com mais resistência)
• 3 resistências de 10 kiloohm
• LEDs verdes e vermelhos (LED e pacote de resistores)
• 3x botões de pressão

As ferramentas de que você precisa:

• computador com leitor de cartão SD
• keboard para o pi de framboesa
• tela com HDMI
• cabo HDMI
• Cabo Ethernet
• Adaptador USB para LAN
• Estação de solda
• algumas pinças para cortar e dobrar fios de cobre

Você pode usar outro raspberry pi (não um zero) para a instalação se não tiver os adaptadores corretos.

Aviso: As baterias de lítio podem ser muito perigosas! Escolha uma bateria Li-Po que possa fornecer energia suficiente e que tenha um circuito de proteção embutido. Não sou responsável em caso de acidente.

Etapa 2: instale o Raspberry Pi

Para instalar o raspberry pi, você precisa fazer o download de duas coisas:

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

Certifique-se de baixar a versão de 32 bits do Raspbian.

Instale o Win32DiskImager e abra-o. Selecione o arquivo Raspbianimg e um cartão SD vazio. Pressione o botão de gravação, espere até que o win32DiskImager tenha terminado e remova o cartão SD do computador.

Etapa 3: adicionar script

A maneira mais simples de adicionar o script é copiá-lo para o cartão SD com um computador.

Copie os arquivos deste repositório para a partição do cartão SD ou clone o repositório no raspberry pi e mova-o para a pasta / boot.

Repositório Github:

E se você gosta de programação confira meu Instagram:)

Etapa 4: instalar pacotes

Se você tiver o adaptador Ethernet e HDMI, conecte o raspberry pi zero a um monitor HDMI e à rede. Coloque o cartão SD e comece o framboesa pi. Se você não tiver os adaptadores, pode usar outro raspberry pi para a instalação. Neste projeto eu usei um framboesa pi modelo B.

Inicie o raspberry pi e digite o nome de usuário padrão: pi e a senha: raspberry. Digite o comando para iniciar a ferramenta de configuração.

sudo raspi-config

Expanda o sistema de arquivos para garantir que todo o cartão SD seja usado e desative o terminal serial na seção avançada. Você também pode alterar a senha, o layout do teclado ou habilitar o SSH.

Antes de instalar o pacote, reinicie o raspberry pi e faça uma atualização:

sudo apt-get update

Em seguida, instale todos os pacotes python para comunicação com o GPS e GPIO.

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

Etapa 5: configurar o Crontab

Para que o script escute os botões conectados ao GPIO, precisamos que ele seja executado logo após o raspberry pi ser inicializado. Para fazer isso, precisamos do crontab. O Crontab é instalado por padrão.

sudo crontab -e

Se uma mensagem de erro for exibida, pressione Enter.

no final do arquivo, logo após os comentários, adicione a seguinte linha:

@reboot sh /boot/gps.sh

Isso executará o script gps.sh após cada inicialização. Salve as modificações e feche o editor com CTRL + O e CTRL + X. Seu pi de framboesa está pronto, você pode desligá-lo com:

sudo shutdown now

Etapa 6: Diagrama de PCB

Nas fotos você vê os diagramas que fiz para o PCB deste projeto.

Para o diagrama PCB:

• As linhas verticais são os jumpers.
• Os pontos são pontos de solda
• Os círculos são conexões com componentes fora do PCB
• E as cruzes são quebras nas faixas de cobertura.
• Os retângulos são resistores (o símbolo é o europeu)
• As linhas horizontais são para melhor compreensão do circuito

A segunda imagem explica cada conexão externa do PCB principal.

Você pode querer melhorar, mudar meus diagramas ou adicionar outras funcionalidades ao circuito. Por exemplo, você pode adicionar um sensor de temperatura, umidade ou aceleração. Mas lembre-se de que você precisa de espaço para cada componente (raspberry pi, gps, powerboost e bateria) e que o conector USB powerboost deve estar acessível para carregar a bateria.

Nota: Os diagramas são vistas do lado de cobre dos PCBs.

Etapa 7: Botões de solda e LED

Para a interface do usuário, corte um pequeno PCB para soldar os LEDs e botões neles. Se o PCB tiver linhas de cobre como na imagem, você precisa de uma ferramenta para interromper a tira de cobre. Se você não tiver uma ferramenta como essa, basta usar algo afiado, como um pedaço de alumínio de um disquete antigo.

Na primeira imagem você vê o PCB que está pronto, com um fio para cada componente (LED ou botão) e um fio terra comum. Cada um desses fios deve ser soldado ao PCB principal.

Nota: O cobre marrom no PCB é devido ao calor do ferro de solda.

Etapa 8: Prepare o PCB

Corte um PCB com 23 linhas e 29 colunas. É muito útil se o PCB tiver linhas de cobre e não apenas anéis em torno de cada orifício. Prepare jumpers de um fio para interconectar as linhas do PCB. Interrompa a linha de cobre nos locais mostrados no diagrama da etapa 6 (cruzes).

Etapa 9: PCB de solda

Comece a soldar os jumpers, porque eles são os componentes menores. Corte todo o excesso de fio e pinos.

Continue com os resistores. Após os resistores, o PCB está pronto.

Agora precisamos preparar o outro PCB (GPS, power boost e raspberry pi). Solde os pinos necessários a esses componentes (consulte o diagrama).

Finalmente, você pode soldar todas as peças juntas. Tenha cuidado ao soldar, os conectores da bateria não devem tocar uns nos outros.

Para proteger o dispositivo, coloque-o em um carboard ou caixa. Não é necessário, depende de onde você o usa.

Etapa 10: Uso

Coloque o cartão SD instalado no pi zero e ligue o dispositivo mudando a chave. Até que o LED vermelho acenda, o raspberry pi está pronto para registrar os dados GPS do receptor GPS.

O LED vermelho no receptor GPS provavelmente está piscando uma vez por segundo, isso significa que o receptor está pesquisando satélites. Vá ao ar livre e espere alguns minutos, o piscar mudará de uma vez por segundo para uma vez a cada 15 segundos, isso significa que encontrou satélites suficientes para calcular as coordenadas.

Para iniciar o registro das coordenadas pressione o botão ao lado do LED verde (inicie no diagrama)