Brezžični zapisovalnik podatkov GPS za prosto živeče živali: 9 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

V tem navodilu vam bomo pokazali, kako narediti majhen in poceni zapisovalnik podatkov na osnovi Arduino z brezžično zmogljivostjo!

Uporaba telemetrije za preučevanje gibanja prosto živečih živali je lahko zelo pomembno orodje za biologe. Lahko vam pove, kje živali živijo, kje se hranijo in kako daleč potujejo vsak dan. Biologi nato te podatke uporabijo za ohranjanje živali in njihovega okolja.

Ta zapisovalnik podatkov smo uporabili pri letečih lisicah (imenovanih tudi sadni netopirji) in skupaj z drugimi odkrili, da leteče lisice vsako noč letijo več kot 40 km in se vračajo krmiti na istem drevesu.

Ta zapisovalnik podatkov:

• ima brezžični doseg več kot 2 km
• življenjska doba baterije več kot 2 tedna (z uporabo baterije, opisane v Materiali in orodje)
• oddaja svojo trenutno lokacijo v "srčnem utripu" vsakih 5 minut
• lahko shrani 100 lokacij v svoj EEPROM
• in lahko te podatke prenaša ali "odlaga" na sprejemnik dnevno ali po ukazu

Z razvojem majhnega in poceni zapisovalnika GPS podatkov na osnovi Arduina z brezžično zmogljivostjo smo študentom, državljanskim znanstvenikom in skupnostim zagotovili opremo, potrebno za preučevanje gibanja njihovih lokalnih prosto živečih živali.

Korak: Materiali in orodja

Če želite zgraditi ta navodila, boste morali urediti prostor proizvajalcev, zbrati materiale (spodaj) in priključiti spajkalnik! Če ne veste, kateri konec likalnika se segreje (namig: to je špičast konec), potem najbrž poiščite prijatelja, ki vam pomaga!

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

1 x GTOP LadyBird 1 (PA6H) GPS modul

2 x HM-TRP 433Mhz RF FSK oddajnik

Tukaj v Avstraliji uporabljamo 433 Mhz, na voljo je amaterjem po licenci za radiokomunikacije (nizko interferenčne potencialne naprave) razreda 2015. Odvisno od vaše lokacije boste morda morali uporabiti oddajnik, ki deluje na drugi frekvenci! Preizkusite oddajnik RF FSK HM-TRP 868 Mhz ali oddajnik RF FSK HM-TRP 915 Mhz RF.

1 x litijeva AXIAL 1/2AA 3,6v baterija

1 x 10k Ohm 0,5 -vatni kovinski filmski upori - paket po 8

Korak: Začnite z Arduino Pro Mini

1. Zataknite zatiče glave na ploščo
2. Odstranite gumb za ponastavitev

Za nasvete glejte zgornjo sliko!

3. korak: Priključite modul GPS na ploščo Arduino

Sledite zgornjim slikam

Seznanite se s podatkovnim listom GPS ali pa ga preprosto preglejte!

1. Pripnite dolžino rdeče žice na pin 4 modula GPS (VBACKUP)
2. Dolgo črno žico spajkajte na pin 12 modula GPS (GND)
3. Z dvostranskim trakom pritrdite GPS na dno plošče Arduino
4. Črno žico prepognite vzdolž dna Arduino plošče in spajkajte na GND (poleg RAW!)
5. Potisnite uporno nogo skozi zatič 9 plošče Arduino in spajkajte na zatič 1 modula GPS
6. Odrežite in upognite nogo upora na zatiče 9, 8, 7 in 6 in spajkajte
7. Rdečo žico prepognite na vrh plošče Arduino in spajkajte na VCC
8. Potisnite uporno nogo skozi zatiče 5 in 4 plošče Arduino in spajkajte na zatiči 9 in 10 modula GPS
9. Noge upora upognite z Arduino ploščo in spajkanjem

Vaš GPS modul je zdaj pripravljen za testiranje!

4. korak: Preizkusite modul GPS

Vedno je dobro, da pred nadaljevanjem preizkusite svoj GPS modul.

1. Namestite Arduino IDE v računalnik
2. Spodnjo kodo naložite v zapisovalnik podatkov s prekinitvijo FTDI - 3.3V
3. Odprite serijski monitor v Arduino IDE, zdaj bi morali videti podatke, ki se prenašajo iz vašega modula GPS na ploščo Arduino
4. Uporabite lahko tudi drugo programsko opremo, kot je u-center, za branje podatkov GPS in podajanje drugih podatkov, na primer, koliko satelitov je na vidiku in točnost podatkov o vaši lokaciji!

Ne pozabite, morda boste morali iti ven, da lahko modul GPS pobere signale s satelitov!

5. korak: Brezžično

Oglejte si podatkovni list tega oddajnika. Kakšna pametna deska, oddaja kar 60 mW Xbee Pro z žično anteno, vendar porabi veliko manj toka, zato bo baterija zdržala dlje!

1. Spajite 10K upor na vrh oddajniške plošče med VCC in ENABLE, to bo potegnilo ENABLE visoko za spanje, zehanje !!!
2. Spajkajte dolžino žice na dnu oddajne plošče med VCC in CONFIG, to bo potegnilo CONFIG visoko za komunikacijo
3. Na stran modula GPS postavite nekaj izolacijskega traku, kar bo preprečilo kratki stik oddajne plošče na strani ohišja modula GPS
4. Spajkajte drugo dolžino rdeče žice na VCC, rumeno na TX, črno na GND, belo na RX in modro na ENABLE
5. Oddajno ploščo postavite na preostali kos dvostranskega traku
6. Rdečo žico pod ploščo Arduino povlecite in spajkajte na VCC
7. Najprej potegnite črno žico čez upor in nato pod ploščo Arduino, spajkajte na GND
8. Nato rumeno na pin 2, belo na pin 3 in modro na pin A2

Kakšen napor. Bravo, prideš tja!

6. korak: Potrebovali boste sprejemnika

Brezžični zapisovalnik podatkov GPS nima smisla, če nimate sprejemnika, in to ne bi moglo biti lažje od te nastavitve!

1. Zgrabi svoj drugi oddajnik, dva si pa dobil, kajne!
2. Spajkajte dolžino rdeče žice med VCC in CONFIG
3. Spajkajte dolžino črne žice med GND in ENABLE
4. Spajkajte drugo dolžino rdeče žice na VCC, črno na GND, rumeno na TX in belo na RX
5. Zdaj vstavite nekaj zatičev glave v prelom FTDI
6. Rdečo žico spajkajte na VCC, črno žico na GND, rumeno na RX in belo na TX (poglejte, kako smo obrnili žice, ki povezujejo TX in RX, zapleteno, zapleteno, kajne!)

Zdaj smo pripravljeni na brezžično komunikacijo!

7. korak: Opomba o antenah

Antene so pomembne, vendar jih moramo pri divjadi včasih obdržati majhne.

Najboljša antena za vaš zapisovalnik podatkov in sprejemnik je dipolna antena, preprosto spajkate 173 mm dolžino žice na pin ANT na oddajniku in ločite žico dolžine 173 mm na pin GND. Ta kombinacija nam bo dala vidno polje več kot 2 km.

Včasih preprosto ne morete viseti žic, prostoživeče živali imajo na splošno velike zobe in grizejo in žvečijo ter uničujejo antene ali celo zapisovalnike podatkov! Če želite skriti antene, jih lahko zvijete. To se imenuje spiralna ali vzmetna antena. Preprosto ovijte svojo žico okoli majhnega izvijača, začnite na koncu in jo zavijte proti oddajniku.

P. S. ali veste, kaj je še odlična antena, vodja ribiške žice. Na splošno so iz pletene jeklene žice s plastično prevleko, izredno močne in zelo prilagodljive. Odlično za uporabo na prosto živečih živalih, ki se lahko plazijo pod vegetacijo ali okoli nje.

8. korak: Preizkusi radijske postaje

1. Spodnjo kodo naložite v zapisovalnik podatkov s prekinitvijo FTDI - 3.3V
2. Odstranite zapisovalnik podatkov iz prekinitve FTDI in vklopite zapisovalnik podatkov z baterijo ali katerim koli drugim 3,3 v napajalnikom, + do VCC in - do GND
3. Vstavite sprejemnik v izhod FTDI (ponavadi morate odstraniti prekinitev FTDI iz vrat USB računalnika, preden zamenjate zunanje naprave)
4. Zaženite Arduino IDE in odprite serijski monitor
5. Nastavite serijski monitor na 9600 b / s in "Brez konca vrstice"
6. Vnesite 'tx' in kliknite Pošlji
7. Od zapisovalnika podatkov GPS bi morali prejeti sporočilo z napisom 'TEST OK!'

9. korak: Uvedba vašega brezžičnega zapisovalnika podatkov GPS

To je to, testiranje je končano, zdaj naložite spodnjo kodo z uporabo Arduino IDE in vašega preboja FTDI in končali ste! Zdaj imate brezžični zapisovalnik podatkov GPS za uporabo na prosto živečih živalih.

Spoznajte svoj zapisovalnik podatkov, preden ga namestite, naučite se poslušati srčni utrip s sprejemnikom in serijskim monitorjem (eno bo vsakih 5 minut in ne pozabite, da mora biti zapisovalnik podatkov zunaj). Ko prejmete srčni utrip, imate 5 sekund časa, da vtipkate 'tx' in kliknete Pošlji, nato pa se vsi podatki 'naložijo' na vaš zaslon, samo kopirajte in prilepite v programsko opremo za preslikavo po vaši izbiri.

Seznanite se s kodo, lahko jo spremenite, če želite. Sledenje medvedu, zakaj ne bi uporabili večje baterije in dobili vsako minuto srčni utrip!

Ne bom vam povedal, kako zapakirati svoj zapisovalnik podatkov ali kako ga pritrditi na prosto živeče živali, o tem se odločite vi in vaša etična komisija! Povedal vam bom, da smo naše zapisovalnike podatkov preprosto obložili s toplotno skrčljivo, če bi želeli kaj bolj trdnega, jih lahko "potlačite" v epoksi.

Velik vzklik vsem ljudem, ki so mi pri tem pomagali skozi leta, in veliko sreče pri vašem brezžičnem zapisovalniku podatkov GPS!

Prva nagrada na brezžičnem natečaju

Prva nagrada na tekmovanju Arduino 2017