Безжичен GPS регистратор на данни за дивата природа: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

В тази инструкция ние ще ви покажем как да направите малък и евтин базиран на Arduino GPS регистратор на данни, с безжични възможности!

Използването на телеметрия за изучаване на движението на дивата природа може да бъде много важен инструмент за биолозите. Той може да ви каже къде живеят животните, къде се хранят и колко далеч пътуват всеки ден. След това биолозите използват тази информация, за да помогнат за опазването на животните и тяхната среда.

Използвахме този регистратор на данни за летящи лисици (наричани още плодови прилепи) и заедно с други открихме, че летящите лисици прелитат над 40 км всяка нощ, връщайки се да се хранят в едно и също дърво.

Този регистратор на данни:

• има безжичен обхват над 2 км
• живот на батерията над 2 седмици (с използване на батерията, описана в Материали и инструменти)
• предава текущото си местоположение в „сърдечен ритъм“на всеки 5 минути
• може да съхранява 100 местоположения в своя EEPROM
• и може да предава или „изхвърля“тези данни на вашия приемник ежедневно или когато им е заповядано

Чрез разработването на малък и евтин базиран на Arduino GPS регистратор на данни, с безжични възможности, ние предоставихме на студенти, граждански учени и групи от общността оборудването, необходимо за изучаване на движението на техните местни диви животни.

Стъпка 1: Материали и инструменти

За да изградите тази инструкция, ще трябва да подредите пространството на вашите производители, да съберете материалите (по -долу) и да включите поялника си! Ако не знаете кой край на ютията се нагрява (намек: това е заостреният край), тогава вероятно трябва да намерите приятел, който да ви помогне!

1 x Arduino Pro Mini 328 - 3.3V/8MHz

1 x GTOP LadyBird 1 (PA6H) GPS модул

2 x HM-TRP 433Mhz RF FSK трансивер

Тук в Австралия използваме 433Mhz, той е достъпен за аматьори по лиценз за радиокомуникации (ниско смущаващи потенциални устройства) клас 2015. В зависимост от вашето местоположение може да се наложи да използвате трансивър, работещ на друга честота! Опитайте HM-TRP 868Mhz RF FSK трансивер или HM-TRP 915Mhz RF FSK трансивер.

1 x литиева AXIAL 1/2AA 3.6v батерия

1 x 10k Ohm 0.5 Watt метални филмови резистори - пакет от 8

Стъпка 2: Започнете с Arduino Pro Mini

1. Запоявайте щифтовете на заглавката към дъската
2. Извадете бутона за нулиране

Вижте изображението по -горе за някои съвети!

Стъпка 3: Свържете GPS модула към дъската Arduino

Следвайте заедно с изображенията по -горе

Запознайте се с GPS листа с данни или просто го разгледайте!

1. Запояйте дълъг червен проводник към щифт 4 на GPS модула (VBACKUP)
2. Запояйте дълъг черен проводник към щифт 12 на GPS модула (GND)
3. Използвайки двустранна лента, прикрепете GPS към долната част на дъската на Arduino
4. Сгънете черния проводник в долната част на дъската на Arduino и запойте към GND (до RAW!)
5. Натиснете крака на резистора през щифт 9 на платката Arduino и запоявайте върху щифт 1 на GPS модула
6. Нарежете и сгънете крака на резистора надолу върху щифтове 9, 8, 7 и 6 и запойте
7. Сгънете червения проводник върху горната част на платката Arduino и запоявайте върху VCC
8. Избутайте резисторен крак през щифтове 5 и 4 на дъската Arduino и запоявайте върху щифтове 9 и 10 на GPS модула
9. Нарежете краката на резистора на нивото с дъската и спойката на Arduino

Вашият GPS модул вече е готов за тестване!

Стъпка 4: Тестване на GPS модула

Винаги е добра идея да тествате вашия GPS модул, преди да продължите.

1. Инсталирайте Arduino IDE на вашия компютър
2. Качете кода по -долу в регистратора на данни, използвайки пробив на FTDI - 3.3V
3. Отворете Serial Monitor на Arduino IDE, сега трябва да можете да виждате данни, предавани от вашия GPS модул към дъската Arduino
4. Можете също така да използвате друг софтуер като u-center, за да прочетете GPS данните и да ви даде друга информация, като например колко сателити се виждат и точността на данните за местоположението ви!

Не забравяйте, може да се наложи да излезете навън, за да може GPS модулът да улавя сигнали от спътниците!

Стъпка 5: Превключване към безжична връзка

Разгледайте информационния лист за този трансивър. Каква умна малка платка, предава до 60 mW Xbee Pro с телена антена, но използва много по -малко ток, така че батерията ни ще издържи по -дълго!

1. Запоявайте 10K резистор отгоре на трансивърната платка между VCC и ENABLE, това ще издърпа ENABLE високо за сън, прозявка !!!
2. Запоявайте дължина на проводника в долната част на трансивърната платка между VCC и CONFIG, това ще издърпа CONFIG високо за комуникация
3. Поставете изолационна лента отстрани на GPS модула, това ще предотврати късо съединение на приемо -предавателната страна отстрани на кутията на GPS модула
4. Запоявайте друга дължина на червен проводник към VCC, жълт към TX, черен към GND, бял към RX и син към ENABLE
5. Поставете приемо -предавателната платка върху останалото парче двустранна лента
6. Издърпайте червения проводник под дъската на Arduino и запоявайте върху VCC
7. Първо издърпайте черния проводник върху резистора, след това надолу под платката Arduino, запоявайте към GND
8. След това жълто към щифт 2, бяло до щифт 3 и синьо към щифт А2

Какво усилие. Браво, стигате!

Стъпка 6: Ще ви е необходим приемник

Няма много смисъл да имате безжичен GPS регистратор на данни, ако нямате приемник, и това не може да стане по -лесно от тази настройка!

1. Вземете втория си приемо -предавател, наистина сте получили два, нали!
2. Запоявайте дължина на червен проводник между VCC и CONFIG
3. Запоявайте дължина на черен проводник между GND и ENABLE
4. Запоявайте друга дължина на червен проводник към VCC, черен към GND, жълт към TX и бял към RX
5. Сега поставете няколко щифта за заглавки в пробив на FTDI
6. Запоявайте червения проводник към VCC, черния проводник към GND, жълт към RX и бял към TX (вижте как обърнахме проводниците, свързващи TX и RX, сложно, сложно, нали!)

Сега сме готови за безжична комуникация!

Стъпка 7: Бележка за антените

Антените имат голямо значение, но с дивата природа понякога трябва да ги държим малки.

Най -добрата антена за вашия регистратор на данни и приемник е диполна антена, просто запоявате 173 мм дължина на проводника към ANT щифта на трансивъра и отделно 173 мм дължина на проводника към щифта GND. Тази комбинация ще ни даде обхват на видимост над 2 км.

Понякога просто не можете да висите проводници, дивата природа обикновено има големи зъби и ще хапе и дъвче и унищожава антени или дори регистратори на данни! За да скриете антените си, можете да ги навиете, това се нарича спирална или пружинна антена. Просто увийте жицата си около малка отвертка, започнете от края и я навийте към вашия трансивер.

P. S. знаеш ли какво друго прави страхотна антена, лидер за въдица. Те обикновено са изработени от плетена стоманена тел с пластмасово покритие, изключително здрави и много гъвкави. Отличен за използване върху диви животни, които може да пълзят под или около растителността.

Стъпка 8: Тестване на радиостанциите

1. Качете кода по -долу в регистратора на данни, използвайки пробив на FTDI - 3.3V
2. Извадете регистратора на данни от пробив на FTDI и включете регистратора на данни с помощта на батерията си или друго захранване с напрежение 3.3 V, + към VCC и - към GND
3. Поставете приемника си в FTDI пробив (обикновено трябва да премахнете FTDI пробива от USB порта на компютъра, преди да смените периферните устройства)
4. Стартирайте Arduino IDE и отворете серийния монитор
5. Задайте серийния монитор на 9600 bps и „Без завършване на ред“
6. Въведете 'tx' и кликнете върху Изпрати
7. Трябва да получите съобщение от регистратора на данни с GPS „TEST OK!“

Стъпка 9: Разгръщане на вашия безжичен GPS регистратор на данни

Това е всичко, тестването приключи, сега качете кода по -долу, използвайки Arduino IDE и вашия пробив на FTDI и сте готови! Вече имате безжичен GPS регистратор на данни за използване върху дивата природа.

Запознайте се с вашия регистратор на данни, преди да го разгърнете, научете се да слушате сърдечния ритъм, като използвате приемника и серийния монитор (ще има такъв на всеки 5 минути и не забравяйте, че регистраторът на данни трябва да е отвън). След като получите сърдечния ритъм, имате 5 секунди, за да напишете „tx“и да кликнете върху Изпрати, тогава всички данни ще бъдат „изхвърлени“на вашия екран, просто копирайте и поставете в софтуера за картографиране по ваш избор.

Запознайте се с кода, можете да го промените, за да правите каквото искате. Проследяване на мечка, добре защо да не използвате по -голяма батерия и да получавате сърдечен ритъм всяка минута!

Няма да ви казвам как да опаковате вашия регистратор на данни или как да го прикачите към вашата дива природа, това вие и вашата комисия по етика трябва да решите! Ще ви кажа, че ние просто поставихме нашите регистратори на данни с термосвиваемо, можете да ги „поставите“в епоксидна смола, ако искате нещо по -здраво!

Огромен вик към всички хора, които ми помогнаха с това през годините и късмет с вашия безжичен GPS регистратор на данни!

Първа награда в конкурса за безжична връзка

Първа награда в конкурса Arduino 2017