Bezdrátový záznamník dat GPS pro divokou zvěř: 9 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

V tomto pokynu vám ukážeme, jak vyrobit malý a levný záznamník GPS na bázi Arduino s bezdrátovým připojením!

Využití telemetrie ke studiu pohybu divoké zvěře může být pro biology velmi důležitým nástrojem. Může vám říci, kde zvířata žijí, kde se krmí a jak daleko cestují každý den. Biologové pak tyto informace používají k ochraně zvířat a jejich životního prostředí.

Použili jsme tento datalogger na létajících liškách (nazývaných také ovocní netopýři) a společně s dalšími jsme zjistili, že létající lišky létají každou noc přes 40 km a vracejí se krmit do stejného stromu.

Tento záznamník dat:

• má bezdrátový dosah přes 2 km
• životnost baterie více než 2 týdny (s použitím baterie popsané v části Materiály a nástroje)
• vysílá svou aktuální polohu v „srdečním tepu“každých 5 minut
• může do své EEPROM uložit 100 míst
• a může tato data přenášet nebo „ukládat“do vašeho přijímače denně nebo na příkaz

Vyvinutím malého a levného záznamníku GPS založeného na Arduinu s bezdrátovým připojením jsme poskytli studentům, občanským vědcům a komunitním skupinám vybavení potřebné ke studiu pohybu jejich místní přírody.

Krok 1: Materiály a nástroje

Chcete -li vytvořit tento instruktáž, budete muset uklidit prostor tvůrcům, shromáždit materiály (níže) a zapojit páječku! Pokud nevíte, který konec žehličky se zahřívá (nápověda: je to špičatý konec), pravděpodobně byste si měli najít přítele, který vám pomůže!

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

1 x GPS modul GTOP LadyBird 1 (PA6H)

2 x transceiver HM-TRP 433 MHz RF FSK

Tady v Austrálii používáme 433 MHz, je k dispozici amatérům pod licencí Class Radiocommunications (Low Interference Potential Devices) Class License 2015. V závislosti na vaší poloze budete možná muset použít transceiver pracující na jiné frekvenci! Vyzkoušejte transceiver HM-TRP 868Mhz RF FSK nebo HM-TRP 915Mhz RF FSK transceiver.

1 x Lithium AXIAL 1/2AA 3,6v baterie

1 x 10k Ohm 0,5 W kovové filmové rezistory - balení 8

Krok 2: Začněte s Arduino Pro Mini

1. Připájejte kolíky záhlaví k desce
2. Vyjměte resetovací tlačítko

Několik tipů najdete na obrázku výše!

Krok 3: Zapojení modulu GPS do desky Arduino

Postupujte podle výše uvedených obrázků

Seznamte se s datovým listem GPS, nebo ho můžete jen zavěsit!

1. Připájejte délku červeného vodiče na kolík 4 modulu GPS (VBACKUP)
2. Pájku o délce černého drátu připájejte na pin 12 modulu GPS (GND)
3. Pomocí oboustranné pásky připevněte GPS ke spodní části desky Arduino
4. Přeložte černý drát podél spodní části desky Arduino a připájejte na GND (vedle RAW!)
5. Protlačte odporovou nohu přes kolík 9 desky Arduino a připájejte na pin 1 modulu GPS
6. Odřízněte a sklopte nohu rezistoru dolů na piny 9, 8, 7 a 6 a připájejte
7. Přeložte červený vodič přes horní část desky Arduino a připájejte na VCC
8. Protlačte odporovou nohu přes piny 5 a 4 desky Arduino a připájejte na piny 9 a 10 modulu GPS
9. Odřízněte nohy rezistoru na úrovni desky Arduino a pájky

Váš modul GPS je nyní připraven k testování!

Krok 4: Testování modulu GPS

Než budete pokračovat, je vždy dobré otestovat modul GPS.

1. Nainstalujte si Arduino IDE do počítače
2. Nahrajte níže uvedený kód do dataloggeru pomocí FTDI breakout - 3,3V
3. Otevřete sériový monitor na Arduino IDE, nyní byste měli vidět data přenášená z vašeho modulu GPS na desku Arduino
4. Můžete také použít jiný software, jako je u-center, ke čtení dat GPS a poskytování dalších informací, například o tom, kolik satelitů je v dohledu a přesnost údajů o vaší poloze!

Nezapomeňte, možná budete muset jít ven, aby modul GPS mohl zachytit signály ze satelitů!

Krok 5: Bezdrátové připojení

Podívejte se na datový list tohoto transceiveru. Je to chytrá malá deska, která přenáší až 60 mW Xbee Pro s drátovou anténou, ale používá mnohem méně proudu, takže naše baterie vydrží déle!

1. Pájejte 10K odpor na horní stranu desky transceiveru mezi VCC a ENABLE, to vytáhne ENABLE vysoko na spaní, zívání !!!
2. Spájkujte délku drátu na spodní stranu desky transceiveru mezi VCC a CONFIG, čímž dojde ke zvýšení CONFIG pro komunikaci
3. Na boční stranu modulu GPS nalepte izolační pásku, zabráníte tím zkratování desky transceiveru na straně pouzdra modulu GPS
4. Pájejte jinou délku červeného vodiče na VCC, žlutý na TX, černý na GND, bílý na RX a modrý na POVOLIT
5. Umístěte desku transceiveru na zbývající kus oboustranné pásky
6. Zatáhněte červený vodič pod desku Arduino a připájejte na VCC
7. Nejprve přetáhněte černý vodič přes odpor a poté dolů pod desku Arduino, připájejte na GND
8. Poté žlutý na pin 2, bílý na pin 3 a modrý na pin A2

Jaké úsilí. Dobrá práce, dostanete se tam!

Krok 6: Budete potřebovat přijímač

Pokud nemáte přijímač, nemá smysl mít bezdrátový záznamník dat GPS, a nemůže to být jednodušší než toto nastavení!

1. Popadněte druhý transceiver, dostali jste dva, že jo!
2. Mezi VCC a CONFIG pájejte délku červeného vodiče
3. Mezi GND a ENABLE připájejte délku černého drátu
4. Pájejte jinou délku červeného vodiče na VCC, černý na GND, žlutý na TX a bílý na RX
5. Nyní umístěte několik kolíků záhlaví do FTDI breakout
6. Pájejte červený vodič na VCC, černý vodič na GND, žlutý na RX a bílý na TX (podívejte se, jak jsme obrátili vodiče spojující TX a RX, složité, záludné, správně!)

Nyní jsme připraveni na bezdrátovou komunikaci!

Krok 7: Poznámka k anténám

Antény dělají velký rozdíl, ale u divoké zvěře je někdy musíme udržovat malé.

Nejlepší anténou pro váš záznamník a přijímač dat je dipólová anténa, jednoduše připájíte kabel o délce 173 mm ke kolíku ANT na vysílači a samostatnou délku kabelu 173 mm ke kolíku GND. Tato kombinace nám poskytne dohled na vzdálenost více než 2 km.

Někdy prostě nemůžete nechat viset dráty, divoká zvěř má obecně velké zuby a bude kousat a žvýkat a ničit antény nebo dokonce datalogery! Abyste skryli své antény, můžete je srolovat, říká se tomu šroubová nebo pružinová anténa. Jednoduše omotejte drát kolem malého šroubováku, začněte na konci a stočte jej směrem k transceiveru.

P. S. víte, co ještě dělá skvělou anténu, vedoucí rybářského drátu. Obvykle jsou vyrobeny z pleteného ocelového drátu s plastovým povlakem, extrémně silného a velmi flexibilního. Vynikající pro použití na divokou zvěř, která se může plazit pod vegetací nebo kolem ní.

Krok 8: Testování rádií

1. Nahrajte níže uvedený kód do dataloggeru pomocí FTDI breakout - 3,3V
2. Vyjměte záznamník dat z FTDI breakout a zapněte jej pomocí baterie nebo jiného napájení 3,3 V, + na VCC a - na GND
3. Vložte přijímač do FTDI breakout (před výměnou periferií byste obvykle měli odstranit FTDI breakout z USB portu vašeho počítače)
4. Spusťte Arduino IDE a otevřete sériový monitor
5. Nastavte Serial Monitor na 9600 bps a 'No line ends'
6. Zadejte „tx“a klikněte na Odeslat
7. Měli byste obdržet zprávu od záznamníku GPS s nápisem „TEST OK!“

Krok 9: Nasazení bezdrátového záznamníku dat GPS

To je vše, testování dokončeno, nyní nahrajte níže uvedený kód pomocí Arduino IDE a vašeho FTDI breakout a máte hotovo! Nyní máte bezdrátový záznamník dat GPS pro použití na divokou zvěř.

Seznamte se se svým záznamníkem dat před jeho nasazením, naučte se poslouchat srdeční tep pomocí vašeho přijímače a sériového monitoru (každých 5 minut bude jeden a nezapomeňte, že záznamník dat musí být venku). Jakmile obdržíte srdeční tep, máte 5 sekund na to, abyste zadali „tx“a klikli na Odeslat, všechna data se „uloží“na vaši obrazovku, stačí je zkopírovat a vložit do mapovacího softwaru podle vašeho výběru.

Seznamte se s kódem, můžete jej změnit tak, aby dělal, co chcete. Sledování medvěda, proč nepoužít větší baterii a každou minutu získat srdeční tep!

Neřeknu vám, jak zabalit svůj záznamník dat nebo jak jej připojit k divoké zvěři, o tom musíte rozhodnout vy a vaše etická komise! Řeknu vám, že jsme jednoduše zapouzdřili naše data loggery s tepelným smršťováním, pokud byste chtěli něco robustnějšího, mohli byste je „potopit“do epoxidu!

Obrovský výkřik všem lidem, kteří mi s tím za ta léta pomohli, a hodně štěstí s vaším bezdrátovým záznamníkem dat GPS!

První cena v bezdrátové soutěži

První cena v Arduino Contest 2017