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GPS记录器-树莓派-Zero

Mr.D 2018-08-15

可穿戴

这个教程解释了如何构建一个基于树莓派(Zero)的紧凑型GPS记录器。该系统的主要优点是集成了电池,是的它非常经凑,易于集成到其他应用项目中去。

项目详情

项目创意灵感
设备将数据存储在.nmea文件中。以下数据可以在Google地球中轻松显示:
位置
速度
高度
距离
此系统可用于其他一些特殊地方,例如:滑板(特别是下坡时),无人机上,船模上等等。
设计特色创新
第一步,物料及工具准备
要实现这项目,您需要以下硬件:
带有HDMI和USB适配器的Raspberry Pi Zero
Micro SD卡
Adafruit GPS (https://www.adafruit.com/product/746)
Adafruit 500mAh Powerboost充电器 (https://www.adafruit.com/products/1944)
锂电池,可为功率提升提供强大的功率(2500mAh)
条形板PCB(至少29x23孔)
一些铜线
2个200欧姆电阻(或更大电阻)
3个10千欧电阻
绿色和红色LED(LED和电阻包)
3个按钮

您需要的工具:
带SD卡读卡器的电脑
键盘用于树莓派输入
HDMI接口的显示器
HDMI线
以太网电缆
USB转LAN适配器
焊台
一些钳子切割和弯曲铜线
如果没有合适的适配器,可以使用另一个树莓派进行安装。
【警告:】锂电池可能非常危险! 选择能够提供足够功率并且内置保护电路的锂电池。 在发生事故时我不负责任。
系统原理功能
第二步,安装树莓派
要安装您的树莓派,您需要下载两件事:
Win32diskImager:https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/
Raspbian Jessy lite:https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/

一定要下载32位版本的Raspbian。
安装Win32DiskImager并打开它。 选择Raspbianimg文件和空SD卡。 按下写入按钮,等待win32DiskImagerhave完成并从计算机中取出SD卡。


第三步,添加脚本
添加脚本的最简单方法是使用计算机将其复制到SD卡。
将文件从此存储库复制到SD卡的分区中,或者在树莓派上克隆存储库并将其移动到/ boot文件夹中。
GitHub存储库:https://github.com/postronium/raspberry-pi-gps-logger/


第四步,安装软件包
如果您有以太网和HDMI适配器,请将树莓派-Zero连接到HDMI显示器和网络。放入SD卡并启动树莓派。如果您没有适配器,则可以使用另一个raspberry pi进行安装。 在这个项目中,我使用了树莓派模型B.

启动raspberry pi并输入默认用户名:pi和密码:raspberry。 输入命令以启动配置工具。
sudo raspi-config
展开文件系统以确保使用整个SD卡并禁用高级部分中的串行终端。 您可能还想更改密码,键盘布局或启用SSH。
安装包,重新启动raspberry pi并进行更新:
sudo apt-get update
然后安装所有python包以便与GPS和GPIO进行通信。
sudo apt-get install python-dev python-rpi.gpio python-serial


第五步,配置Crontab
我们需要脚本监听连接到GPIO的按钮,希望它在树莓派启动后运行。要做到这一点,我们需要crontab。 默认情况下安装Crontab。

sudo crontab -e
如果显示错误消息,请按Enter键。
在文件的末尾,在评论之后,添加以下行:
@reboot sh /boot/gps.sh

这将在每次启动后运行脚本gps.sh。 保存moddifications并使用CTRL + O和CTRL + X关闭编辑器。 您的树莓派现已准备就绪,您可以将其关闭:
sudo现在关机
完成情况概述
第六步,PCB图纸
在图片中,您可以看到我为该项目的PCB制作的图表。
对于PCB图:
垂直线是跳线。
点是焊点
圆圈是与PCB外部组件的连接
并且十字架在铜条中断裂。
矩形是电阻器(符号是欧洲的)
水平线是为了更好地理解电路
另一张图片说明了主PCB的每个外部连接。

您可能希望改进,更改我的图表或添加其他功能电路。例如,您可以添加温度,湿度或加速度传感器。 但请记住,每个组件(树莓派,gps,powerboost和电池)都需要空间,并且必须可以使用powerboost USB连接器为电池充电。


第七步,焊接按钮和LED
切割一个小PCB以焊接它们上面的LED和按钮。如果PCB上有铜排,如图所示,则需要一个工具来插入铜条。 如果你没有这样的工具,只需使用像旧软盘上的一块铝一样尖锐的东西。
在图片上一样,您可以看到完成的PCB,每个元件(LED或按钮)的导线和公共接地线。 每根导线必须焊接到主PCB上。
注意:PCB上的棕铜是由于烙铁的热量。


第八步,准备PCB
切割出23行29列的PCB。 如果PCB具有铜排并且不仅在每个孔周围环绕,那将是非常有用的。从导线准备跳线以互连PCB的行。


第九步,焊接PCB
开始焊接跳线,因为它们是较小的组件。 切断所有多余的电线和引脚。
继续焊接电阻。完成电阻后,PCB就完成了。
我们现在需要准备其他PCB(GPS,功率提升和树莓派-Zero)。 将所需的引脚焊接到这些组件上(参见图表)。

最后,您可以将所有零件焊接在一起。小心焊接,电池连接器不得相互接触。
为保护设备,请将其放入纸板或盒子中。


第十步,
将已安装的SD卡插入树莓派-Zero,然后通过切换开关打开设备电源。在红色LED亮起之前,树莓派已准备好从GPS接收器记录GPS数据。

GPS接收器上的红色LED可能每秒闪烁一次,这意味着接收器正在搜寻卫星。去户外等待一会,LED闪烁会从每秒一次变为每15秒一次,这意味着它已经找到了卫星来计算坐标。

要开始记录坐标,请按绿色LED旁边的按钮(从图表开始)。
要停止录制,请按下按钮下的红色LED。
要关闭树莓派按下没有LED的第三个按钮(图中关闭)。关闭树莓派后,您可以通过开关切断电源。要为电池充电,请将USB micro电缆连接到电源增压器并打开开关。
要查看记录的数据,请将SD卡放入计算机并使用google earth打开.nmea文件。
项目采用平台:

同学讨论

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