GPS Hemat Daya Dengan Tampilan E-Ink: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Setiap musim panas saya pergi hiking di lokasi terpencil. Kadang-kadang, ketika jejaknya redup atau bahkan menghilang, saya harus menggunakan GPS ponsel saya untuk mendapatkan koordinat saya dan kemudian memeriksa posisi saya di peta kertas (saya sering tidak memiliki sinyal sehingga peta kertas wajib). Untuk menghemat baterai ponsel saya, saya memutuskan untuk membuat perangkat GPS berdaya rendah berbasis arduino dan menggunakan layar E-Ink. Layar E-Ink hanya membutuhkan daya untuk mengaktualisasikan layar, oleh karena itu sangat cocok untuk perangkat hemat energi.

Apa prinsip GPS ini?

Anda mengaktifkan GPS dengan menekan tombol, layar mengaktualisasikan lokasi Anda, ketinggian dan jumlah satelit yang digunakan untuk menghitung lokasi Anda dan kemudian mati secara otomatis untuk menghemat baterai. Berkat tampilan E-Ink, lokasi Anda tetap berada di layar bahkan setelah GPS dimatikan. Anda dapat mengubah sistem koordinat yang digunakan oleh GPS (bujur/lintang dalam derajat desimal, sistem UTM dan variannya…) menggunakan tombol tekan, sehingga Anda dapat menggunakannya dengan peta dari berbagai negara.

Saya belajar banyak hal selama proyek kecil ini dan berharap Anda akan bersenang-senang seperti saya melakukannya!

Penafian:

Saya cukup percaya diri dalam membangun ini sehingga saya akan menggunakannya selama pendakian berikutnya, namun saya akan selalu memiliki ponsel saya sebagai GPS cadangan. Jika Anda tidak yakin tentang apa yang Anda lakukan, saya sarankan Anda membeli GPS komersial daripada membangunnya sendiri. Saya mendorong Anda untuk memeriksa sirkuit dan kodenya sendiri dan saya tidak bertanggung jawab jika GPS yang Anda buat sesuai dengan instruksi ini mengecewakan Anda

Hal lain: GPS ini tidak akan berfungsi di Norwegia dan Svalbard dalam mode UTM. Memang, kisi UTM tidak dirancang dengan cara yang sama di tempat-tempat ini dibandingkan dengan tempat lain di dunia dan saya tidak dapat memasukkan kekhususan ini di arduino karena kendala memori…

Perlengkapan

- 1 x Arduino Nano

- 1 x modul GPS Ublox-6m

- 1 x tampilan E-Ink dengan modulnya. Saya menggunakan yang ini:

www.amazon.fr/gp/product/B072Q4WTWH/ref=pp…

- Baterai Li-Ion 1 x 18650 (sekitar 2000mah sudah cukup)

- 1x18650 dudukan baterai

- 1 x modul pengisian dan perlindungan untuk baterai Li-Ion berbasis TP4056 seperti ini:

www.amazon.fr/gp/product/B0798M12N8/ref=pp…

- 1 x saklar dua posisi (tipe ON/OFF)

- 3 x sakelar tombol tekan kecil

- resistor 1 x 1 MΩ

- 1 x MOSFET saluran N tujuan umum (saya memulung satu dari unit catu daya komputer)

- 1 x Papan Strip

- Kabel

- 1 x Breadboard untuk pembuatan prototipe

Langkah 1: Membuat prototipe GPS

Pertama-tama Anda perlu merakit perangkat pada papan tempat memotong roti untuk menguji komponen dan kode arduino.

Menghidupkan GPS

Untuk memberi daya pada perangkat saya menggunakan baterai Li-Ion 18650 2000 mAh. Baterai jenis ini, seperti baterai Li-Po, perlu diisi dan dikosongkan secara terkendali. Mengisi baterai Anda dengan cara yang salah dapat menyebabkan kebakaran atau bahkan meledak seperti Li-Po! Untuk dapat mengisi daya menggunakan charger telepon klasik Anda perlu menggunakan modul berbasis TP4056.

Pada langkah pertama ini Anda hanya perlu menyolder kabel positif (merah) dari dudukan baterai ke B+ pada modul dan kabel negatif (hitam) dari dudukan baterai ke B-. Kemudian Anda harus menyolder kabel ke OUT+ dan OUT- pada modul, mereka akan terhubung nanti ke perangkat.

PENTING: Setelah perangkat selesai, kita harus mencolokkan arduino ke komputer, saat melakukannya, SANGAT PENTING UNTUK LEPASKAN BATERAI DARI PERANGKAT, jika tidak, ada risiko arduino akan mulai mengisi daya baterai dalam waktu singkat. cara yang salah dan, sekali lagi, ada risiko terbakar.

Memasang kabel di papan tempat memotong roti

Langkah selanjutnya bisa sedikit rumit: Anda harus memasang semuanya di papan tempat memotong roti agar sesuai dengan skema di atas.

Sedikit tip: maksimalkan ruang yang tersedia di papan tempat memotong roti Anda, dan … luangkan waktu Anda;)

Langkah 2: Unggah Kode

Sekarang saatnya mengupload kode di arduino!

Pertama-tama pastikan baterai sudah lepas dari dudukan baterai, kemudian pasang arduino ke komputer, upload kode arduino terlampir dan cabut arduino. Anda akhirnya dapat memasukkan baterai ke dalam perangkat.

Jika Anda memiliki pertanyaan tentang kode, jangan ragu untuk menanyakannya di bagian komentar di bawah!:)

Langkah 3: Buat Ini Bekerja

Sekarang izinkan saya menjelaskan cara kerja GPS ini:

Saat Anda menekan tombol yang menghubungkan ground dan pin +5V dari arduino selama sekitar 3 detik, GPS akan menyala.

GPS dapat melakukan booting dalam dua mode berbeda: mode konfigurasi dan mode GPS sebenarnya. Untuk memilih mode di mana Anda boot, Anda harus mengubah posisi dua sakelar posisi yang terhubung antara A0 dan ground.

Mode konfigurasi: Dalam mode ini Anda dapat memilih apakah GPS menampilkan lokasi Anda (lintang, bujur, ketinggian, dan jumlah satelit yang digunakan untuk menghitung lokasi Anda) dalam derajat desimal atau jika Anda ingin menampilkan lokasi Anda (timur, utara, ketinggian, zona dan jumlah satelit yang digunakan untuk menghitung lokasi Anda) yang diproyeksikan pada kisi UTM (atau varian apa pun seperti yang akan kita lihat nanti). Untuk beralih antara mode Timur/Utara dan Lintang/Bujur cukup tekan tombol tekan yang menghubungkan A1 ke tanah hingga layar menunjukkan "MODE: E/N" (untuk Timur/Utara) atau "MODE: L/L" (untuk Lintang /Garis bujur).

Jika Anda ingin koordinat Anda dalam derajat desimal, pilih mode "L/L" dan alihkan kembali sakelar dua posisi ke mode GPS. Pengaturan Anda sekarang disimpan dalam memori arduino dan perangkat sekarang akan disinkronkan dengan satelit dan menampilkan posisi Anda, ketinggian dan jumlah satelit yang digunakan untuk menghitung lokasi Anda. Hati-hati: Anda harus berada di luar atau dekat jendela agar GPS dapat mendengar satelit! Perangkat kemudian mati secara otomatis untuk menghemat baterai.

Untuk menemukan posisi Anda di peta, Anda mungkin harus menggunakan koordinat Anda dalam hal Easting dan Northing. Sistem ini sebenarnya adalah proyeksi koordinat GPS Anda pada grid. Sebagian besar waktu peta akan lulus dalam sistem UTM, tetapi beberapa negara menggunakan varian dari sistem ini karena itu Anda harus mengatur parameter lain untuk memilih antara sistem UTM dan varian peta Anda.

Untuk menemukan sistem peta Anda, Anda sering kali harus memeriksa tulisan suci kecil di sudutnya. Jika peta Anda menggunakan sistem UTM, maka parameterisasi GPS sangat mudah: cukup tekan tombol tekan yang menghubungkan A2 ke tanah sehingga layar menunjukkan "ZONE: AUTO".

Di banyak negara peta berada dalam varian lokal dari sistem UTM: misalnya di Swedia peta sering dalam sistem SWEREF 99 TM. Sistem ini menggunakan proyeksi yang sama dengan sistem UTM di zona 33 tetapi meluas ke seluruh negeri! Artinya, jika Anda menggunakan peta di SWEREF 99 TM, Anda harus memperbaiki zona GPS menjadi 33 secara manual. Untuk melakukannya tekan tombol tekan yang menghubungkan A2 ke tanah sampai layar menunjukkan "ZONE: AUTO" dan kemudian tekan tombol tekan yang menghubungkan A1 ke tanah sampai layar menunjukkan " ZONE: 33". Demikian pula, di Finlandia sebagian besar peta menggunakan sistem ETRS-TM35 yang merupakan sistem UTM di zona 35 yang diperluas ke seluruh negara (oleh karena itu Anda harus memilih "ZONE: 35") di sini. Banyak negara memiliki varian sistem UTM semacam ini.

Setelah Anda memparametrikan GPS dengan benar, alihkan kembali sakelar dua posisi ke mode GPS, pengaturan Anda sekarang disimpan dan perangkat sekarang akan disinkronkan dengan satelit, menampilkan posisi Anda dan mati.

Modus GPS:

Perangkat akan boot dan langsung menunjukkan posisi Anda sesuai dengan parameter yang tersimpan di memorinya. Setelah posisi dicetak, perangkat akan mati sendiri secara langsung untuk menghemat baterai.

Langkah 4: Solder Komponen pada Papan Strip dan Rakit Perangkat

Sekarang semuanya berfungsi, solder komponen pada stripboard sesuai dengan skema. Anda bisa mulai dari bagaimana Anda mengatur komponen pada stripboard sebagai titik awal untuk desain stripboard. Jangan ragu untuk menggores tembaga dari beberapa garis untuk membuat sirkuit yang lebih kompak.

Penting: Jangan lupa untuk melepas tembaga pada pin arduino;)

Terakhir, rekatkan layar, tempat baterai, dan antena modul GPS ke stripboard dengan lem panas. Gunakan pita listrik isolasi jika perlu untuk menghindari korsleting.

Untuk melengkapi perangkat, Anda sekarang memiliki dua opsi: Anda dapat mencari secara online untuk kotak plastik yang sesuai dengan dimensi GPS Anda yang telah selesai (Anda harus membuat lubang untuk layar, tombol tekan, sakelar dan mikro masukan pengisi daya USB) atau Anda dapat mencetak kotak plastik 3D yang sangat sesuai dengan bangunan Anda.