Pencatat Data GPS Nirkabel untuk Satwa Liar: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Dalam instruksi ini, kami akan menunjukkan kepada Anda cara membuat pencatat data GPS berbasis Arduino yang kecil dan murah, dengan kemampuan nirkabel!

Menggunakan telemetri untuk mempelajari pergerakan satwa liar dapat menjadi alat yang sangat penting bagi ahli biologi. Ini dapat memberi tahu Anda di mana hewan tinggal, di mana mereka makan dan seberapa jauh mereka melakukan perjalanan setiap hari. Ahli biologi kemudian menggunakan informasi ini untuk membantu melestarikan hewan dan lingkungannya.

Kami menggunakan pencatat data ini pada rubah terbang (juga disebut kelelawar buah) dan bersama dengan yang lain, menemukan bahwa rubah terbang terbang lebih dari 40 km setiap malam, kembali untuk mencari makan di pohon yang sama.

Pencatat data ini:

• memiliki jangkauan nirkabel lebih dari 2 km
• masa pakai baterai lebih dari 2 minggu (menggunakan baterai yang dijelaskan dalam Bahan dan Alat)
• mentransmisikan lokasinya saat ini dalam 'detak jantung' setiap 5 menit
• dapat menyimpan 100 lokasi di EEPROM-nya
• dan dapat mengirimkan atau 'membuang' data ini ke penerima Anda setiap hari atau saat diperintahkan

Dengan mengembangkan pencatat data GPS berbasis Arduino yang kecil dan murah, dengan kemampuan nirkabel, kami telah menyediakan peralatan yang diperlukan untuk mempelajari pergerakan satwa liar setempat bagi siswa, ilmuwan warga, dan kelompok masyarakat.

Langkah 1: Bahan dan Alat

Untuk membuat instruksi ini, Anda perlu merapikan ruang pembuat Anda, kumpulkan bahan-bahannya (di bawah) dan colokkan besi solder Anda! Jika Anda tidak tahu ujung setrika mana yang menjadi panas (petunjuk: ujungnya runcing) maka Anda mungkin harus mencari teman yang bisa membantu Anda!

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

1 x GTOP LadyBird 1 (PA6H) Modul GPS

2 x HM-TRP 433Mhz RF FSK Transceiver

Di sini, di Australia kami menggunakan 433Mhz, ini tersedia untuk amatir di bawah Lisensi Kelas Komunikasi Radio (Perangkat Potensi Interferensi Rendah) 2015. Tergantung pada lokasi Anda, Anda mungkin perlu menggunakan transceiver yang beroperasi pada frekuensi lain! Coba HM-TRP 868Mhz RF FSK Transceiver atau HM-TRP 915Mhz RF FSK Transceiver.

1 x Baterai Lithium AXIAL 1/2AA 3.6v

Resistor Film Logam 1 x 10k Ohm 0,5 Watt - Paket 8

Langkah 2: Mulailah Dengan Arduino Pro Mini

1. Solder pin header ke papan
2. Hapus tombol reset

Lihat gambar di atas untuk beberapa tips!

Langkah 3: Menghubungkan Modul GPS ke Papan Arduino

Ikuti gambar di atas

Biasakan diri Anda dengan lembar data GPS, atau Anda bisa melakukannya!

1. Solder panjang kabel merah ke pin 4 modul GPS (VBACKUP)
2. Solder panjang kabel hitam ke pin 12 modul GPS (GND)
3. Menggunakan selotip dua sisi, pasang GPS ke bagian bawah papan Arduino
4. Lipat kabel hitam di sepanjang bagian bawah papan Arduino dan solder ke GND (di sebelah RAW!)
5. Dorong kaki resistor melalui pin 9 papan Arduino dan solder ke pin 1 modul GPS
6. Potong dan lipat kaki resistor ke bawah ke pin 9, 8, 7 dan 6 dan solder
7. Lipat kabel merah di atas papan Arduino dan solder ke VCC
8. Dorong kaki resistor melalui pin 5 dan 4 papan Arduino dan solder ke pin 9 dan 10 modul GPS
9. Potong level kaki resistor dengan papan Arduino dan solder

Modul GPS Anda sekarang siap untuk diuji!

Langkah 4: Menguji Modul GPS

Itu selalu merupakan ide yang baik untuk menguji modul GPS Anda sebelum melanjutkan.

1. Instal Arduino IDE di komputer Anda
2. Unggah kode di bawah ini ke pencatat data menggunakan breakout FTDI - 3.3V
3. Buka Serial Monitor di Arduino IDE, Anda sekarang seharusnya dapat melihat data yang dikirim dari modul GPS Anda ke papan Arduino
4. Anda juga dapat menggunakan perangkat lunak lain seperti u-center untuk membaca data GPS dan memberi Anda informasi lain, seperti berapa banyak satelit yang terlihat dan keakuratan data lokasi Anda!

Jangan lupa, Anda mungkin perlu keluar agar modul GPS dapat menangkap sinyal dari satelit!

Langkah 5: Menjadi Nirkabel

Lihat lembar data untuk transceiver ini. Papan kecil yang cerdas, mentransmisikan sejauh 60 mW Xbee Pro dengan antena kawat tetapi menggunakan arus yang jauh lebih sedikit sehingga baterai kami akan bertahan lebih lama!

1. Solder resistor 10K di atas papan transceiver antara VCC dan ENABLE, ini akan menarik ENABLE tinggi untuk tidur, menguap!!!
2. Solder panjang kabel di bagian bawah papan transceiver antara VCC dan CONFIG, ini akan menarik CONFIG tinggi untuk berkomunikasi
3. Letakkan beberapa pita isolasi di sisi modul GPS, ini akan mencegah papan transceiver korslet di sisi casing modul GPS
4. Solder panjang kabel merah lainnya ke VCC, kuning ke TX, hitam ke GND, putih ke RX dan biru ke ENABLE
5. Tempatkan papan transceiver pada sisa selotip dua sisi
6. Tarik kabel merah di bawah papan Arduino dan solder ke VCC
7. Pertama tarik kabel hitam di atas resistor lalu ke bawah di bawah papan Arduino, solder ke GND
8. Kemudian kuning ke pin 2, putih ke pin 3 dan biru ke pin A2

Apa upaya. Bagus, Anda sampai di sana!

Langkah 6: Anda akan Membutuhkan Penerima

Tidak ada gunanya memiliki pencatat data GPS nirkabel jika Anda tidak memiliki penerima, dan itu tidak bisa lebih mudah daripada pengaturan ini!

1. Ambil transceiver kedua Anda, Anda mendapatkan dua, kan!
2. Solder panjang kabel merah antara VCC dan CONFIG
3. Solder panjang kabel hitam antara GND dan ENABLE
4. Solder panjang kabel merah lainnya ke VCC, hitam ke GND, kuning ke TX dan putih ke RX
5. Sekarang tempatkan beberapa pin header di breakout FTDI
6. Solder kabel merah ke VCC, kabel hitam ke GND, kuning ke RX dan putih ke TX (lihat bagaimana kita membalikkan kabel yang menghubungkan TX dan RX, rumit, rumit, kan!)

Sekarang kita siap untuk komunikasi nirkabel!

Langkah 7: Catatan tentang Antena

Antena membuat semua perbedaan, tetapi dengan satwa liar, terkadang kita harus membuatnya tetap kecil.

Antena terbaik untuk pencatat dan penerima data Anda adalah antena dipol, cukup, Anda menyolder kabel dengan panjang 173 mm ke pin ANT pada transceiver dan kabel dengan panjang 173 mm yang terpisah ke pin GND. Kombinasi ini akan memberi kita jarak pandang lebih dari 2 km.

Kadang-kadang Anda tidak bisa menggantung kabel, satwa liar umumnya memiliki gigi besar dan akan menggigit dan mengunyah dan menghancurkan antena atau bahkan data logger! Untuk menyembunyikan antena Anda, Anda dapat menggulungnya, ini disebut antena heliks atau pegas. Bungkus kabel Anda dengan obeng kecil, mulai dari ujung dan gulung ke arah transceiver Anda.

P. S. tahukah Anda apa lagi yang membuat antena hebat, pemimpin kawat pancing. Mereka umumnya terbuat dari kawat baja dikepang dengan lapisan plastik, sangat kuat dan sangat fleksibel. Sangat baik untuk digunakan pada satwa liar yang mungkin merangkak di bawah atau di sekitar vegetasi.

Langkah 8: Menguji Radio

1. Unggah kode di bawah ini ke pencatat data menggunakan breakout FTDI - 3.3V
2. Hapus pencatat data dari breakout FTDI dan nyalakan pencatat data menggunakan baterai Anda atau catu daya 3,3 v lainnya, + ke VCC dan - ke GND
3. Masukkan receiver Anda ke dalam FTDI breakout (biasanya Anda harus menghapus FTDI breakout dari port USB komputer Anda sebelum mengganti periferal)
4. Mulai Arduino IDE dan buka Serial Monitor Anda
5. Atur Serial Monitor ke 9600 bps dan 'No line ending'
6. Ketik 'tx' dan klik Kirim
7. Anda akan menerima pesan dari pencatat data GPS yang mengatakan 'UJI OK!'

Langkah 9: Menyebarkan Pencatat Data GPS Nirkabel Anda

Itu saja, pengujian selesai, sekarang unggah kode di bawah ini menggunakan Arduino IDE dan breakout FTDI Anda dan selesai! Anda sekarang memiliki pencatat data GPS nirkabel untuk digunakan pada satwa liar.

Kenali data logger Anda sebelum Anda menyebarkannya, belajar mendengarkan detak jantung menggunakan receiver dan Serial Monitor (akan ada satu setiap 5 menit dan jangan lupa data logger harus berada di luar). Setelah Anda menerima detak jantung Anda memiliki 5 detik untuk mengetik 'tx' dan klik Kirim, maka semua data akan 'dibuang' ke layar Anda, cukup salin dan tempel ke perangkat lunak pemetaan pilihan Anda.

Kenali kodenya, Anda dapat mengubahnya untuk melakukan apa pun yang Anda inginkan. Melacak beruang, mengapa tidak menggunakan baterai yang lebih besar dan menerima detak jantung setiap menit!

Saya tidak akan memberi tahu Anda cara mengemas pencatat data Anda atau cara memasangnya pada satwa liar Anda, itu terserah Anda dan komite etika Anda untuk memutuskan! Saya akan memberi tahu Anda bahwa kami hanya membungkus data logger kami dengan heat shrink, Anda bisa 'memasukkannya' ke dalam epoksi jika Anda menginginkan sesuatu yang lebih kokoh!

Teriakan besar untuk semua orang yang membantu saya dengan ini selama bertahun-tahun dan semoga sukses dengan pencatat data GPS nirkabel Anda!

Hadiah Pertama dalam Kontes Nirkabel

Hadiah Pertama dalam Kontes Arduino 2017