Я до этого уже делал GPS Data Logger и он работал довольно хорошо, отслеживая путь движения моей машины в течение 2-х лет. Кстати, GPS приемник сам по себе имеет высокую точность. Погрешность, кажется, несколько метров на улице в ясную погоду. Этого достаточно чтобы отслеживать движение пешком. Но, прошлый GPS регистратор был разработан для использования в автомобиле, так что я взялся за разработку портативного GPS дата логгера.
Железо
Портативный GPS дата логгер должен обладать такими характеристиками, как небольшой размер и небольшое энергопотребление
GPS приемник
Современные GPS модули очень маленькие, но большинство из них все равно не подходят для этого проекта. Я искал подходящие модули в многих магазинах и нашел модуль NaviSys GM-316. Его размеры всего 13x16x9 [мм] и потребление энергии всего 26mA.
Батарея
Батарея занимает больше всего места внутри корпуса. Для этого проекта емкость батареи должна быть как можно выше. Li-Ion аккумулятор отлично подходит для этих целей. Нужное напряжение на выходе обеспечивает повышающий DC-DC преобразователь. Но Li-Ion аккумулятор имеет риск возникновения пожара и взрыва, если их неправильно использовать. Программное обеспечение должно точно контролировать это. Я использовал аккумулятор AAA 3.6V/500mAh Li-Ion.
Контроллер
MicroSD карта используется для записи данных с ATmega328P. Для использования карты памяти требуется определенное программное пространство для реализации файловой системы FAT. По крайней мере необходимы 16-32 Кбайт для микроконтроллеров AVR. Данный контроллер не имеет выключателя питания. Для уменьшения потребления тока в состоянии покоя, потребление тока микросхемы регулятора должно быть как можно меньше.В этом проекте используется Torex XC62FP3002 CMOS, потребляющий ток 2 мкА. На изображении справа показан внешний вид платы.
Корпус
Корпус Takachi SW-53 ABS идеально подходит по размеру для этого проекта. Но он немного мал чтобы все компоненты в нем поместились. Поскольку аккумулятор Li-Ion 10 мм в диаметре, а высота корпуса изнутри составляет всего 8,5 мм, я немного обработал корпус с обеих сторон. Так же аккумулятор не имеет припаянных к нему проводов, но они не должны быть припаяны к аккумулятору напрямую иначе аккумулятор может взорваться. Я вклеил аккумулятор в корпус и присоединил к нему позолоченные пружинки.
Схема
Программа
Принцип работы программы достаточно прост. Устройство получает данные в формате NMEA-0183 от GPS приемника непрерывно, сохраняет их на карту памяти MicroSD и ничего больше. При включении питания инициализируется GPS приемник и SDC, ожидает правильные данные RMC. После этого, устройство получает текущее время, открывает файл журнала с текущей датой (YYMMDD.LOG) и начинает запись. Полученные данные RMC всегда проверяется. Если данные неправильные, запись прекращается и вновь начинается когда устройство получает правильные данные. Напряжение аккумулятора должна строго контролироваться в диапазоне от 2,750 до 4,200 вольт, чтобы избежать риска возникновения пожара. Управляющая программа всегда проверяет питание и выключается автоматически, если напряжение падает ниже 3,5 вольта. Заряд осуществляется микросхемой LTC4054L.
Использование GPS дата логгера
Поскольку приемник GPS получает сигнал от GPS спутников, его антенны должны находится на улице. Для портативного использования лучшее место на голове. Есть и другие места, где его можно легко установить, например, шапка, рюкзак, ремень и т.д. Чтобы включить питание, нажмите и удерживайте SW1 на секунду. Когда GPS регистратор начинает получать сигналы от GPS звучит короткий звуковой сигнал. После остановки начало записи сопровождается двумя короткими звуковыми сигналами. Мигающий светодиод указывает, что данные некорректны и не сохраняются. Постоянное свечение указывает, что данные корректны и сохранены.
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
U1
МК AVR 8-битATmega328P1
ATmega328P-20MUU2, U4
МикросхемаXC62FP30022
U3
Контроллер зарядаLTC4054L-4.21
Q2
MOSFET-транзисторIRLML64021
Q3
Биполярный транзисторRN13041
C1, C4, C7, C8
Конденсатор100 нФ4
C2, C6
Конденсатор1 мкФ2
C3, C5
Электролитический конденсатор10 мкФ2
R7
Резистор100 кОм1
R8, R9, R9
Резистор47 кОм2
R9, R10, R11
Резистор1 кОм3
BZ1
Пьезоизлучатель1
SW1
Кнопказамыкающая1
PSWBT1
АккумуляторAAA 3.6V/500mAh Li-Ion1
CON1
РазъёмDM3A1
microSD SocketP1
Разъём2 контакта1
Для зарядкиJP1
Разъём6 контактов1
ISPRed, Green
Светодиод2
GPS-модульNaviSys GM-3161
GPS Receiver (PA6C)
Карта памятиmicroSD1
Добавить все
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- case.rar (125 Кб)