СДЕЛАЙ СЕБЕ GPS ТРЕКЕР, ЛОГГЕР

Модуль OPENLOG (с прошивкой)

Модуль OPENLOG (без прошивки)

GPS UBLOX M8N (GPS + Глонасс)

Beitian BN-880 (GPS + Глонасс)

NZ-GPS (GPS)

Цветной монтажный провод 8 цветов, 280м

USBTTL конвертор CP2102

USBASP программатор

Схема:

Привет друзья, сегодня мы с вами соберем простейший GPS трекер. И в этом видео я покажу как он работает и что может.

А знаете, что? Оказывается, собрать GPS трекер может абсолютно любой. Ну вот, посмотрите, как это выглядит без корпуса. А это схема сборки, правда просто? Я тут насчитал всего 9 соединительных проводов. Ну, а функционал применения большой, это и история передвижения, построение пройденных маршрутов, замер скорости и многое другое. Такой трекер можно установить на автомобиль, грузовик, велосипед или на контейнер с грузом и на карту памяти будут записываться все его передвижения.

Итак, для сборки понадобится. GPS модуль совмещенный с ГЛОНАСС. Такой или любой другой. Главное, чтобы на нем были пины RX и TX. Я использую именно эту модель из-за малых размеров, хорошей керамической антенны и быстрого старта. В полевых условиях этот GPS модуль видит в среднем 12 спутников и обеспечивает точность позиционирования до 2х метров.

Еще понадобится модуль логирования OpenLog, красный как у меня, а лучше фиолетовый. Чуть позже объясню почему. Еще нужен абсолютно любой литиевый аккумулятор емкостью на 300 и выше миллиампер, и зарядно защитный модуль для него. Сразу отвечу: Аккумулятор 18650 тоже можно использовать, на нем трекер будет работать еще дольше, что-то около двух суток, я же старался минимизировать размеры устройства, поэтому буду использовать маленький аккумулятор на 300 миллиампер который вытащил из какой-то электроники, и этого аккумулятора хватит на 4 часа работы устройства. Также можно использовать простые батарейки, но размер тоже получится большой. Устройство поддерживает напряжение работы от 3 до 5 вольт, поэтому питание от одной банки лития или трех батареек идеально подойдет.

Еще нужна микро SD карта памяти из расчета 1 гигабайт на 2 недели лога. Да, вы не ослышались, 1 гигабайт на 14 дней. Т.е. моей флешки на 8 гигабайт хватит примерно на 4 месяца непрерывного логирования данных с GPS модуля.

Для заливки прошивки и настройки модуля OpenLog понадобится USBTTL адаптер, самый доступный это CP2102, он стоит около двух баксов. Если у вас еще нет такого – обязательно купить, он часто бывает нужен для прошивки.

Подключаем логгер к адаптеру и…. и….. нифига. От слова ваще. От слова совсем. От слова ничего. Ни малейшего признака жизни модуля.

А теперь отвечаю на вопрос почему лучше фиолетовый. Ранее, когда искал данный модуль, поиск выдал мне несколько вариантов, среди них был самый продаваемый фиолетовый модуль OpenLog за 6 баксов и этот красный за 3 бакса. Модули идентичные, вот только на дорогой больше сотни заказов, а на этот красный меньше. И знаете почему? Нет, он рабочий. Я вот щас узнал в чем причина. Потому что в красном нет прошивки. В нем не то что нет самой управляющей программы, тут в микроконтроллер даже не залит загрузчик. Т.е. абсолютна пустая и чистая микросхема. Ну как так? Пипец, я впервые с таким сталкивают на Алиэкспресс.

Для того чтобы залить в этот модуль загрузчик, нужно подключится к контактам самой микросхемы и далее по протоколу ISP заливать. Все бы ничего, но модуль крошечный, а сами контакты залиты паяльной маской. В итоге мне пришлось под микроскопом счищать эту максу скальпелем, потом запаиваться к маленьким площадкам тонкими проводами и пытаться лить загрузчик. Сначала пробовал сделать это при помощи Arduino Nano, но чет не проперло, ни меня, ни Ардуино. Постоянно возникали ошибки. В итоге достал с дальней пыльной полки USBasp программатор и с его помощью залил загрузчик в микруху. Первое УРА! Теперь снова подключаем модуль к USBTTL конвертеру и уже без ошибок заливаем в него прошивку OpenLog_minimal.

В общем, друзья, не повторяйте моей ошибки. Если будете собирать такой же логгер – то берите сразу фиолетовый модуль OpenLog – в нем уже есть прошивка. Знаете, счищать маску под микроскопом за 3 доллара – это сомнительное удовольствие, у меня ушло на это несколько часов.

После прошивки модуль ожил и начал мигать, а в консоли возникла ошибка отсутствия карты памяти. Ну, значит устанавливаю карту памяти и начинаю писать в консоль всякую чушь. Каждый раз, когда нажимаю ENTER на модуле мигает зеленый светодиод приема данных. Ну и вот что записывается на флешку. При каждом включении модуля создается новый лог файл. И в него сохранилось все что я калякал в консоль.

Отлично, теперь надо настроить логгирование. GPS модуль плюет данные на скорости 4800 или 9600 бит. Обычно этот параметр указывает производитель модуля, но часто его приходится подбирать вручную. Устанавливаю сначала 4800 и загружаю прошивку. Сразу еще припаял модуль логгирования к GPS приемнику. Подаем питание и сразу видим, что он начал принимать какие-то данные.

Кстати, потребление оказалось на уровне около 70 миллиамер от 4 вольт. И от 3х вольт потребление такое же. Светодиод моргает, данные записываются на флешку. Но вот в файлы записалась всякая чушь и китайские иероглифы. Ну понятно, не угадал со скоростью обмена. Меняю 4800 на 9600 и снова перезаливаю прошивку в OpenLog.

Ну вот, теперь в файл записывается абсолютно все что выплевывает GPS приемник по протоколу NMEA. Отлично, это то что нужно. Как вы наверно уже догадались принцип работы тут тупейший, мы записываем сразу в файл на флешку всю информацию которую выдает GPS приемник. А плюется он координатами два раза в секунду.

Ну что, настало время сделать корпус и спаять все это вместе в готовое устройство. Еще понадобится микровыключатель и четыре неодимовых магнита, у меня они диаметром на 7 миллиметров. Замеряем, готовим проект корпуса в ThinkerCAD, далее готовим крышку для корпуса. В описании этого видео вы можете найти ссылки не только на все комплектующие, а также на исходники проекта корпуса. И при необходимости корпус можно будет отредактировать под себя.

Корпус напечатался, примеряем модули, черт не с той стороны. А так пазы подошли. Паяем всю электронику вместе, и у нас получается вот такая красота. Аккум, защитный модуль, выключатель и далее запитаны GPS приемник и сам логгер. Они соединены между собой по UART двумя проводами.

Так! Хочу вас предупредить, перед пайкой обязательно проверяйте распиновку, из Китая регулярно приходят модули с неверной цветностью проводов, вот и в моем случае на GPS приемнике плюс питания — это зеленый провод, а минус желтый. В то время как UART это черный и красный. Бдеть надо обязательно – иначе спалите микруху.

При включении выключателя схема сразу начинает работать и писать данные на флешку. Укладываем модули в корпус и фиксируем их на термоклей. При закрытии крышки получается компактный GPS логгер. Выключатель сначала немного неудачно установил, потом переделаю. Магниты вклеиваю на суперклей. И теперь устройство будет крепко держатся на любой железной поверхности, будь то автомобиль или металлический контейнер. Установил логгер на крышу авто и за всю поездку он никуда не делся. Также его можно установить под днище автомобиля, сигнал от спутников там будет ловить хуже и точность уменьшится. Но работать будет. Поэтому лучше все-таки куда-нибудь в салон, чтобы точность повысить.

«А как же влагозащита?» спросите вы. Да вот, легко. Берете шарик и завязываете его на узелок.

Покатавшись несколько часов и приехав домой достаю флешку. На ней записалось несколько файлов, ну прямо так как я включал логгер. В среднем записывается 3 мегабайта данных за один час времени. И как я уже сказал флешки на 8 гигов хватит на 4 месяца непрерывного ведения лога.

Далее лог файл с GPS приемника можно обработать и, например, преобразовать его в KML файл для отображения трека на картах Google. Загружаем лог на сайт, он конвертируется, скачиваем его. И далее открываем этот файл в Google Earth и видим весь путь моего перемещения на карте.

Вот место где я включил трекер и ехал, ехал, ехал. Далее срулил во дворы, по ним проехал. Тут мудака криво запаркованного объехал. Немножко сам криво запарковался и переставлял машину. А потом снова ехал, ехал. Трек оказался очень точный он полностью повторяет путь машины, на карте даже видно полосу движения по которой я ехал. Лог подробный со всеми остановками и записью скорости движения. По такому треку можно подсчитать пройденный путь, узнать максимальную скорость движения, высоту подъема, максимальные удаления. И все это записывается с точным временем, которое GPS модуль получает со спутников. Т.е. вы можете точно узнать, когда, где и сколько времени был трекер. При необходимости постоянного мониторинга трекер можно запитать через USB порт, и он будет непрерывно вести запись в файл.

Такое устройство можно использовать для контроля поездок и тем самым следить за расходом топлива. Установить на груз и при получении вы узнаете весь путь его перемещения. Можно закрепить на велосипед и узнать дистанцию которую вы проехали, или же просто взять с собой на пробежку в карман и трекер запишет весь ваш маршрут на карту памяти.

Собирается он банально просто и это не занимает много времени, поэтому вы сами можете сделать себе такой же трекер. Ну и опережая вопросы и просьбы на тему «а подключи к нему GSM модуль чтобы SMSками можно было узнать где трекер!» — отвечаю. Вот GSM модуль! Только вчера его получил! У него свои сложности, поэтому это будет отдельный проект.

А сегодня на этом все, спасибо, вам за просмотр, делитесь видео с друзьями и ставьте лайки. Ссылки на все комплектующие для сборки устройства как обычно находятся в описании к этому видео.

Ну все, всем, пока-пока!

• Цена: US $4.10

Иногда случаются велопокатушки и прочие «выползки» на природу и вот с некоторого времени я стараюсь писать пройденные маршруты — для статистики пройденного расстояния. Началось все с первых попыток писать трек с помощью Samsung GT-i5500, потом при помощи Lenovo P700i — но что то в софтовых трекерах мне не нравилось. Везде встречались какие либо минусы и порой они пересиливали все плюсы. И вот была поставлена задача — спроектировать и изготовить «железный» путевой самописец — GPS Logger. О нем и будет рассказано ниже. Стал я рассматривать варианты покупки готового прибора под свои нужды — но я так и не смог найти нужный мне вариант. Китайские поделки с Aliexpress хоть и назывались логгерами, но при ближайшем рассмотрении оказывались или компасом грибника или устройством для слежения за мото/авто. Или слали координаты через GPRS на непонятные сервера и там формировали подобие трека. Все это меня не устраивало. Совсем. И было принято решение строить GPS logger самостоятельно — что хочу, то и накручу. А что из этого получилось — постараюсь описать тут. На просторах Aliexpress было обнаружено несколько вариантов модулей GPS — вроде бы все они подходят под поставленную задачу — выдают поток данных в стандарте NMEA-0183 [1]. Но вот цена разнится в два и более раз. Что делать? Выход напрашивается сам собой — брать тот, который дешевле :-). Сказано — сделано! В итоге был заказан вот такой модуль:

В описании чипа есть фраза: «старый чип» — выпытал у китайца значение этой фразы — просто старой ревизии модуль. В отзывах к лотам на али иногда встречаются фразы — якобы приходит паяный, немного б/у и т.д… Мне пришло все в отличном состоянии, модуль без следов пайки. размеры модуля (без учета антенны): 36 х 24 х 3,35 мм. Размеры антенны G165: 20,64 х 7.07 х 6,79 мм. После осмотра платы GPS-приемника и снятия размеров — подаю питание на модуль и при помощи TTL конвертера на CH340G [2] и утилиты для ПК u-Center [3] подключаю GPS приемник к ПК. Немного потанцевав с бубном вокруг настроек сом-порта получаю такую картинку: Спутники нашлись, координаты определены, модуль работоспособен. Проверяю формат вывода данных в NMEA-0183 — формат строки $GPRMC полностью соответствует стандарту. А это значит — пока откладываю модуль в сторону и приступаю к разработке печатной платы. Печатную плату рисовал по этой схеме [4], а если точнее — данная заметка и была взята за основу будующей конструкции. От схемы-первоисточника отличия незначительные. применен другой стабилизатор напряжения питания — LM1117 [5], кварц на частоту, отличную от 8 МГц с соответствующими правками в коде, светодиоды другого цвета и соответственно резисторы для этих светодиодов, так же применена карта MicroSD и картоприемник для нее. ATmega128 [6] — тут все без изменений — была заказана по сходной цене на том же Aliexpress. Добавлен модуль заряда литиевой батареи на TP4056 [7]. Пластиковый корпус куплен на радиорынке. Результат компоновки элементов на плате представлен на рисунке: Что тут есть что: — GPS IN — вход данных от GPS-приемника (подключается к TX на модуле) — GND — общий — Vcc + — питание, подается через кнопку с фиксацией (установлена вне печатной платы) — LED1, LED2, LED3 — индикаторы состояния и работоспособности логгера — KEY — кнопка управления (установлена вне печатной платы) Даже на этом этапе все понятно со схемой — обвязки у контроллера не так уж и много. Но я все же постараюсь изобразить схему принципиальную — так как в данном варианте печатной платы была замечена ошибка — с сигнальными линиями для внутрисхемного программированния!!!Подключать программатор надо по даташиту и не ориентироваться слепо на приведенный выше рисунок печатной платы!!! Травлю плату, перенеся рисунок по технологии ЛУТ без утюга [8]: При помощи суперклея, напильника и кусков корпуса магнитофона «ПРОТОН» допиливается корпус для GPS-логгера. В результате — получаем вот такую конструкцию: Принципиальная схема. За основу, как уже упоминалось ранее, был взят подобный DIY логгер [4]. От авторской конструкции, описываемая здесь — отличается незначительно (в плане «железа») и значительно (в плане «софта»). Я свой вариант схемы на черновике накидал и по нему собиралась и отлаживалась конструкция, чистового варианта схемы нет — как и у большинства DIY-конструкций. Выход простой — берем схему-первоисточник и немного подправим ее: Что тут что и как оно работает. После подачи питания — модуль NEO-6M-001 стартует и начинает активно искать спутники. МК стартует, опрашивает карту памяти — если все в норме — программа выполняется далее, если нет — то программа останавливается и загорается красный светодиод. Если инициализация карты прошла успешно — МК пытается найти на ней файл с настройками — CONFIG.CFG. Если файл найден и считан — программа берет настройки из этого файла — номера порядковые записываемых файлов (0-9999), коррекцию часового пояса (UTC+2 или любое другое значение), расстояние между записываемыми точками трека (в метрах) — частота записи точек в файл — через 10, 20 50, 100 метров и т.д. Если этого файла нет — например при первом включении логгера — программа МК создаст его с параметрами «по умолчанию»: порядковый номер — 0, коррекция времени — «3» и точность записи — «10,0». Позже можно внести изменения в файл настроек. В это время модуль NEO-6M-001 ищет спутники… Если они найдены — на карте создаются файлы .txt, .kml и .gpx, мигают все светодиоды одновремено и гаснут — начинает мигать желтый светодиод. В момент нахождения нужного количества спутников модуль NEO-6M-001 выдает строку $GPRMC в формате NMEA-0183 — с временем и датой, с координатами, скоростью, высотой… И из этой каши программа МК выбирает и формирует нужные нам данные для записи их в .txt, .kml и .gpx файлы. Спутники найдены — мигает зеленый светодиод — идет запись координат в файлы. И далее если расстояние между двумя точками трека более, чем указанно в CONFIG.CFG — запись координат в файл идет. Если данные с GPS-модуля валидны — запись координат в файл идет. Если одно из этих условий (в любой последовательности) не выполняется — то программа МК пропускает запись координат в файл и ожидает новой посылки с данными от GPS-приемника. Идет запись — во время движения мигает зеленый светодиод. Остановка — мигают одгновременно желтый и зеленый. Таким образом — во время стоянки в трек не пишутся лишние данные. Если появилась необходимость завершить трек и выключить логгер или просто начать новый трек — жмем кнопку KEY — загорается зеленый светодиод — можно выключить логгер — файлы .txt, .kml и .gpx финализированы и успешно записаны на карту памяти (карта может использоваться любая micro sd, объемом до 2Гб). Для начала нового трека — включаем питание логгера. Если вдруг питание логгера было отключено без нажатия на кнопку KEY или разрядилась батарея или еще по какой причине случилась остановка записи — файлы с пройденным маршрутом прийдется финализировать в ручном режиме — в любом текстовом редакторе на ПК. На схеме не указаны — модуль зарядки TP4056 [7] — подключенный к Li-Ion аккумулятору SAMSUNG ICR18650-26F [9] с модулем защиты от батареи сотового телефона. Как это все соединить — я думаю не стоит подробно описывать… Единственный момент — ток заряда в модуле TP4056 настроен на 500 мА. И немного результатов работы логгера: Вот так выглядит содерджимое карты памяти логгера: файл CONFIG.CFG — настройки логгера. Файлы GPS_ХХХХ.KML, GPS_XXXX.GPX и GPS_XXXX.TXT — соответственно файлы с записанными координатами и другими параметрами пройденного пути. В результате получилась довольно полезная конструкция. К покупке данный модуль я бы рекомендовал на 99% — все в нем отлично — работает, сигнал от спутников прнимает, цена — вполне адекватная. Но все же — 1% — желательно брать модуль, у которого антенна жестко зафиксирована на плате — это исключает излом и обрыв ВЧ кабеля между антенной и приемником. Стоит ли брать подобные модули с поддержкой ГЛОНАСС, акселерометром и цифровым компасом (есть и такие) — решать нужно исходя из требований на конечное устройство. Все эти «плюшки» увеличивают цену GPS-приемника. Огромное спасибо DooMmen’у за помощь. UPD: По расчету, время работы устройства — примерно сутки автономности. Ток потребеления 60-70 мА. Соответственно при батарее 2600 мА*ч имеем: 2600/70=37,1428 ч.Использованные компоненты, документация, прошивка ATmega128 и прочие полезности[1] Описание протокола NMEA и команд управления GPS приемниками (.pdf) [2] TTL конвертер на CH340G — US $0.78 [3] GNSS evaluation software for Windows [4] GPS логгер [5] LM1117 800mA Low-Dropout Linear Regulator (.pdf) [6] ATmega128 (.pdf), купить контроллер можно тут: ATmega128 — US $1.10 [7] TP4056 1A module lithium battery charger — US $1.20 за 5 шт. [8] DIY — ЛУТ без утюга [9] SAMSUNG ICR18650-26F — (по ссылке будет батарея SAMSUNG ICR18650-26H — для данной конструкции это особого значения не имеет). [10] Распиновка карты памяти — SD Memory Card и MicroSD Memory Card Pinout [11] DIY GPS Logger PCB .lay и ПО для ATmega128A Bascom — это для тех, кто захочет повторить описанную конструкцию.Можно выделить три основных типа GPS-устройств: GPS-навигаторы — показывают вам, где вы находитесь или куда идти (на карте или просто стрелочкой). GPS-трекеры — которые записывают ваш маршрут и сообщают о нем Куда Надо (через GSM). GPS-логгеры — просто записывают маршрут для последующей обработки. Мне понадобился именно логгер — записывать маршрут, при надобности — привязывать координаты к фотографиям. Можно, конечно, было поставить на телефон соответствующую программу, но он и так недолго от батареи живет. Особо не выбирал, просто взял то, что под руку подвернулось — это оказался Регистратор Маршрутов Путешественника Mobidick i-gotU MA-GPS2 (он же i-gotU GT-200)

Характеристики

Системные требования: Win2000/XP/Vista; Bluetooth 1.1/1.2/2.0/2.1Интерфейс: USB 1.1; Bluetooth V2.0+EDR Class 2 (до 10 метров)Встроенный чипсет SiRF StarIII low powerВстроенная флэш-память: 32000 точек (8 MB)Аккумулятор 750 мА*чРабочая температура: -10°C до + 50°CВремя непрерывной работы аккумулятора от одной зарядки: до 60 часовСреднее время холодного старта: < 60 сек, горячего старта:< 38 сек.Размеры: 46 x 41,5 x 14 ммBес: 37 г

Комплектация

Коробка, шнурок для подключения к USB, диск с софтом и драйверами и сам логгер в резиновом чехольчике с прорезью под ремешок.

Как пользоваться

Выходите на улицу, включаете, убираете в карман и перемещаетесь в нужную точку. Логгер лежит в кармане и записывает координаты с заданной периодичностью. По умолчанию — 10 секунд, но можно изменить. Чем больше скорость перемещения, тем меньше надо ставить интервал. По окончании прогулки подключаете устройство к компьютеру и скачиваете оттуда записанный трек.

Программное обеспечение

В комплекте идет программа , которая является клиентом одноименного сайта. Служит для скачивания треков, накладывания их на карты гугла, закачивания их на свой сайт, привязки координат к фотографиям (по времени съемки) и для настройки логгера (указание интервала записи координат). В результате на сайте можно увидеть что-то такое: www.a-trip.com/tracks/view/76737

Альтернативное программное обеспечение

Для тех, кому не нравится стандартное ПО — привык к другому или оно не запускается под вашей ОС, есть альтернативный софт по имени igotu2gpx, существует в версиях под windows, linux и macos.Может: экспортировать треки в gpx чистить память логгера отображать настройки логгера делать дамп памяти логгера GUi-версия еще отображает маршруты на карте (вроде как подгружает ее с openstreetmap)Не может Менять настройки. Пока для этого надо пользоваться родным софтом. Работать с COM-портами выше 8. Меньше 3, похоже, тоже. Пробовал на COM2 повесить — не заработало, пришлось освобождать порты в промежутке 3-8.

Достоинства

Недорогой Имеется поддержка (драйвера и софт без проблем встали на Windows 7 x64, есть софт для макосов и прочих линуксов (сторонний)) Вполне пристойная батарея, три дня по 10 часов с выключением на ночь обеспечивает, мне хватает (интервал между записями — 15 секунд). Небольшой по размерам

Недостатки

Нестандартный разъем подключения к компьютеру Родной софт любит «оптимизировать» маршруты и выкидывать часть точек. Неплохо работает в движении, но при долгом стоянии на месте начинает колбаситься и скакать вокруг точки вашего реального местоположения Очень большая и чувствительная кнопка отключения. Во избежание случайных отключений пришлось сделать «апгрейд»:Когда-то оно было рулеткой…

Альтернативы

В китайских интернет-магазинах можно купить GPS-логгеры по ценам от 30 до 80 долларов, о некоторых даже неплохие отзывы. Я бы может и заказал что-то оттуда, но время поджимало. Кого не поджимает — советую поискать варианты там, может быть найдете что-то более эргономичное — с mini/microUSB и не такой большой кнопкой.Используемые источники:

• http://voltnik.ru/gps-logger/
• https://mysku.ru/blog/aliexpress/45768.html
• https://habr.com/post/121266/