Suivi d'itinéraire GPS V2 : 4 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Projet: Suivi d'itinéraire GPS V2

Date: mai - juin 2020

METTRE À JOUR

La première version de ce projet, alors qu'elle fonctionnait en principe, comportait un certain nombre de défauts qui devaient être corrigés. Tout d'abord, je n'aimais pas la boîte donc je l'ai remplacée par une autre. Deuxièmement, les calculs de vitesse et de distance n'étaient pas corrects. Des tests sur le terrain supplémentaires avec l'unité placée à l'intérieur d'un véhicule et ont permis de cartographier l'itinéraire, puis cet itinéraire cartographié a été cartographié sur GPS Visualizer et Google Earth Pro avec d'excellents résultats à la fois en termes d'itinéraire réel cartographié et de distance calculée mesurée par rapport à l'option « règle » dans Earth Pro

De plus, le circuit a été mis à jour pour que les batteries 18650 alimentent directement la carte ESP32 DEV, tandis que l'unité NEO7M GSP est alimentée directement à partir du module Step Down plutôt que via la carte DEV. Cela a produit un système plus stable. Le logiciel était généralement rangé, avec l'option E-mail et la connexion ultérieure au routeur local uniquement si l'unité trouvait un ou des fichiers disponibles à envoyer. Une dernière amélioration consistait à remplacer le test "gps.location.isValid" par "gps.location.isUpdated", ce qui garantissait que seuls les emplacements GPS mis à jour étaient enregistrés dans le fichier d'itinéraire, plutôt que plusieurs emplacements GPS ayant chacun la même latitude et longitude

Je voudrais noter à ce stade qu'il s'agit du premier système basé sur GPS que j'ai créé et que les versions ultérieures remplaceraient en grande partie le câblage existant par une carte à base de PCB. Pour s'assurer que toutes les connexions de fils ne tombent pas en panne, lors d'une manipulation brutale, toutes ces connexions ont été collées

J'ai mis à jour les fichiers ICO et Fritzing et ajouté de nouvelles photos pour montrer les modifications que j'ai apportées

APERÇU

Ce projet a été un changement complet de direction pour moi, m'éloignant des horloges Nixie et des robots basés sur le WiFi. L'utilisation d'un module Arduino basé sur GPS m'a intrigué pendant un certain temps et comme j'avais du temps libre à attendre des pièces supplémentaires pour le projet principal sur lequel je travaille également, j'ai décidé de construire un dispositif de suivi d'itinéraire GPS, alimenté par batterie, léger, portable, et capable de transférer ses informations d'itinéraire soit via une carte micro SD, soit, si un réseau WiFi était disponible, via E-Mail et un fichier joint. Ce projet nécessitait l'utilisation de quatre composants que je n'avais pas utilisés auparavant, à savoir un écran oLED de 0,96 , un lecteur de carte SD, un module GPS et la carte de développement ESP32. La taille finale de l'unité, bien que certainement portable, pourrait être encore réduite, de 25 à 50 %, si le câblage que j'ai utilisé était remplacé par une carte PCB attachée directement à la carte de développement ESP32 et aux batteries 18650 et abaisseur module où remplacé par une batterie Li-ion 5V appropriée.

Fournitures

1. Carte de développement ESP32

2. Horloge RTC DS3231 avec batterie de secours

3. Lecteur de carte Micro SD basé sur SPI, avec carte micro SD de 1 Go

4. Écran basé sur l'oLED I2C de 0,96"

5. Module GPS NEO-7M-0-000

6. Condensateur 10uF

7. 2 résistances 10K, résistance 4,7K

8. Transformateur abaisseur DC-DC

9. 2 piles 18650

10. Double support de batterie 18650

11. Interrupteur unipolaire

12. Interrupteur poussoir momentané

13. 2 boîtes de projet de 100 mm x 50 mm x 65 mm

14. Fils Dupont, colle chaude.

Étape 1: CONSTRUCTION

Le schéma de Fritzing ci-joint montre la disposition du circuit. Les deux batteries 18650 et le module abaisseur pourraient être remplacés par une batterie Li-ion fournissant directement 5V. Je recommande le module NEO-7M avec la prise d'antenne externe SMA intégrée qui permet d'ajouter un simple morceau de fil de 30cm de long qui capte les informations satellites, cela prend souvent quelques minutes après la première mise sous tension de l'appareil. La partie inférieure des deux boîtes de projet comporte des ouvertures pour l'écran, l'antenne GPS, le commutateur et la carte SD, elle contient également l'horloge RTC, le lecteur de carte SD, l'écran oLED de 0,96 , le bouton, le module GPS et la carte PCB. La boîte de projet supérieure contient la carte de développement ESP32, des batteries 18650 et un support de batterie, un module abaisseur et une seule ouverture pour l'interrupteur unipolaire. Le haut de cette boîte de projet est maintenu en place par quatre vis à tête fraisée qui peuvent être retirées pour permettre le retrait, la charge et le remplacement des deux batteries rechargeables 18650. L'unité n'est pas étanche, mais elle pourrait l'être. Un chargeur de batterie USB approprié peut également être installé dans cette boîte de projet supérieure, avec une ouverture appropriée, pour permettre aux batteries à l'intérieur d'être chargées sans avoir à retirer le couvercle de la boîte. Alors que le module GPS peut fournir l'heure et la date, telles qu'elles sont obtenues à partir du satellite, j'ai décidé que l'heure et la date locales seraient plus appropriées, j'ai donc ajouté un module RTC.

Certaines des photos de construction montrent les premiers développements de ce projet où j'utilisais une carte WeMos D1 R2 et un simple écran LED 16x2, les deux étant remplacés dans la version finale.

Étape 2: LOGICIEL

La raison de la carte Arduino basée sur ESP32 était qu'après quelques recherches, j'ai découvert que l'ESP32 peut envoyer des e-mails avec succès à un compte G-Mail, à condition que les paramètres du compte soient modifiés afin qu'il permette de recevoir des "e-mails moins sécurisés"., cela nécessite une modification des paramètres du compte G-Mail. Pour y accéder, allez dans l'option de menu "Gérer le compte Google", puis sélectionnez "Sécurité" et enfin faites défiler vers le bas jusqu'à ce que vous voyiez "Accès à l'application moins sécurisé", activez cette fonctionnalité.

Vous devrez télécharger et installer les fichiers inclus suivants: TinyGPS++.h, SoftwareSerial.h, "RTClib.h", "ESP32_MailClient.h", "SPIFFS.h", WiFiClient.h, math.h, Wire.h, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h et Adafruit_SSD1306.h.

Le programme a été développé en utilisant la version 1.8.12 de l'IDE Arduino, et la carte sélectionnée était la "DOIT ESP32 DEVKIT V1".

En raison de la taille du programme, vous ne pouvez pas développer ce programme sur un Arduino UNO, également lors du téléchargement du logiciel, il est nécessaire de retirer le fil TX du module GSP sinon le téléchargement échouera. Un condensateur de 10 uF était attaché aux broches « EN » et « GND » de la carte ESP32 afin qu'il n'était pas nécessaire d'appuyer sur le bouton « EN » à chaque fois qu'un nouveau logiciel était téléchargé.

Le logiciel Arduino a été développé pour permettre à l'utilisateur du système d'enregistrer un itinéraire ou des itinéraires dans l'unité, puis de retirer la carte SD et de les télécharger via un lecteur de carte sur PC, ou de sélectionner l'option de menu E-Mail et d'avoir tous les fichiers d'itinéraire détenus sur l'unité envoyés à un compte G-Mail, un itinéraire attaché à chaque e-mail. Les fichiers de route sont formatés au sein de l'Unité et peuvent prendre la forme de deux styles différents, le format "GPX" qui peut être directement visualisé en utilisant "GPS Viewer" une application google disponible gratuitement sur Internet, ou "KML" format directement consultable à l'aide de l'application « Google Earth Pro » téléchargeable sur Internet. Cette même application peut également lire et afficher les fichiers de route basés sur « GPX ». Ces deux formats de fichiers sont disponibles gratuitement sous forme de schémas de format de fichier et peuvent être trouvés sur Internet à Wikipédia. Une fois que l'e-mail ou les e-mails ont été envoyés, l'unité reviendra à la surveillance de l'itinéraire, mais elle utilisera par défaut le format de fichier GPX. Le bouton-poussoir est utilisé pour sélectionner l'option E-Mail, sélectionner le format de fichier GPX ou KML, et pour démarrer et arrêter l'enregistrement de l'itinéraire. En mode de surveillance d'itinéraire, l'écran oLED affichera la longitude et la latitude de la position actuelle, puis sur un deuxième écran affichera l'heure actuelle, la date, l'altitude en mètres, le nombre de satellites utilisés, la vitesse en km et enfin le parcours donné comme un des points cardinaux cardinaux. En mode d'enregistrement d'itinéraire, l'écran affichera le fichier d'itinéraire qu'il a ouvert, puis en plus des deux écrans décrits précédemment, un troisième écran s'affichera qui détaille le fichier d'itinéraire utilisé, le nombre de points de cheminement qu'il a enregistrés, et enfin la distance parcourue en Km.

Les images suivantes montrent comment les e-mails, créés et envoyés par l'appareil, sont reçus et affichés par G-Mail.

Étape 3: CONCLUSION

J'ai beaucoup appris en développant ce projet, mais cette unité ne peut être considérée que comme un "back end" pour un système basé sur une application qui prend les fichiers GPX ou KML pour les afficher. L'utilisation d'un logiciel tiers était une alternative acceptable au développement ultérieur de ce logiciel. La disponibilité de l'option de menu « Application moins sécurisée » dans le menu de gestion de compte Google peut être limitée car des changements peuvent survenir en juin 2020, si tel est le cas, il peut être nécessaire de rediriger l'e-mail vers un autre compte ou en utilisant le port 586 sur le serveur de messagerie.

Étape 4: Formats de fichiers GPS et KML

Ce qui suit montre un contenu de fichier typique pour chaque type de fichier généré par l'unité (les valeurs de latitude et de longitude ne changent pas beaucoup dans ces exemples car l'unité est stationnaire). Les deux fichiers contiennent les données minimales d'en-tête et de pied de page requises par GPS Viewer et Google Earth pro pour afficher une simple ligne noire indiquant l'itinéraire emprunté:

Le fichier KML:

Le fichier GPX: