Enregistreur de données GPS sans fil pour la faune : 9 étapes (avec photos)

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

Dans cette instructable, nous allons vous montrer comment faire un enregistreur de données GPS petit et peu coûteux basé sur Arduino, avec une capacité sans fil !

L'utilisation de la télémétrie pour étudier le mouvement de la faune peut être un outil très important pour les biologistes. Il peut vous dire où vivent les animaux, où ils se nourrissent et quelle distance ils parcourent chaque jour. Les biologistes utilisent ensuite ces informations pour aider à conserver les animaux et leur environnement.

Nous avons utilisé cet enregistreur de données sur des renards volants (également appelés chauves-souris frugivores) et, avec d'autres, avons découvert que les renards volants parcouraient plus de 40 km chaque nuit, retournant se nourrir dans le même arbre.

Cet enregistreur de données:

• a une portée sans fil de plus de 2 km
• une autonomie de plus de 2 semaines (en utilisant la batterie décrite dans Matériaux et outils)
• transmet sa position actuelle dans un « battement de cœur » toutes les 5 minutes
• peut stocker 100 emplacements dans son EEPROM
• et peut transmettre ou « vider » ces données à votre récepteur quotidiennement ou sur commande

En développant un petit enregistreur de données GPS basé sur Arduino et peu coûteux, avec une capacité sans fil, nous avons fourni aux étudiants, aux citoyens scientifiques et aux groupes communautaires l'équipement nécessaire pour étudier le mouvement de leur faune locale.

Étape 1: Matériaux et outils

Pour construire cette instructable, vous devrez ranger votre espace de fabricants, rassembler les matériaux (ci-dessous) et brancher votre fer à souder ! Si vous ne savez pas quelle extrémité du fer chauffe (indice: c'est l'extrémité pointue), alors vous devriez probablement trouver un ami qui le fait pour vous aider !

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

1 module GPS GTOP LadyBird 1 (PA6H)

2 x émetteur-récepteur RF FSK HM-TRP 433Mhz

Ici, en Australie, nous utilisons 433Mhz, il est mis à la disposition des amateurs sous la licence de classe 2015 de radiocommunications (dispositifs à faible potentiel d'interférence). Selon votre emplacement, vous devrez peut-être utiliser un émetteur-récepteur fonctionnant sur une autre fréquence ! Essayez l'émetteur-récepteur RF FSK HM-TRP 868Mhz ou l'émetteur-récepteur RF FSK HM-TRP 915Mhz.

1 x batterie Lithium AXIAL 1/2AA 3.6v

1 x 10k Ohm 0.5 Watt Résistances à Film Métallique - Paquet de 8

Étape 2: Commencez avec un Arduino Pro Mini

1. Soudez les broches d'en-tête à la carte
2. Retirez le bouton de réinitialisation

Voir l'image ci-dessus pour quelques conseils!

Étape 3: Câblage du module GPS à la carte Arduino

Suivez avec les images ci-dessus

Familiarisez-vous avec la fiche technique GPS, ou vous pouvez simplement l'ailer !

1. Soudez une longueur de fil rouge sur la broche 4 du module GPS (VBACKUP)
2. Soudez une longueur de fil noir sur la broche 12 du module GPS (GND)
3. À l'aide de ruban adhésif double face, fixez le GPS au bas de la carte Arduino
4. Pliez le fil noir le long du bas de la carte Arduino et soudez à GND (à côté de RAW !)
5. Poussez une jambe de résistance à travers la broche 9 de la carte Arduino et soudez sur la broche 1 du module GPS
6. Coupez et pliez la jambe de la résistance sur les broches 9, 8, 7 et 6 et soudez
7. Pliez le fil rouge sur le dessus de la carte Arduino et soudez sur VCC
8. Poussez une jambe de résistance à travers les broches 5 et 4 de la carte Arduino et soudez sur les broches 9 et 10 du module GPS
9. Coupez les pattes de la résistance au niveau de la carte Arduino et de la soudure

Votre module GPS est maintenant prêt à être testé !

Étape 4: Test du module GPS

C'est toujours une bonne idée de tester votre module GPS avant de continuer.

1. Installez Arduino IDE sur votre ordinateur
2. Téléchargez le code ci-dessous sur l'enregistreur de données à l'aide d'un disjoncteur FTDI - 3,3 V
3. Ouvrez Serial Monitor sur Arduino IDE, vous devriez maintenant pouvoir voir les données transmises de votre module GPS à la carte Arduino
4. Vous pouvez également utiliser d'autres logiciels comme u-center pour lire les données GPS et vous donner d'autres informations, comme le nombre de satellites en vue et la précision de vos données de localisation !

N'oubliez pas que vous devrez peut-être sortir pour que le module GPS puisse capter les signaux des satellites !

Étape 5: Passer au sans fil

Consultez la fiche technique de cet émetteur-récepteur. Quelle petite carte astucieuse, transmet aussi loin qu'un Xbee Pro 60 mW avec une antenne filaire mais consomme beaucoup moins de courant donc notre batterie durera plus longtemps !

1. Soudez une résistance de 10K au-dessus de la carte de l'émetteur-récepteur entre VCC et ENABLE, cela tirera ENABLE haut pour dormir, bâillement !!!
2. Soudez une longueur de fil au bas de la carte de l'émetteur-récepteur entre VCC et CONFIG, cela tirera CONFIG haut pour communiquer
3. Mettez du ruban isolant sur le côté du module GPS, cela empêchera la carte émetteur-récepteur de court-circuiter sur le côté du boîtier du module GPS
4. Soudez une autre longueur de fil rouge à VCC, jaune à TX, noir à GND, blanc à RX et bleu à ENABLE
5. Placez la carte émetteur-récepteur sur le morceau restant de ruban adhésif double face
6. Tirez le fil rouge sous la carte Arduino et soudez sur VCC
7. Tirez d'abord le fil noir sur la résistance puis vers le bas sous la carte Arduino, soudez à GND
8. Puis jaune à la broche 2, blanc à la broche 3 et bleu à la broche A2

Quel effort. Bravo, tu y arrives !

Étape 6: Vous aurez besoin d'un récepteur

Il ne sert à rien d'avoir un enregistreur de données GPS sans fil si vous n'avez pas de récepteur, et cela ne pourrait pas être plus simple que cette configuration !

1. Prenez votre deuxième émetteur-récepteur, vous en avez eu deux, n'est-ce pas !
2. Soudez une longueur de fil rouge entre VCC et CONFIG
3. Soudez une longueur de fil noir entre GND et ENABLE
4. Soudez une autre longueur de fil rouge à VCC, noir à GND, jaune à TX et blanc à RX
5. Maintenant, placez des broches d'en-tête dans l'évasion FTDI
6. Soudez le fil rouge à VCC, le fil noir à GND, jaune à RX et blanc à TX (voyez comment nous avons inversé les fils reliant TX et RX, délicat, délicat, non !)

Nous sommes maintenant prêts pour une communication sans fil !

Étape 7: Une note sur les antennes

Les antennes font toute la différence, mais avec la faune, nous devons parfois les garder petites.

La meilleure antenne pour votre enregistreur de données et votre récepteur est une antenne dipôle, simplement, vous soudez une longueur de fil de 173 mm à la broche ANT de l'émetteur-récepteur et une longueur de fil séparée de 173 mm à la broche GND. Cette combinaison nous donnera une portée de vue de plus de 2 km.

Parfois, vous ne pouvez tout simplement pas avoir de fils qui pendent, la faune a généralement de grandes dents et mordra, mâchera et détruira des antennes ou même des enregistreurs de données ! Pour cacher vos antennes, vous pouvez les enrouler, c'est ce qu'on appelle une antenne hélicoïdale ou à ressort. Enroulez simplement votre fil autour d'un petit tournevis, commencez par la fin et faites-le rouler vers votre émetteur-récepteur.

P. S. savez-vous quoi d'autre fait une excellente antenne, un fil de pêche leader. Ils sont généralement constitués de fil d'acier tressé avec un revêtement en plastique, extrêmement résistant et très flexible. Excellent pour une utilisation sur la faune qui peut ramper sous ou autour de la végétation.

Étape 8: Tester les radios

1. Téléchargez le code ci-dessous sur l'enregistreur de données à l'aide d'un disjoncteur FTDI - 3,3 V
2. Retirez l'enregistreur de données de la sortie FTDI et allumez l'enregistreur de données à l'aide de votre batterie ou de toute autre alimentation 3,3 V, + à VCC et - à GND
3. Insérez votre récepteur dans la sortie FTDI (généralement, vous devez retirer la sortie FTDI du port USB de votre ordinateur avant de changer de périphérique)
4. Démarrez Arduino IDE et ouvrez votre moniteur série
5. Réglez Serial Monitor sur 9600 bps et 'Pas de fin de ligne'
6. Tapez 'tx' et cliquez sur Envoyer
7. Vous devriez recevoir un message de l'enregistreur de données GPS disant « TEST OK ! »

Étape 9: Déploiement de votre enregistreur de données GPS sans fil

C'est tout, test terminé, téléchargez maintenant le code ci-dessous en utilisant Arduino IDE et votre évasion FTDI et c'est fait ! Vous disposez maintenant d'un enregistreur de données GPS sans fil à utiliser sur la faune.

Apprenez à connaître votre enregistreur de données avant de le déployer, apprenez à écouter les battements cardiaques à l'aide de votre récepteur et de votre moniteur série (il y en aura un toutes les 5 minutes et n'oubliez pas que l'enregistreur de données doit être à l'extérieur). Une fois que vous avez reçu le rythme cardiaque, vous avez 5 secondes pour taper « tx » et cliquez sur Envoyer, puis toutes les données seront « vidées » sur votre écran, il suffit de copier et coller dans le logiciel de cartographie de votre choix.

Familiarisez-vous avec le code, vous pouvez le modifier pour faire ce que vous voulez. Suivre un ours, eh bien pourquoi ne pas utiliser une batterie plus grosse et recevoir un battement de cœur toutes les minutes !

Je ne vous dirai pas comment emballer votre enregistreur de données ou comment l'attacher à votre faune, c'est à vous et à votre comité d'éthique de décider ! Je vais vous dire que nous avons simplement enfermé nos enregistreurs de données avec du thermorétractable, vous pouvez les « poter » dans de l'époxy si vous vouliez quelque chose de plus solide !

Un grand bravo à toutes les personnes qui m'ont aidé au fil des ans et bonne chance avec votre enregistreur de données GPS sans fil !

Premier prix du concours sans fil

Premier prix au concours Arduino 2017