LTE Arduino GPS Tracker + IoT Paneli (Pjesa 1): 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:21

Prezantimi

Ckemi djema! Ky udhëzues është një vazhdim i udhëzuesit tim të parë për përdorimin e mburojës Botletics LTE/NB-IoT për Arduino, kështu që nëse nuk e keni bërë tashmë, ju lutemi lexojeni për të marrë një pasqyrë të mirë se si të përdorni mburojën dhe për çfarë bëhet fjalë Me Në këtë tutorial do të përqendrohem në regjistrimin e të dhënave IoT, dhe veçanërisht, GPS dhe përcjelljen e temperaturës dhe do t'ju siguroj të gjithë kodin dhe udhëzimet që do t'ju nevojiten për të dalë në rrugë dhe për t'i provuar ato!

Ky Instructable është përqendruar kryesisht në mburojën LTE që unë personalisht projektova dhe ndërtova, por gjithçka këtu (përfshirë bibliotekën Github Arduino) duhet të funksionojë në modulet 2G dhe 3G të SIMCom si SIM800/808/900/5320, pasi që është vetëm një i përditësuar version i bibliotekës Adafruit FONA. Pavarësisht nga pajisja, koncepti është saktësisht i njëjtë dhe ju mund të bëni shumë gjëra të bukura me këtë, duke përfshirë regjistrimin e të dhënave të sensorit, monitorimin e largët të motit, vjedhjen e automjeteve të vjedhjes auto të karmës, etj … kështu që lexoni më tej!

Hapi 1: Mblidhni pjesë

Lista është e njëjtë si në mësimin tim të parë dhe është me të vërtetë e thjeshtë!

• Arduino Uno, Mega, ose Leonardo. Përndryshe, mund të përdorni ndonjë mikrokontrollues tjetër 3.3V ose 5V, por do t'ju duhet të lidhni kunjat nga jashtë.
• Kompleti Botletics SIM7000 Shield (vjen me mburojën, antenë të dyfishtë LTE/GPS uFL dhe grumbullon tituj femra). Sigurohuni që të kaloni këtë tutorial për të zgjedhur një version të përshtatshëm!
• Kartë SIM hologramike. Karta e parë SIM (e quajtur karta SIM e "zhvilluesit") është plotësisht falas dhe vjen me 1MB të dhëna në muaj! Në SHBA ka shumë të ngjarë të jeni në rrjetin Verizon nëse përdorni kartën SIM Hologram. Ju gjithashtu mund ta merrni atë së bashku me mburojën Botletics nëse është më e përshtatshme.
• Bateri 3.7V LiPo (rekomandohet kapacitet 1000mAH ose më i madh).
• Kabllo USB për të programuar Arduino tuaj ose për ta fuqizuar atë.

Për testin e gjurmimit GPS!

• Ju mund të përdorni një përshtatës USB të makinës për të fuqizuar Arduino -n tuaj ndërsa testoni mburojën në rrugë.
• Përndryshe, mund të përdorni një paketë baterie (7-12V) për të fuqizuar Arduino përmes kunjave VIN dhe GND.

Hapi 2: Asambleja Fizike

Tani që i keni të gjitha pjesët tuaja, këtu keni një përmbledhje të shpejtë të asaj që duhet të bëni për të konfiguruar pajisjen tuaj:

• Ngjitini titujt e grumbulluar të femrave në mburojë. Shihni këtë tutorial se si ta bëni atë.
• Lidheni mburojën në Arduino, duke u siguruar që të rreshtoni të gjitha kunjat në mënyrë që të mos i dëmtoni ato!
• Vendosni kartën SIM siç tregohet në figurë. Kontaktet metalike përballen poshtë dhe shënojnë vendndodhjen e nivelit në qoshe.
• Lidheni baterinë LiPo me lidhësin JST në mburojë
• Lidheni Arduino me kompjuterin tuaj duke përdorur një kabllo USB. Ju mund të vini re se LED -i i gjelbër i mburojës nuk ndizet. Kjo është krejt normale sepse kunja PWRKEY e mburojës duhet të pulsohet pak për ta ndezur atë. Shembulli i skicës Arduino në seksionin vijues do të kujdeset për këtë për ju!
• Bashkangjitni antenën e dyfishtë LTE/GPS në lidhësit uFL në skajin e djathtë të mburojës. Vini re se telat do të kryqëzohen, kështu që mos lidhni ato të gabuara!
• Jeni gati për softuerin!

Hapi 3: Arduino Setup & Device Testing

Arduino IDE Setup

Nëse nuk e keni bërë tashmë, ju lutemi shihni hapat "Arduino IDE Setup" dhe "Arduino Shembull" në produktin kryesor Instructable për t'u siguruar që bordi juaj po funksionon siç duhet. Në ato udhëzime do t'ju duhet të shkarkoni bibliotekën në faqen Github dhe të hapni shembullin e kodit "LTE_Demo". Pasi të keni ndjekur ato udhëzime, duhet të keni testuar lidhjen në rrjet, GPS dhe postimin e të dhënave në dweet.io.

Shembull IoT Sketch

Tani që keni testuar tiparet kryesore të mburojës tuaj, ngarkoni skicën "IoT_Example" në Arduino IDE. Ju gjithashtu mund ta gjeni këtu në Github. Ngarko këtë kod në Arduino -n tuaj dhe hapni monitorin serik dhe duhet të shihni që Arduino të gjejë modulin SIM7000, të lidhet me rrjetin celular, të aktivizojë GPS dhe të vazhdojë të provojë derisa të marrë një rregullim të vendndodhjes dhe të postojë të dhënat në dweet.io. E gjithë kjo duhet të funksionojë pa ndryshuar asnjë linjë të kodit, duke supozuar se jeni duke përdorur mburojën LTE dhe kartën SIM Hologram.

Si parazgjedhje do të shihni që rreshti i mëposhtëm të përcaktojë shkallën e marrjes së mostrës (mirë, në fakt vonesa në mes postimeve).

#përcaktoni marrjen e mostraveNiveli 30 // Koha në mes postimeve, në sekonda

Nëse kjo linjë lihet pa u komentuar, Arduino do të postojë të dhëna, do të vonojë të 30-at, do të postojë përsëri të dhëna, do të përsërisë, etj. Gjatë vonesës së viteve '30 ju mund të bëni gjëra të tilla si ta vendosni Arduino-n në modalitet me fuqi të ulët dhe gjëra të zbukuruara si kjo, por për t'i mbajtur gjëra të thjeshta Unë thjesht do të përdor funksionin e vonesës () për të ndaluar operacionin. Nëse komentoni këtë rresht, Arduino do të postojë të dhëna, pastaj shkoni direkt në modalitetin e gjumit me fuqi të ulët pafundësisht derisa të shtypni butonin e rivendosjes në Arduino tuaj. Kjo është e dobishme nëse jeni duke testuar diçka dhe nuk doni të digjni të dhënat tuaja të çmuara falas (megjithëse sinqerisht çdo postim nuk përdor praktikisht asgjë) ose ndoshta keni qark të jashtëm për të rivendosur Arduino (kohëmatësi 555? Ndërprerja RTC? Ndërprerja e përshpejtuesit? Sensori i temperaturës ndërpres? Mendo jashtë kutisë!). Në fakt në tutorialin Burgalert 7000 unë tregoj se si mund të përdorni një detektor lëvizjeje PIR për të zgjuar mikrokontrolluesin.

Linja tjetër përcakton nëse mburoja do të fiket pas postimit të të dhënave ose do të mbetet e ndezur. Ju mund të zgjidhni zgjedhjen e mëparshme duke mos komentuar linjën nëse po merrni mostra herë pas here, por nëse keni një normë relativisht të lartë të kampionimit do të dëshironi të lini linjën e komentuar në mënyrë që mburoja të qëndrojë e të mos ketë për të ri-inicuar, ri-aktivizuar GPRS dhe GPS, etj. Kur mburoja të jetë e ndezur është në gjendje të postojë jashtëzakonisht shpejt!

//#përcakto turnOffShield // Fik mburojën pas postimit të të dhënave

Gjithashtu mbani në mend se ky shembull merr automatikisht numrin IMEI të modulit dhe globalisht unik të SIM7000 dhe e përdor atë si ID e pajisjes (ose "emër" nëse preferoni) për të identifikuar pajisjen kur poston të dhëna në dweet.io Me Ju mund ta ndryshoni këtë nëse dëshironi, kështu që unë mendova se thjesht do t'ju njoftoja:)

Për të kontrolluar nëse të dhënat tuaja po dërgohen në të vërtetë në dweet.io, thjesht plotësoni informacionin e duhur dhe kopjoni/ngjisni URL -në në çdo shfletues:

dweet.io/get/latest/dweet/for/{deviceID}

ku {deviceID} duhet të zëvendësohet me numrin IMEI i cili shtypet në monitorin serik në fillim, menjëherë pasi Arduino ta gjejë atë. Pasi të keni futur atë URL në shfletuesin tuaj, duhet të shihni një përgjigje JSON si më poshtë:

Duke parë "përmbajtjen", duhet të shihni gjerësinë, gjatësinë e vendndodhjes tuaj, shpejtësinë tuaj (në kilometra në orë), drejtimin e drejtimit (gradë, me 0 gradë në veri), lartësinë (metra), temperaturën (*C, por ndjeni të lirë për tu konvertuar në kod), dhe tensionin e furnizimit në mili-volt (që është VBAT, tensioni i baterisë). Për më shumë informacion mbi vargun e të dhënave NMEA mund të hidhni një sy në faqen 149 të manualit të komandës SIM7000 AT.

Pasi të verifikoni që konfigurimi juaj po dërgon me sukses të dhëna në Dweet, le të vendosim pultin për të parë të gjitha të dhënat tona në një ndërfaqe të bukur!

Hapi 4: Konfigurimi i Freeboard.io

Për këtë tutorial ne do të përdorim freeboard.io, një pult vërtet interesant IoT që mund të lidhet me platforma të shumta cloud si PubNub dhe dweet, si dhe veçori të tjera si JSON dhe MQTT. Siç e keni menduar ndoshta, ne do të përdorim edhe dweet.io i cili përdoret në shembullin e kodit nga pjesa e mëparshme. Si një shënim i rëndësishëm, zvarritja e xhamave në freeboard.io nuk duket se funksionon në Chrome, kështu që përdorni Firebox ose Microsoft Edge në vend. Nëse nuk e bëni, mund të jetë një "panel" i vërtetë për të ri-rregulluar artikujt në ekranin tuaj!

Konfigurimi i llogarisë dhe pajisjes

• Gjëja e parë që do të duhet të bëni është të krijoni një llogari duke klikuar butonin e kuq "START TANI" në faqen kryesore të freeboard.io, futni letrat kredenciale dhe klikoni "Krijo llogarinë time". Pastaj do të merrni një njoftim me email që konfirmon llogarinë tuaj të re.
• Tani klikoni "Hyrja" në të djathtën e sipërme të faqes kryesore dhe pasi të regjistroheni duhet të shihni "tabelat tuaja të lira", të cilat janë vetëm pult, të cilat i krijoni nga projektet tuaja. Padyshim që nëse llogaria është e re nuk do të shihni asgjë këtu, kështu që thjesht shkruani një emër të ri të projektit dhe klikoni "Krijo të re" afër sipër djathtas. Kjo pastaj do t'ju sjellë në një pult të zbrazët ku mund të vendosni ndërfaqen ashtu si ju pëlqen. Në tabelën e lirë atje mund të vendosni "panele" të ndryshme, dhe secili panel mund të ketë një "widget" të vetëm ose të shumëfishtë të cilët janë gjëra të tilla si grafikë, harta, matës, etj. Që shfaqin të dhënat tuaja në një farë mënyre.
• Gjëja e parë që duhet të bëjmë tani është të krijojmë burimin aktual të të dhënave, i cili është mburoja juaj Arduino + LTE. Për ta bërë këtë, klikoni "ADD" në këndin e sipërm të djathtë nën "Burimet e të dhënave". Tjetra, zgjidhni "Dweet.io" dhe shkruani çdo emër që dëshironi nën fushën "Emri". Sidoqoftë, sigurohuni që nën fushën "Thing Name" të futni numrin IMEI të mburojës në vend të ndonjë emri arbitrar, sepse kjo është ajo që freeboard do të përdorë për të tërhequr të dhënat nga cicërima.
• Pasi të klikoni "Ruaj" duhet të shihni që pajisja juaj të shfaqet nën "Burimet e të dhënave", si dhe herën e fundit që ka dërguar të dhëna në ëmbëlsirë. Ju gjithashtu mund të klikoni butonin e rifreskimit për të kontrolluar vlerat më të fundit, por tabela falas do të azhurnohet vetvetiu kështu që normalisht nuk duhet të përdorni atë buton.

Konfigurimi i pultit

Tani le të hedhim një vështrim se si të vendosni këmbanat dhe bilbilët aktualë që dëshironi të shihni në ekranin tuaj!

• Për të shtuar një panel, klikoni butonin "SHTO PANE" në pjesën e sipërme të majtë dhe do ta shihni të shtojë një dritare të vogël në ekranin tuaj. Sidoqoftë, nuk ka asgjë këtu sepse nuk kemi shtuar asnjë widget!
• Për të shtuar një widget klikoni butonin e vogël "+" në panel. Kjo do të sjellë një menu zbritëse me opsione të ndryshme widget. Meqenëse do të bëjmë disa gjurmime GPS, le të zgjedhim miniaplikacionin "Google Map". Atëherë duhet të shihni dy fusha, gjerësinë dhe gjatësinë. Në mënyrë që t'i plotësoni ato siç duhet pajisja juaj duhet të jetë postuar tashmë në Dweet. Duke supozuar se ka, ju duhet të jeni në gjendje të klikoni "+ Datasource", të klikoni në burimin e të dhënave ("SIM7000 GPS Tracker"), pastaj të klikoni në "lat", i cili është emri i ndryshueshëm që mburoja përdor kur poston në Dweet. Përsëriteni procedurën për fushën e gjatësisë dhe klikoni në rrëshqitësin në fund nëse dëshironi që harta të tërheqë vija midis pikave të të dhënave për të shënuar se ku keni qenë.
• Tani duhet të shihni një hartë të vogël të vendndodhjes tuaj të përafërt! Për të provuar nëse harta funksionon, provoni të ndryshoni GPS -in tuaj të tanishëm lat/long në diçka paksa të ndryshme duke ndryshuar, për shembull, shifrën e parë pas pikës dhjetore të vlerave lat/long në URL -në e dweet -it që u shtyp në monitorin serik në Arduino IDE kur mburoja postoi të dhëna. Pasi t'i rregulloni ato, kopjoni dhe ngjisni URL -në dhe ekzekutojeni atë në shfletuesin tuaj.

dweet.io/dweet/for/112233445566778?lat=11.223344&long=-55.667788&speed=0&head=10&alt=324.8&temp=22.88&batt=3629

Tani kthehuni përsëri në tabelën e lirë dhe ju duhet të shihni se ajo ka përshkruar vendndodhjen tuaj të ndryshuar dhe ka tërhequr një vijë portokalli midis pikave! Gjëra të lezetshme, apo jo? Kështu që unë mendoj se ju merrni fotografinë që gjurmuesi ynë GPS do të dërgojë të dhënat e vendndodhjes në dweet për ju që t'i shihni në tabelë falas në kohë reale ose pasi aventura juaj të ketë mbaruar

Shtesa

Meqenëse gjurmuesi ynë i vogël GPS dërgon jo vetëm të dhëna lat/të gjata, por edhe lartësinë, shpejtësinë, drejtimin dhe temperaturën, le të hedhim disa pajisje shtesë për ta bërë panelin tonë më të gjallë!

• Le të fillojmë duke shtuar një panel të ri, pastaj për të shtuar një matës brenda panelit të ri klikoni butonin "+" në panel dhe zgjidhni "Matës". Ashtu si më parë, përdorni burimin e të dhënave dhe zgjidhni "shpejtësinë" si të dhënat që ne jemi të interesuar të marrim për këtë matës. Atëherë duhet të shihni një matës të mirë në pultin tuaj!
• Përsëriteni këtë për vlerat e lartësisë dhe temperaturës.
• Tani për titullin le të shtojmë një "Pointer" në vend. Ky është në thelb një busull sepse fillon të drejtohet (Veri) në 0 gradë dhe rrotullohet në drejtim të akrepave të orës për tituj pozitivë. Perfecto!
• Për të ndryshuar madhësinë e panelit, rri pezull mbi panelin që përmban hartën dhe duhet të shihni një simbol të vogël të pikëllimit në pjesën e sipërme të djathtë. Klikoni atë dhe futni një titull për panelin dhe futni "2" nën "Kolonat" për të rritur gjerësinë e panelit.
• Për të ndryshuar vendndodhjet e xhamave thjesht tërhiqni ato përreth! Ju gjithashtu mund të eksperimentoni duke shtuar një "Sparkline", e cila është në thelb vetëm një grafik i linjës, në mënyrë që të shihni jo vetëm të dhënat më të fundit, por edhe të dhënat historike.

Argëtohuni dhe vendosni gjithçka ashtu si ju pëlqen sepse ne jemi gati për të dalë në një udhëtim në terren!

Hapi 5: Testimi

Për të testuar konfigurimin tuaj, unë do të rekomandoja vendosjen e kohës së marrjes së mostrave në një vlerë më të ulët, si 10-20, në mënyrë që të kapni udhëtimin tuaj me rezolucion më të lartë. Unë gjithashtu do të lija ndryshoren "turnOffShield" të komentuar në mënyrë që mburoja të mos flejë. Kjo i lejon asaj të postojë të dhëna në mënyrë të njëpasnjëshme.

Pasi të keni ngarkuar kodin në Arduino tuaj, ose merrni një paketë baterie (7-12V) për të fuqizuar Arduino ose thjesht lidhni Arduino me një përshtatës USB të makinës. Ju gjithashtu do të keni nevojë për një bateri LiPo 3.7V të lidhur në mburojë siç u përmend më herët; mburoja e treguar në foton e mësipërme është një version i vjetër dhe nuk kishte mbështetje të baterisë LiPo, por tani është e nevojshme në të gjitha versionet më të reja.

Tjetra, hapeni tabelën falas diku, kështu që kur të ktheheni të shihni rezultatet! Pasi të lidhni Arduino -n, jeni mirë të shkoni! Filloni të vozitni përreth, pini një kafe, kthehuni në shtëpi dhe duhet t'i shihni të dhënat e vizatuara në tabelë. Nëse vërtet dëshironi (nuk e rekomandoj këtë gjatë vozitjes …) mund të shikoni të dhënat e tabelës së lirë në telefonin tuaj në kohë reale ndërsa shoku juaj drejton automjetin. Gjera argetuese!

Hapi 6: Rezultatet

Për këtë test babai im dhe unë shkuam për të marrë disa daulle pule në Trader Joe's (omnomnomnom …) dhe ne mblodhëm disa të dhëna mjaft të sakta. Unë kisha që pajisja të dërgonte të dhëna çdo 10s dhe shpejtësia maksimale nga udhëtimi ishte rreth 92khm (rreth 57mph / orë) që është mjaft e saktë sepse kemi mbajtur një sy në shpejtësimatës gjatë gjithë kohës. Mburoja LTE përfundimisht bën punën e saj mjaft mirë dhe dërgon të dhëna në re shumë shpejt. Deri këtu mirë!

Sidoqoftë, ndoshta lajmi jo edhe aq i mirë është se miniaplikacioni i hartës në tabelën e lirë nuk është aq i madh sa kisha menduar fillimisht. Nuk ju lejon të lëvizni vendndodhjen e miut dhe qëndron në qendër në vendndodhjen e fundit, kështu që është e shkëlqyeshme për gjëra të tilla si një gjurmues GPS i makinës, por jo nëse doni të analizoni një udhëtim të përfunduar me të gjitha pikat e të dhënave, veçanërisht nëse ishte një udhëtim i gjatë.

Në këtë tutorial ne mësuam se si të përdorim mburojën LTE si një gjurmues GPS dhe regjistrues të të dhënave dhe si t'i shikojmë shpejt të dhënat në freeboard.io. Tani përdorni imagjinatën tuaj dhe zbatojeni atë në projektin tuaj. Ju madje mund të shtoni më shumë mburoja dhe ta ktheni këtë gjë në një regjistrues të të dhënave diellore me fuqi të ulët! (Unë në fakt mund të planifikoj të bëj një tutorial për këtë në të ardhmen!). Për shkak të kufizimeve të hartës së bordit të lirë, po planifikoj gjithashtu të bëj një mësim të ri se si të bëni aplikacionin tuaj Android që merr të dhënat nga dweet dhe do t'ju lejojë të grafikoni vendndodhjen e gjurmuesit në Google Maps me fillimin, ndaloni dhe ndaloni veçoritë për udhëtimin tuaj! Qëndroni të sintonizuar!

• Nëse ju pëlqeu ky projekt, ju lutemi jepni një zemër!
• Nëse keni ndonjë pyetje, komente, sugjerime për një mësim të ri, ose e keni provuar vetë këtë projekt, patjetër komentoni më poshtë!
• Më ndiqni këtu në Instructables, regjistrohuni në kanalin tim në YouTube ose më ndiqni në Twitter për të qëndruar të azhurnuar me projektet e mia më të fundit Arduino! Unë jam një inxhinier i ri me një pasion për të ndarë atë që kam mësuar, kështu që patjetër do të ketë disa mësime të tjera së shpejti!
• Nëse doni të mbështesni atë që bëj unë në ndarjen e pajisjeve me burim të hapur dhe dokumentimin e tyre tërësisht për qëllime edukative, konsideroni të blini mburojën tuaj në Amazon.com për të luajtur!