Trådløs GPS -datalogger for dyreliv: 9 trinn (med bilder)

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-13 06:58

I denne instruksen vil vi vise deg hvordan du lager en liten og billig Arduino -basert GPS -datalogger, med trådløs funksjon!

Å bruke telemetri for å studere bevegelsen av dyreliv kan være et svært viktig verktøy for biologer. Den kan fortelle deg hvor dyrene bor, hvor de fôrer og hvor langt de reiser hver dag. Biologer bruker deretter denne informasjonen til å bevare dyr og deres miljø.

Vi brukte denne dataloggeren på flygende rev (også kalt fruktflaggermus) og oppdaget sammen med andre at flygende rev flyr over 40 km hver natt og returnerte for å mate i det samme treet.

Denne dataloggeren:

• har en trådløs rekkevidde på over 2 km
• en batterilevetid på over 2 uker (ved bruk av batteriet beskrevet i materialer og verktøy)
• overfører sin nåværende posisjon i et 'hjerteslag' hvert 5. minutt
• kan lagre 100 steder i sin EEPROM
• og kan overføre eller 'dumpe' disse dataene til mottakeren daglig eller når du blir bedt om det

Ved å utvikle en liten og rimelig Arduino -basert GPS -datalogger med trådløs funksjon, har vi gitt studenter, innbyggerforskere og samfunnsgrupper utstyret som er nødvendig for å studere bevegelsen til det lokale dyrelivet.

Trinn 1: Materialer og verktøy

For å bygge dette instruerbare må du rydde plass til skaperne, samle materialene (nedenfor) og koble til loddejernet ditt! Hvis du ikke vet hvilken ende av strykejernet som blir varmt (hint: det er den spisse enden), bør du sannsynligvis finne en venn som hjelper deg!

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

1 x GTOP LadyBird 1 (PA6H) GPS -modul

2 x HM-TRP 433Mhz RF FSK-mottaker

Her i Australia bruker vi 433 Mhz, det er gjort tilgjengelig for amatører under lisensen Radiocommunications (Low Interference Potential Devices) 2015. Avhengig av hvor du befinner deg, må du kanskje bruke en transceiver som opererer på en annen frekvens! Prøv HM-TRP 868Mhz RF FSK-mottaker eller HM-TRP 915Mhz RF FSK-mottaker.

1 x Lithium AXIAL 1/2AA 3.6v batteri

1 x 10k Ohm 0,5 Watt metallfilmresistorer - pakke med 8

Trinn 2: Start med en Arduino Pro Mini

1. Lodde toppnålene til brettet
2. Fjern tilbakestillingsknappen

Se bildet over for noen tips!

Trinn 3: Koble opp GPS -modulen til Arduino -kortet

Følg med bildene ovenfor

Gjør deg kjent med GPS -databladet, eller du kan bare vinge det!

1. Lodd en lengde med rød ledning på pinne 4 på GPS -modulen (VBACKUP)
2. Lodd en lengde med svart ledning på pinne 12 på GPS -modulen (GND)
3. Fest dobbeltsidig tape til GPS -en til bunnen av Arduino -kortet
4. Brett den svarte ledningen langs bunnen av Arduino -kortet og loddetinn til GND (ved siden av RAW!)
5. Skyv et motstandsben gjennom pinne 9 på Arduino -kortet og loddetinn på pinne 1 på GPS -modulen
6. Klipp og brett motstandsbenet ned på pinnene 9, 8, 7 og 6 og loddetinn
7. Brett den røde ledningen over toppen av Arduino -brettet og loddetinn på VCC
8. Skyv et motstandsben gjennom pinnene 5 og 4 på Arduino -kortet og loddet på pinnene 9 og 10 på GPS -modulen
9. Kutt motstandsbenene i vater med Arduino -brettet og loddetinnet

GPS -modulen din er nå klar for testing!

Trinn 4: Testing av GPS -modulen

Det er alltid en god idé å teste GPS -modulen din før du fortsetter.

1. Installer Arduino IDE på datamaskinen din
2. Last opp koden nedenfor til dataloggeren ved hjelp av en FTDI -breakout - 3.3V
3. Åpne seriell skjerm på Arduino IDE, du skal nå kunne se data som overføres fra GPS -modulen til Arduino -kortet
4. Du kan også bruke annen programvare som u-center til å lese GPS-dataene og gi deg annen informasjon, for eksempel hvor mange satellitter som er i sikte og nøyaktigheten av posisjonsdataene dine!

Ikke glem at du kanskje må gå utenfor, slik at GPS -modulen kan fange opp signaler fra satellittene!

Trinn 5: Gå trådløs

Ta en titt på databladet for denne senderen. For et smart lite kort, sender så langt som en 60 mW Xbee Pro med en trådantenne, men bruker mye mindre strøm, så batteriet vårt varer lenger!

1. Lodd en 10K motstand på toppen av mottakerbordet mellom VCC og ENABLE, dette vil trekke ENABLE høyt for å sove, gjesp !!!
2. Lodd en ledningslengde på bunnen av mottakerbordet mellom VCC og CONFIG, dette vil trekke CONFIG høyt for kommunikasjon
3. Legg litt isolasjonstape på siden av GPS -modulen, dette forhindrer at mottakerkortet kortsluttes på siden av GPS -modulhuset
4. Lodd enda en lengde med rød ledning til VCC, gul til TX, svart til GND, hvit til RX og blå til ENABLE
5. Plasser mottakerbordet på det gjenværende stykke dobbeltsidig tape
6. Trekk den røde ledningen under Arduino -kortet og loddetinn på VCC
7. Trekk først den svarte ledningen over motstanden og deretter ned under Arduino -brettet, loddet til GND
8. Deretter gul til pin 2, hvit til pin 3 og blå til pin A2

For en innsats. Bra gjort, du kommer dit!

Trinn 6: Du trenger en mottaker

Det er ikke mye poeng i å ha en trådløs GPS -datalogger hvis du ikke har en mottaker, og det kan ikke bli enklere enn dette oppsettet!

1. Ta tak i den andre senderen din, du fikk to, ikke sant!
2. Lodd en lengde på rød ledning mellom VCC og CONFIG
3. Lodd en lengde på svart ledning mellom GND og ENABLE
4. Lodd enda en lengde med rød ledning til VCC, svart til GND, gul til TX og hvit til RX
5. Legg nå noen toppstifter i FTDI -utbruddet
6. Lodd den røde ledningen til VCC, svart ledning til GND, gul til RX og hvit til TX (se hvordan vi snudde ledningene som forbinder TX og RX, vanskelig, vanskelig, ikke sant!)

Nå er vi klare for litt trådløs kommunikasjon!

Trinn 7: En merknad om antenner

Antenner gjør hele forskjellen, men med dyreliv må vi noen ganger holde dem små.

Den beste antennen for dataloggeren og mottakeren er en dipolantenne. Du lodder ganske enkelt en 173 mm lang ledning til ANT -pinnen på transceiveren og en separat 173 mm ledning til GND -pinnen. Denne kombinasjonen vil gi oss en siktlinje på over 2 km.

Noen ganger kan du bare ikke ha ledninger som henger ut, dyreliv har generelt store tenner og vil bite og tygge og ødelegge antenner eller til og med dataloggere! For å skjule antennene dine kan du rulle dem sammen, dette kalles en spiralformet eller fjærantenne. Enkelt vikle ledningen rundt en liten skrutrekker, begynn på slutten og rull den mot transceiveren din.

P. S. vet du hva annet som gjør en flott antenne, en fisketrådsleder. De er vanligvis laget av flettet ståltråd med et plastbelegg, ekstremt sterk og veldig fleksibel. Utmerket for bruk på dyreliv som kan krype under eller rundt vegetasjon.

Trinn 8: Testing av radioene

1. Last opp koden nedenfor til dataloggeren ved hjelp av en FTDI -breakout - 3.3V
2. Fjern dataloggeren fra FTDI -utbruddet og slå på dataloggeren ved hjelp av batteriet eller en annen 3,3 v strømforsyning, + til VCC og - til GND
3. Sett inn mottakeren i FTDI -utbruddet (vanligvis bør du fjerne FTDI -utbruddet fra datamaskinens USB -port før du bytter eksterne enheter)
4. Start Arduino IDE og åpne seriell skjerm
5. Sett Serial Monitor til 9600 bps og 'No line ending'
6. Skriv 'tx' og klikk på Send
7. Du bør motta en melding fra GPS -dataloggeren som sier "TEST OK!"

Trinn 9: Distribuering av den trådløse GPS -dataloggeren

Det er det, testen er fullført, last opp koden nedenfor ved hjelp av Arduino IDE og FTDI -utbruddet ditt, og du er ferdig! Du har nå en trådløs GPS -datalogger for bruk på dyreliv.

Bli kjent med dataloggeren din før du distribuerer den, lær å lytte etter hjerteslag ved å bruke mottakeren og seriell monitor (det vil være en hvert 5. minutt, og ikke glem dataloggeren må være utenfor). Når du mottar hjerteslaget, har du 5 sekunder til å skrive 'tx' og klikke på Send, så blir alle dataene 'dumpet' til skjermen, bare kopier og lim inn i kartprogramvaren du ønsker.

Bli kjent med koden, du kan endre den til å gjøre hva du vil. Når du sporer en bjørn, hvorfor ikke bruke et større batteri og få et hjerteslag hvert minutt!

Jeg vil ikke fortelle deg hvordan du pakker dataloggeren din eller hvordan du fester den til dyrelivet ditt, det er opp til deg og din etiske komité å bestemme! Jeg vil fortelle deg at vi ganske enkelt innkapslet våre dataloggere med varmekrymping, du kan "potte" dem i epoxy hvis du ville ha noe mer solid!

Et stort rop til alle som har hjulpet meg med dette gjennom årene og lykke til med din trådløse GPS -datalogger!

Førstepremie i den trådløse konkurransen

Førstepremie i Arduino -konkurransen 2017